国内外建筑节能发展及其采用的施工技术

1、国内外建筑节能发展及其采用的施工技术米丽巴 阿木提1 ，（1. 清华大学土木工程系国内访学，北京，100084；）ameiliba摘要 本文总结了国内外在建筑节能领域内的一些成功经验，介绍了墙体保温体系方面的一些成熟技术、实现方法及其主要特点，并简述了这些技术的推广应用价值。关键词 隔热性，国外建筑节能，外墙保温，复合保温板中图分类号 TU22 文献标识码 ACurrent Developments of Buildings Energy Efficiencyand Construction Technology in the WorldMehriban AmutAbstract: This

2、paper introduces the nature of energy saving external wall in thebuilding of system and some technology, based on the job-oriented learning experience done bypioneer of this region from all over the world. The value of popularizing and applying the systemin large-scale construction projects is also

3、presented here.Key words: heat-insulation property, overseas energy conserving building, thermalpreserving external wall，composite heated board1. 前言解决能源紧张的根本措施不仅是开源，而且是节流。建筑能耗不仅是指建材产用能耗，还包括建筑施工，建筑日常使用过程消耗的能量。我国，国民生产总之已每一万美元计算的能耗值，排世界前几位。虽然采取房屋节能措施提高总房屋造价5%-6%，但是能源消耗减少40%。因此，建筑节能方面采取有效的隔热，气密性及其采暖，通风体

4、系的技术改造保证建筑节能的实现前提。2. 外围护结构2.1 早在七十年代，发达国家对建筑节能这一战略性问题给予高度重视，并从政府提供，指定各种房屋节能，隔热要求的法规，直至节能技术开发，应用等多方面加以实施。地处北欧气候寒冷的瑞典，在建筑节能方面的经验值得借鉴，从能源危机之后，政府指定了全国节能计划，要求新建住宅隔热程度超过瑞典建筑法规（Swedish Building Code）者，政府提供差额部分的贷款，对于现有建筑的改造设施，政府每年给一定数量贷款，其数量不取决于改造时的实际支出费用，而是对每项节能措施给予固定金额的补贴。瑞典对隔热和气密性提出了一下要求。1 隔热性所设计的房屋室内温度不

5、许18°C 以上，对于建筑物不同构件的导热系数也做了限制：(表1 瑞典建筑物不同构件的导热系数值建筑构件 导热系数（W/m2°C ） 最高极限 （W/m2°C ）住宅外强或地区暴露在外的地面及楼面在通风隔气上的楼板直接在地面上的楼板暴露在户外的窗户或门上的玻璃（包括窗台及门窗框）暴露在户外的门（包括框，不包括玻璃）窗户的面积也限制在建筑面积的15%以内，建筑面积是以外墙内5m 的室内面积与其余建筑面积的3%之和来计算。2）气密性瑞典有关部门从科学实验和调查研究结果证明：房屋种种缺陷导致无法控制户内的温湿度，因而从节能角度看，建筑物的气密性的重视程度绝不能“隔热”的

6、要求。在50Pa 气压下容许的最大渗气量如下。(表2 瑞典建筑物不同部位的隔热要求值建筑构件容许的渗气量 （m 2/m2h ） 容许的渗气量 （m 2/m2h ） 二层以下的住宅 三层以上的住宅外墙外墙和门外住宅与户外或通风空间的屋面，楼面#注： 指边框与窗台或门扇间接点的透气性1978年7月1日瑞典发布的建筑法规中要求住宅每小时的换气量不得大于以下标准。单户或住宅（分离式或半分离式）3.0低于三层的住宅 2.0高于三层的住宅 1.0根据有关资料介绍，瑞典，英国，法国的新建筑100%采用隔热化构造，美国新建住宅90%已采用隔热化措施。我过近几年来大力开展建筑节能，发展新型墙体材料和进行墙体改革

7、很有气色。墙体改革的根本目的是节能，也就是要发展节能型外墙。所谓节能型外墙，就是隔热损失少，气密性和保温隔热性能好的外墙围护结构。世界各国对外墙的绝热指标作了规定：英国规定外墙的总能热系数不超过0.861千卡/米2 . 时. 度；丹麦规定外墙的总能热系数0.4千卡/米2. 时. 度；实现节能型外墙拟采用以下措施。2.2 采用底能耗，高效能的保温材料在目前各国普遍采用的保温材料有玻璃棉，岩棉聚苯酯，聚苯乙烯，膨胀珍珠岩等。矿棉是大多数国家的主要建筑保温材料。一吨玻璃棉可以代替三吨矿棉，因而在各国有增长的趋势。有机质保温材料由于容中轻，导热性能好，节能效果显著，尤其在寒冷地区，冷库工业建筑中用得较

8、普遍。膨胀珍珠岩成本底，在资源丰富的国家重视保温材料的开发。它在保温材料中的比例；捷克19%；德国2.3%；美国大约站10%。我国近几年来也采取了一系列措施。2.3 利用自然资源和重复利用各种工艺废渣（如粉煤灰，煤矸石，各种冶金渣，尾矿渣）这也是建筑节能的重要途径之一。工业发达国家对利用太阳能及其粉煤灰节能上成效很大，美国提出，1985年美国利用太阳能采暖空调的建筑物（太阳房）要达250万栋，日本也指定了官民协同的“太阳计划”。澳大利亚70%-80%的预制混凝土中掺量加粉煤灰，德国用于混凝土的粉煤灰占其总利用量的12.88%。相比之下，我国1990年以后开始重视粉煤灰在建筑中的利用。我国起步晚

9、，发展快。太阳房分主动式和被主动式两种，前者是利用太阳能集热器等设施构成采暖或制冷空调系统；后者利用畜热性高的建筑材料组成外墙。将采集到的太阳能保持，储存，分散从而达到采暖的目的。世界各国早在七十年代初，已建成了主动式太阳放：如日本筑波的洞峰公元体育馆；美国亚特兰大文体中心等。我国从1974年开始，建造试验性被动式太阳能能采暖系统：如清华大学，天津大学北京太阳能研究所和德国（西德）联合设计的北京市大兴县能源村等。常用的被动式太阳能采暖方式之一畜热墙（Thermal Storage Walls）, 其中19世纪80年代美国马萨诸塞洲的F L Morse 发明，20世纪60年代法国的Felix T

10、romba 等设计应用于主宰的“特隆布”(Tromba 墙在建筑节能外墙体系游乐较快的发展。“特隆布”墙体材料中一般容中大，贮热性高的（如混凝土，转）上覆盖以玻璃等透光材料。如美国首次被动式太阳房设计获奖方案采用“特隆布”墙12英寸厚的实心混凝土砌块外面覆盖两层Sun-Lite 的玻璃钢，外罩用经过处理的木材，这种体系可以在外墙的底部和顶部设有通风口，太阳能进入房间。根据美国各城市畜热墙的年太阳能采暖百分比设计，最高的圣路易斯，其中“特隆布”占97.7%。2.4 由于细粉煤灰价格一般是水泥的1/3-1/4，而在混凝土中直接掺入粉煤灰，可以减少水泥用量的25%-30%，对其物理力学性能并无有害影

11、响，美国对于建筑工程中采用商品粉煤灰取代部分水泥做出了一系列规定。目前全世界约有1500万吨以上粉煤灰在混凝土中应用，占总的利用量1/3以上。东欧国家粉煤灰加气混凝土比重占整个加气混凝土的50%-70%。我国的粉煤灰年排放量数千万吨，2000年已达到1.2亿吨。现在综合利用粉煤灰方面取得了可喜的成绩：如全国已有生产蒸养粉煤灰砖，烧结粉煤灰砖，粉煤灰硅酸盐砌块，粉煤灰加气混凝土，粉煤灰陶粒，粉煤灰水泥等工厂数多个。但总的来说没能充分利用。反而成为环境的污染。发展商品粉煤灰，直接用于混凝土的第二胶凝材料，可提高混凝土的和易性，节约水泥。也是建筑节能的重要措施。3. 发展各种墙体保温体系3.1 复合

12、外墙体这种复合保温外墙体一般金属板或非金属板（混凝土板，石膏板，石棉水泥板，GRC ，塑料板，砌块等）中间夹以保温板组成。可在工厂完成，也可在现场组装。保温材料芯层一般用矿物棉毡（板），玻璃棉（板），聚苯乙烯或聚氨脂板等。复合保温外墙体系统的主要优越性，在于保温隔热性好，工业预制装配程度高，施工周期短，板与板或与其它部件的接点密封性好，形状，颜色可根据拥护需要改变，难燃性和可加工性好，故在国内外用得最为普遍，成为墙体保温的基本形式。在这种体系中使用最普遍的保温材料是矿物棉，我国在这方面已取得了实质性的进展。北京市建工研究所，中建一局科研所等单位研究开发的砖砌体或钢筋混凝土与岩棉聚苯板，空气层，

13、石膏复合墙体，与传统的370实心砖墙或280 预制浮石混凝土板相比，传热系数降低了50%-30%。混凝土岩棉在建筑节能，减轻自重等方面均有显著效果，已在高层建筑中普遍使用。由 北京新型建材设计院与北京市建筑设计院联合设计的耐碱玻璃纤维增强水泥（GRC ），岩棉，加气混凝土复合外墙体体系，已在亚运会工程上应用。现在也在其它工程上广泛应用。玻璃棉（板）在外墙保温上的应用也相当普及。品种也很多。美国Manville 公司制成的叫做“ 隔热一屏蔽的墙体隔热毡合板”，用于幕墙和一般结构中。玻璃棉卷长1533m，宽0.61.2m。玻璃棉的尺寸为0.6×1.2m 。瑞典使用于地下室保温的玻璃棉硬质

14、板有特点，它 为一层合结构，由一些玻璃棉薄层层压而成。当垂向安装时，玻璃纤维与地面垂直，因而与板面接触的任何水分，将流到底脚的排水系统内，吸湿的板外表面不超过3mm 。板中加有0.007mm 细纤维，以改善回弹性和压缩强度。加拿大研制出用作墙体保温衬板的非结构带复面玻璃棉硬质板。使用小直径玻璃纤维以获得最大的热阻值板重为57kg/m3, 尺寸为1.2×2.4m 和1.2×2.7m ，厚2.5cm 和3.8cm 。3.2 空腔体系空腔墙的保温处理以使用吹入法最为普遍。吹入的保温材料有矿物棉，玻璃棉，纤维素纤维，膨胀珍珠岩，膨胀聚苯乙烯粒料等。英国Fiberglass 公司生产

15、的墙空腔松散填料，是由玻璃棉加合成树脂粘结剂和硅酮疏水剂，容中27kg/m3 时的导热系数为0.039w/mK ，容中40kg/m3时的导热系数0.037w/mK 。施工工艺是，以吹入法入空腔内。经过硅处理的膨胀珍珠岩松散填料，用于混凝土砌块砖的空腔墙中，传热量可减少50%以上。纤维素纤维松散填料主要用于建筑物空腔墙和阁楼的保温。美国使用较多。施工方法为吹入法。将膨胀聚乙烯干粒射进空腔，也是一个很简单而且干净的作业，保温效果也很好。经过改进的是新型的吹入机添配了一种特殊的喷嘴，把胶结剂加到松散纤维上，再吹入墙空腔内，这样就形成了不沉降刚性柔毡。还避免了常有的间隙和热点或冷点。3.3 保温砌块近

16、几十年来我国保温砌块有了相当大的发展，出现了不少新品种。英国一家公司在传送机上把矿棉吹进空心砖或砖块的空腔，一昼夜可填充2.46.0 万块。用膨胀聚苯乙烯和混凝土骨料制成复合建筑砌块，每天可生产1万块，导热系数K 值底于0.4W/mK 。美国生产的水泥包裹的聚苯乙烯砌块，厚约0.5m ，高约1.2m , 长约2.4m , 重仅5.0-5.4kg, 用其砌筑的房屋最大费用，将比普通结构底25%。加拿大Spar Company 国际公司研制成功既承重又具有高热阻值的保温砌块，25.4cm 厚热阻值为4.05K m 2/W，30.5cm 厚的砌块热阻值达到5.81K m 2/W, 这种砌块是由水泥和

17、膨胀聚苯乙烯干粒料制成的，后者占60%。 施工时先把这种保温砌块干堆堆在一起，然后用普通抹子把水泥短切玻璃纤维抹灰料抹在两面上。这道涂层除了起粘结作用外，还提供了防水和装饰效果（可有数种颜色）砌体可达到24.5kg/cm2, 这样可观的压缩强度，足以支承15m 的净跨度。3.4 保温涂料各国在建筑工程上大量使用膨胀珍珠岩代替砂子，配成抹灰料广泛用于内，外墙和天棚的隔热。这种抹灰料可用石膏或水泥与膨胀珍珠岩加水配成，喷涂和手工施工均可。用膨胀珍珠岩和石膏配成的灰浆，比砂浆轻60%左右，且可提供4倍的保温和吸音性能。厚2-3cm 灰浆层的保温能力相当于半砖墙体，用这种灰浆抹面时，普通砖墙厚度可减薄

18、20%-30%，墙体材料中的用量和重量可减少1/3-1/4。令一种轻制保温抹灰料是把膨胀聚苯乙烯颗粒加到水泥抹灰料中，抹到墙上。这种抹灰料特别使用于不平滑的墙面。抹灰厚度通常为25-80mm 。也可以把膨胀珍珠岩和膨胀聚苯乙烯颗粒料一起使用，配成保温抹灰料。3.5 喷涂保温材料喷涂法就是把松散的保温材料通过喷涂机器添加胶粘剂后，喷涂到建筑物表面，从而形成牢固的保温层。美国Unisar 公司的喷涂机可以处理市场上的所有可喷涂材料；玻璃棉，纤维素，耐高温矿棉和水泥等。3.6 外保温-装饰体系外保温-装饰体系包括聚合物基，聚合物改性矿物纤维基和矿物纤维基。这种系统不直接使用框架结构，把保温和装饰结合在一起，特别适合于外墙的保温维修。1982年后，美国外保温-装饰系统的作业量已增到446万平方米，占墙体翻修工程的1520%。使用最多的形式是外墙粘贴聚苯乙烯板，接着覆盖玻璃纤维材料。胶战粘剂及其各种材料。4. 结语根据我国的国情和国外的情况，墙体保温材料应以矿物棉为主，这以成为事实。通过近几年的努力，我国已经形成了几个墙体保温体系。随着轻型房屋体系的发展，近几年来国外开发和发展了多种轻型多功能组合结构材料：以压型钢板，铝