《公共建筑节能设计图集》中保温材料的选择

 

由建设部和国家质检检疫总局联合发布的国家标准《公共建筑节能设计标准》CTB50189，已于2005年7月1日正式颁布实施。为配合本标准更准确，具体地落实到建筑设计中去，建设部标准设计＞吭壕龆ū嘀啤豆共建筑节能设计图集》，并于2005年9月将该任务分别下达我院和中国建筑西南设计研究院，我院负责严寒及寒冷地区，西南院负责其他地区。

 

一、公共建筑节能的紧迫性

 

据有关资料统计，公共建筑的能耗相当可观。以北京为例，甲类大型公共建筑的建筑总面积约为2070万m2，仅占整个民用建筑的5%，其耗电量竟达整个居民生活用电量的一半。据统计一般住宅耗电量约为10-20kwh/m2, 而大型商场的耗电量为210-370kwh/m2, 写字楼和酒店的耗电量为100-200kwh/m2。当然公共建筑的耗电量其中已包括采暖和空调，而居住建筑生活用电并不包括采暖在内。如加上这部分耗电（据北京城八区的统计，采暖燃煤锅炉每平方米实际耗煤量为26.9kg, 折合成耗电量为11.5kwh/m2）则为21.57-31.57kwh/m2。所以实际上大型商场耗电量比居住建筑约高出10多倍，比一般公共建筑约高出5-6倍。故实施公共建筑节能已迫在眉睫。

 

二、图集的主要内容

 

本图集的主要内容，其重点是外墙，其中一些已入编居住建筑标准图集的做法和热工性能指标，凡公共建筑可以参考的将不再重复。如外贴聚苯板做法；现浇混凝土外模内置保温板做法，干挂钢丝网架保温板做法以及保温浆料等做法，其装饰面层绝大部分为涂料或面砖，因此类似居住建筑的公共建筑同样能够采用。

 

公共建筑与居住建筑围护结构中的墙体，除保温节能标准有所差别外，主要有部分公共建筑装修标准较高，采用各种幕墙。在结构上大部分采用框架，由此带来的影响是建筑做法的保温材料可以更多样化。因设置在外墙和内墙之间。所以基本上各种保温材料都使用。同时由于是框架结构，各种墙体材料的使用也不受限制。

 

本图集从大范围而言，围护结构墙体分两大体系。一是，单一保温墙体，目前切实可行的是蒸压加气混凝土制品，它既是保温材料又是墙。这是已往较为忽视的形式；二是，以各类幕墙为装饰面层与保温层和墙体组合而成的复合保温体系。在复合墙体中，本图集的重点是保温节能，幕墙和墙体的构造仅是示例，仅选择几种常用具有代表性的或较为新颖具有发展前途的一些做法。幕墙选择了四种类型，即石材幕墙、金属幕墙压力水泥板幕墙和陶瓷板幕墙。墙体选用了钢筋混凝土墙体、混凝土和轻质混凝土砌块墙体、KP1多孔砖墙体以及轻质板材墙体。重点是保温材料的选择以及它与幕墙和墙体三者之间关系，最终得出这种组合后复合墙体的热工性能指标，为设计人员提供设计依据。

  

 

 

三、保温材料的类型及选用原则

 

从保温材料而言，目前在建筑上较为普遍采用的是在墙体上粘贴各种发泡板材，如普通泡沫聚苯板（又称模塑板）、挤塑聚苯板和硬质发泡聚氨酯板；第二类即棉类保温材料，如岩棉或玻璃棉（其中也分卷材和板材）以上两类材料均为工厂工业化制品，用粘结或锚固方法与墙体固定；第三类即现场喷涂型的保温材料，如硬质发泡聚氨酯和安健能公司介绍的全水基软泡氨酯。在幕墙工程中上述各类保温材料几乎都能使用。

 

保温材料的选择取决于下列诸因素：

 

第一 装饰面层类型，如前所述，因为要考虑到抹灰层与保温层以及装饰层之间的结合和避免开裂等问题，所以如选用抹灰型装饰面层则较为局限，幕墙型干挂板材装饰面层，则较为自由，这是因为保温层、装饰层均是相对独立的部件，因此选择保温层的自由度较大。

 

第二 保温材料的材性，主要是材料的导热系数和热阻值

 

第三 施工性能，由俺гぶ频谋Ｎ掳宀幕蛎蘩嗑聿模一般采取粘结或粘钉结合的方法与墙体固定，它的优点是施工可以不受气候条件的限制，施行干作业操作，其缺点是工序偏多，对附墙的龙骨构件以及材料的接缝和易于产生“热桥”的部位要采取一定的构造措施。对喷涂型的保温材料，其优点是只要对保温岸瓤刂魄〉笔┕そ衔简单快捷，尤其对易于产生“热桥”部位的处理都易于解决，保温层的连续性好、整体性好，缺点是施工中受气候条件有一定影响。有些喷涂型材料与墙面的粘结较差，须做界面处理，且某些材料在喷涂时对人体和环境有一定影响，（安健能公司生产的全水基软发泡聚磅ヒ丫解决了这些问题。这无疑是对喷涂型保温材料的一大进步。）

 

第四 经济问题，这里牵涉到的不仅仅是保温材料的价格问题，应从工程的性质、材料的材性和寿命、施工的难易，保温材料的厚度，对环境的影响等诸因素决定。经权宜得失慎重选择，尤其在当前提倡节能的大环境下，不仅要考虑建筑的使用能耗，同时也要考虑材料在制造过程中制造能耗，有些制品，虽然有较好的热工性能，但是属于高能耗制品。

 

四、墙体的热工性能

 

本图集最主要的内容是以表格例图的形式编制成选用表，将各种不同墙体和保温材料组合，计算出选用不同材料的厚度，设计人员可根据不同气候区的热工要求选用，在单一墙体材料中，主要根据材料干密度、导热系数、厚度和灰缝的精确度，经计算确定不同厚度墙的热工性能。复合墙则主要根据不同保温材料和墙体材性，确定复合墙体的热工性能，设计人员可以根据不同气候区选用符合本地区热工要求的围护结构做法，自由选用。在本图集中，除对外墙罗列选用表外，还将非采暖地下室的楼板，采暖地下室的外墙，接触室外空气的楼板及出挑构件、地面、楼面以及室内有保温要求的内墙一一入编供计人员选用。

 

 

表2-2.1  蒸压加气混凝土空心砌块复合外墙选用表
编号	保温外墙做法及简图	墙体材料	保温材料	保温材料厚度 D mm	主体传热系数 Kp W/（m2·K）	平均传热系数 Km W/（m2·K）
外墙7	1.幕墙（装饰层） 2.空气层 3.保温层 4.200厚蒸压加气混凝土砌块墙（砌.） 5.15厚粉刷石膏抹灰	蒸压加气 混凝土砌块墙 （砌筑） 200厚	岩棉、玻璃棉	50	0.52	0.60
				70	0.43	0.48
				80	0.40	0.44
				95	0.36	0.39
外墙8			硬质聚氨酯 泡沫塑料	30	0.50	0.57
				40	0.43	0.48
				45	0.40	0.44
				55	0.35	0.38
外墙9			模塑聚苯乙烯 泡沫塑料	50	0.49	0.57
				65	0.43	0.48
				75	0.39	0.44
				90	0.35	0.38
外墙10			全水基软 发泡聚氨酯	50	0.49	0.57
				65	0.43	0.48
				75	0.39	0.44
				90	0.35	0.38
外墙11			挤塑聚苯板	35	0.49	0.57
				45	0.43	0.49
				55	0.38	0.42
				65	0.34	0.38

 

说明：本文中有关热工性能的指标和选用表均系我院夏祖宏高工编制