工作探索
住宅建筑外墙保温材料及保温层厚度优化解析
贺 宇1 尹 伟2
（1.娄底市源创开发建设有限责任公司，湖南 娄底 417000； 2.湖南慧创健康产业有限责任公司，湖南 娄底 417000）
摘 要：能源问题已成为当今世界共同关注的难题，随着建筑能耗占社会总能耗的比例越来越大，2000年国家提出了50%的节能要
求，之后又提出了在节能50%的基础上再节能30%，即节能率达到65%，由50%提高到65%时的节能任务全部由建筑物来承担，供热系统已不再承担。因此，通过改善建筑物围护结构的热工性能，提高建筑的能源利用率是实现建筑节能非常有效的方法。关键词：住宅建筑；外墙保温材料；保温层厚度；优化1 住宅建筑的特点分析
1.1 形成室内热环境的主要因素
室内气候条件以及室内发热源会直接影响建筑的室内热环境。对于室内热环境影响最主要的因素是太阳辐射以及室外气温的共同作用，其通过建筑的围护结构将大量的热量传递至室内，此外太阳辐射透过门窗以及室内外温差传热。另外，还有一些热量通过缝隙以及渗透热空气直接影响室内的热环境，上述要素是室内过热的主要外因。
1.2 建筑空调负荷的特点
住宅建筑与公共商业建筑均属于民用建筑，但住宅建筑更容易受到人们的影响，因此具有一定的不确定性。在住宅建筑中，多数空调是采用间歇性运行模式，与商业建筑的连续运行相比，需更多地考虑到气候情况以及建筑热工的状况。由于住宅建筑中的空调运行一般是参照人们的行为来确定，何时开启空调，何时关闭空调等均会受到个人习惯、家庭结构以及工作性质等因素的影响，这些因素的随机性较强，很容易导致负荷分布不均的情况。
2 常用的外墙保温材料
2.1 挤塑板外墙保温材料
聚苯乙烯挤塑板外墙保温材料中的一种，当建筑的主体与外墙施工完成后，在底层的砂浆上涂刷上XPS专用剂，将拉毛XPS聚苯乙烯挤塑板使用黏结砂浆按照具体要求上墙，并使用塑料膨胀螺钉进行固定，随后在挤塑板表面涂上聚合物水泥砂浆，压入耐碱塑玻纤网格布，形成抗裂砂浆保护层。
2.2 膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温材料
膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温主要是采用聚苯乙烯薄膜塑料板作为保温材料，当建筑的主体结构完工后，使用专用的黏接砂浆将苯板按照具体的要求粘贴上墙，假如有固定的要求，即可使用塑料膨胀螺钉进行加固，随后在苯板表面涂抹聚合物水泥，压入耐碱塑玻纤网格布，形成抗裂砂浆保护层。
2.3 无机保温砂浆保温材料
无机保温砂浆通常用于建筑物内外墙粉刷的新型保温材料，是以无机类轻质保温颗粒作为轻骨料，加上抗裂添加剂以及胶凝材料等组成的干粉砂浆，具有保温隔热以及耐老化等特点。3 外墙保温材料厚度优化分析
3.1 建立住宅模型
住宅建筑热环境模拟工具包是由清华大学研制开发的建筑能耗软件，该软件能够对整个建筑物多房间进行详细的计算，计算出每个房间实时的温度、采暖以及空调负荷等。采用状态空间大对建筑整体分析，列出建筑构建的热平衡方程式，再通过严密的数学推导，解释房间的干扰因素。
3.2 建筑基本资料
本次选取某市的建筑，为7层砖砌体结构，由5个单元构成，层高为3m，建筑的具体构造见表1。
该住宅建筑室外气象计算参数采用了与某市相邻城市的室外气象参数。除了阳台以及楼梯不采暖外，其余房间均需采暖，房间的温度波动范围设定为18~26℃，湿度的波动范围为
20%~80%。由于此建筑采用的是集中供热采暖方式，冬季散热器全天开放，采暖季节为12月7日到3月17日。
表1 建筑具体构件
构件外墙屋面楼板楼地外窗
具体构造
20mm水泥砂浆、30mm膨胀聚苯板20mm水泥砂浆、200mm粘土多孔砖200mm钢筋混凝土、30mm膨胀聚苯板25mm水泥砂浆、80钢筋混凝土、20mm水泥砂浆20mm水泥砂浆、150膨胀聚苯板、40mm碎石
标准外窗
传热系数/W/（m2·K）
0.962.033.0480.252.2
3.3 保温材料对建筑能耗的影响
为了有效地对不同墙体的保温材料对于建筑能耗的影响进行分析，本次研究采用了常用的聚苯颗粒保温浆料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料以及膨胀聚苯板为保温材料。在模拟过程中，假设其他条件相同，仅改变墙体保温材料的种类，墙体的厚度均为200mm，且墙体内外均采用了20mm厚水泥砂浆抹灰，保温层厚度为30mm。按照计算结果，得出在某市气象条件下，该节能建筑采用不同的外墙保温材料时，全年的能耗指标，主要包括热负荷指标以及夏季空调能耗的冷负荷指标。
3.4 保温层厚度对于建筑能耗的影响
为了更好地研究保温材料的厚度对于建筑能耗的影响，在其他条件不变的情况下，改变保温层的厚度，模拟出空调能耗指标以及建筑采暖等，保温材料选取聚苯板，采取保温措施后，采暖季负热有了明显的下降。当保温层的厚度达到70mm是，节能效果最明显。由此可见，在保温材料一定的情况下，保温层的厚度是由建筑保温性能的重要因素。随着保温层厚度的层架，围护结构的能耗将会减少，由此降低建筑的负荷。但盲目的增加保温层的厚度会增加建筑的投资成本，同时还会降低保温层的寿命。当保温层的厚度大于40mm时，将会减缓，证明保温材料的效果会逐渐减弱，热负荷已经基本稳定，且表3已经证明，当膨胀聚苯板的厚度为30mm时，采暖季热的指标为13.28W/m2，已经低于相关指标的规定。按照上述计算可得出，在某市，使用200mm厚黏土空心砖墙承重的砖砌体房屋，保温层选取30mm的膨胀聚苯板，就能够满足节能的需求，且资金最少。4 结语
在确定保温层厚度的过程中，应当按照住宅建筑的具体情况进行选择，假如盲目的选择，将会影响建筑的能耗以及保温效果，且还会造成资源浪费。因此选择合适厚度的保温层，才能够有效的降低建造成本与运行成本。参考文献：
[1] 王凤平.山东地区节能建筑外墙传热系数测试与保温技术研究[D].济南:山东建筑大学,2016.
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2018年第17期
