建筑外围护系统节能保温形式及发展趋势浅析*

*基金项目：2018 年度重庆市技术创新与应用示范专项社会民生类重点研发项目“装配式非承重围护墙与内隔墙系统集成应用技术研究与示范”（项目编号：cstc2018jscx-mszdX0097）。

建筑能耗占社会总能耗的30% 左右，在严峻的能源形势下，推行建筑节能已是世界性潮流[1]，我国确立了“资源开发和节约并举，把节约放在首位，提高资源利用效率”的方针，并将其作为可持续发展战略的重要措施之一[2]。同时，推动生态文明建设必然要将建筑节能工作放在重要位置，这对保证能源安全、保护环境、提高生活水平、拉动经济增长等都具有重要意义[3]。一般而言，建筑节能主要分为建筑本体节能和建筑设备节能。本文讨论的范围属于建筑本体节能的范畴，随着建筑节能技术体系的深入研究和发展，新型保温材料和施工方式不断涌现。当前，我国诸多省市按照因地制宜、被动优先、安全耐久、产业升级、简化施工、提高质量的原则，尝试新节能保温形式的工程示范，使建筑节能更加技术先进、安全耐久、经济合理、绿色环保。

1 建筑节能保温基本形式

建筑本体节能中外墙围护系统保温是主要载体。外墙围护系统通常采用附加保温材料实现建筑节能，根据保温材料在建筑外墙中的位置，将外墙保温分为外保温、内保温及夹芯保温。同时，随着新技术、新工艺、新材料、新部品的不断出现，具有自保温功能的墙体材料逐渐普及，可与结构主体复合成一体、有效解决热桥问题的结构保温一体化墙体应运而生。因此，目前的建筑节能保温形式可细分为以下几种形式：外保温（后贴）、内保温（后贴）、夹芯保温、建筑自保温、结构保温一体化等。

2 外墙附加保温形式

外墙附加保温（后贴）属于非自保温，是在墙体砌筑或浇筑完成后，在墙体外侧或内侧额外粘贴保温层的构造做法，一般简称为外墙保温，属于主动式节能保温技术，是目前工程应用最广泛、最成熟的保温形式。

2.1 外墙外保温

外墙外保温属于常规作法，我国各省市已在工程中大规模应用多年，目前主要以板类保温材料为主。经调研，各省市均有较为完备的标准技术体系和大量的工程案例，实践表明，外墙外保温整体效果较好，但不同省市也基本都出现过外墙保温层空鼓、开裂、脱落、火灾等质量安全事故，成为行业通病。

当前，该种体系逐渐趋向于采用无机不燃材料作为外墙保温层，连接形式强调粘锚形式及满粘形式，抹面层逐渐由厚抹灰发展为薄抹灰，通过以上措施，改善外墙外保温形式存在的通病。

2.2 外墙内保温

外墙内保温也属于具有多年工程应用经验的技术体系，外墙内保温消除了高层建筑保温脱落的风险，施工简单，不受外界天气环境影响，对饰面及保温材料的耐候性、防水性能要求不高。

但由于影响建筑实际使用面积、影响后期二次装修、热桥保温（后贴）处理难度较大、易结露发霉以及不适合重物吊挂，该技术体系应用比例不高，不过依托建筑全装修作为着力点，内保温系统的优势愈加明显。

2.3 外墙夹芯保温

外墙夹芯保温在工程中应用较少，主要有多孔砖夹芯墙体以及混凝土砌块夹芯墙体等复合形式[4]。

3 建筑自保温

通过对不同省市相关技术标准体系的归纳，建筑自保温一般包括填充墙砌体自保温、结构自保温、预制墙板自保温。

3.1 填充墙砌体自保温

填充墙砌体自保温的主体材料主要是各类建筑砌块（砖），包括烧结类、蒸养类、蒸压类、复合类等多种产品。国家及地方颁布实施诸如《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T 17、《自保温混凝土复合砌块墙体应用技术规程》JGJ/T 323、《砌块墙体自保温体系技术规程》DBJ41/T 100 等标准，涉及蒸压加气自保温系统、陶粒增强泡沫混凝土砌块自保温系统、陶粒混凝土小型空心砌块自保温系统、烧结自保温砌块系统、自保温复合砌块系统、加气混凝土板自保温系统等[5]。

当前，国家及各省市均在大力推广应用填充墙砌体自保温形式。这是一种替代外墙外保温较为理想的节能材料，但随着高层、超高层建筑的普及，剪力墙结构、框架- 剪力墙结构中仍须对热桥进行保温（后贴），增加了现场施工作业量，而且热桥与填充墙连接部位存在开裂风险。

3.2 结构自保温

结构自保温是指利用具有保温、隔热、轻质高强、高耐久、耐火等特点的轻骨料混凝土替代普通混凝土作为结构主体材料，可实现结构和保温功能的一体化，与建筑同寿命，无需后期维护或更换保温材料，安全系数高[3]。轻骨料混凝土的工程应用主要依据《轻骨料混凝土应用技术标准》JGJ/T 12，然而，对高层、超高层建筑尚无专门的结构设计软件，加之由于轻骨料混凝土价格相对较高、施工技术水平相对较高，目前各省市针对结构自保温尚无专门的设计及应用技术标准图集，仅浙江省和重庆市制订的建筑自保温系统应用技术标准中有专门规定。但是，随着普通砂石价格的持续走高以及工业固废利用的大力推广，轻骨料混凝土结构自保温与普通混凝土建筑保温（附加）相比增量成本将逐渐持平，且从全寿命周期考虑，相对传统保温体系，结构自保温可降低综合成本，特别是对于高层住宅，综合优势更加明显。

3.3 预制保温外墙板

预制保温外墙板主要应用于装配式建筑或装配式建造项目中，常用的有预制混凝土夹芯保温外墙板、装配式复合保温墙板、模块化蒸压加气混凝土轻钢复合保温墙体、金属面夹芯墙板、钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板等。目前可参考的标准主要有《外墙保温复合板通用技术要求》JG/T 480、《预制混凝土外挂墙板应用技术标准》JGJ/T 458、《装配式玻纤增强无机材料复合保温墙板应用技术规程》CECS 396、《模块化蒸压加气混凝土轻钢复合保温墙体工程技术规程》CECS 454 等。预制保温外墙板如图1 所示。

图1 预制保温外墙板示意图

4 结构保温一体化

结构保温一体化是指保温材料与主体围护结构墙体在混凝土浇筑时融为一体，墙体结构与保温材料形成复合保温墙体，实现建筑围护结构节能目标。结构保温一体化可广泛应用于框架- 剪力墙、剪力墙以及外墙全现浇结构中。与传统外保温技术相比，结构保温一体化技术实现了材料防火向结构防火的转变、现场施工向产业化的转变、二次施工向同步施工的转变、过程管控向一站式管理的转变、25 年寿命向结构同寿命的转变，克服了热桥保温问题以及保温与结构主体无法同寿命问题。在结构设计上，需要结合混凝土截面厚度，进行承载力验算。

4.1 免拆模板类

免拆模板类又称保模一体化，是以保温免拆模板作为混凝土结构的永久性模板，施工时与混凝土整浇为一体，并设置连接件使之与混凝土构件牢固连接而形成的建筑节能与结构一体化体系[6]。目前陕西、湖南、山东、山西、河北、河南、四川、宁夏等省区都在开展相关研究及工程应用，并在近三年时间内密集发布了多部配套标准图集，其技术范围涉及高性能泡沫混凝土免拆模板保温系统、复合免拆保温模板保温系统、FS 外模板现浇混凝土复合保温系统、现浇混凝土复合保温系统（FS）等。结构保温一体化免拆模板类基本大样，如图2所示[7]。

图2 结构保温一体化（免拆模板类）示意图

4.2 内置现浇类

该种技术体系是指施工时在保温层两侧同时浇筑混凝土结构层、防护层形成的结构受力与外墙于一体的复合墙体。内置现浇类结构保温一体化的基本构造（从内到外）：现浇混凝土基层、保温板、混凝土保护层、防护层（抹面层+ 饰面层），基本形式如图3[8] 所示：

图3 结构保温一体化（内置现浇）示意图

4.3 复合类

复合类是指以复合自保温砌块为墙体围护材料，采用专用砂浆砌筑，梁、柱等热桥部位采用免拆保温模板等方式处理后形成的保温与建筑墙体同寿命的系统[9]（自保温砌块填充 + 热桥部位结构保温一体化）。

经查，目前已有山东、山西、陕西、甘肃等省市出台标准图集，推动该类技术体系的落实，如：《SY 外墙自保温体系建筑构造（复合保温板、复合保温砌块）》L15 SJ 178、《非承重砌块墙体自保温系统应用技术规程》DBJ 04/T 305、《建筑节能与结构一体化浇筑式混凝土复合自保温砌块填充外墙技术规程》DBJ 61/T151、《建筑节能与结构一体化浇筑式混凝土复合自保温砌块填充外墙构造图集》2018 TJ 039。基本构造形式如图4 所示[10]：

图4 结构保温一体化复合类示意图

5 发展趋势及建议

5.1 保温形式发展趋势

当前，各省市建筑节能保温形式愈加丰富，呈现出技术、产品“百花齐放、百家争鸣”的好现象。各建筑单位针对不同的建筑类型、结构形式及用户需求，可以选用合适的保温形式。

从近几年标准图集颁布的趋势分析，诸多省市在大力推动填充墙砌体自保温、预制保温复合墙板、结构保温一体化的建筑节能技术，在具体实施过程中，结合地方实践经验、产业配套、全装修趋势以及建筑多样化，节能保温形式发展趋势主要集中在以下几个方向：

（1）在框架结构中，优先采用填充墙砌体自保温+ 热桥内保温（后贴）、填充墙砌体自保温+ 热桥结构保温一体化构造做法，消除填充墙与热桥保温层之间的抹平问题，消除热桥外保温的潜在风险。（2）在框架-剪力墙、剪力墙以及全现浇体系中，优先采用填充墙砌体自保温+ 结构保温一体化、结构保温一体化免拆模板类、结构保温一体化内置现浇类。（3）在装配式建筑（或装配式建筑形式）中，外墙保温优先采用装配式自保温体系、装配式自保温轻质复合体系、高精度模板外墙全现浇结构保温一体化。

5.2 建议

（1）结合地区经济发展水平、产业配套能力以及建筑类型，综合选择建筑节能保温形式；（2）填充墙砌体自保温材料研发，进一步改善建筑砌块（砖）的热工性能；（3）随着装配式建筑的广泛开展，开展预制轻质墙板自保温产品及技术的多元化、复合化的研发、应用；（4）在外墙混凝土全现浇体系中，吸收保模一体化的理念，解决全现浇体系自保温问题；（5）针对不同建筑业态、建筑多样性，在安全可靠、经济合理的前提下，开展相关技术标准图集的编制和工程示范，实现专业化、定制化、多选化，并根据实际情况划分推荐性、引领性、示范性、强制性的建筑节能方向。

参考文献

[1] 王立雄，党睿. 建筑节能：第3 版[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2015：19-20.

[2] 朱冰曲，陈晓明等. 夏热冬冷地区建筑外墙保温材料和保温形式的发展趋势[J]. 华中建筑，2013(2)：54-56.

[3] 刘军，董恒瑞等. 结构陶粒自保温体系在建筑中的应用分析[J]. 重庆建筑, 2018(7)：45-48.

[4] 王彬. 建筑外墙内保温与外保温形式的探讨与解析[J]．建筑与装饰，2016（8）：1-2.

[5] 长沙市民用建筑节能(65%设计标准) 保温材料( 墙体、楼面) 推荐构造做法( 试行)[S]. 长沙：长沙市住房和城乡建设局，2019.

[6] DBJ43/T 315-2016, 现浇混凝土保温免拆模板复合体系应用技术规程[S].

[7] L17ZJ103 FS, 外模板现浇混凝土复合保温系统建筑构造[S].

[8]J17J179 SD, 现浇混凝土内置保温体系建筑构造[S].

[9]DBJ61/T 151-2018 建筑节能与结构一体化 浇筑式混凝土复合自保温砌块填充外墙技术规程[S].

[10] DBJ04/T305-2014, 非承重砌块墙体自保温系统应用技术规程[S].

作者简介

董恒瑞（1988-），男，河南商丘人，本科，工程师，研究方向为绿色建筑、建筑节能、绿色建材、建筑产业化的设计咨询与技术研究工作。

作者

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司绿色建筑技术中心  董恒瑞 刘军 秦砚瑶 张辉刚

本文出自《建设科技》2020年08期，主题：被动式低能耗建筑（被动房）。