高層住宅建築外墻節能技術及應用？
節能減排已成為21 世紀裏我們所要面對的重要課題。上海作為壹個國際化的大都市，人口密度大，市中心城區高層住宅較多，加之氣候條件的特殊性，因此探討研究適應上海地區高層住宅建築外墻節能構造技術是壹項很重要的課題。1 我國住宅建築節能要求與現狀1.1 住宅節能要求近十多年來，隨著我國建築節能工作的不斷推進，在學習和引進國外先進技術的基礎上，也加強了外墻保溫技術的研究開發工作，期間也推出了各種不同材料和構造做法的外墻保溫技術［1］。目前，對住宅建築節能設計已作為建築設計單位是否達標的重要考核項目。住宅建築設計必須嚴格執行有關建築節能的技術標準，因地制宜地推廣並應用各種保溫性能合理的節能建材，結合墻體改革，大幅度減少使用實心粘土磚，積極采用空心粘土磚、空心砌塊和加氣混凝土等外墻材料,積極開發利用發泡聚苯乙烯、玻璃棉和膨脹珍珠巖等高效保溫材料，改革傳統外墻，提高其保溫隔熱性能，發展節能型外墻體系。此外，各地區職能部門都在落實和加強對住宅建築節能工作的領導和管理，並將住宅建築節能納入日常的監督考核工作。1.2 發展現狀我國與氣候條件相近的發達國家相比，我們的住宅單位能耗為他們的 4～5倍 。在住宅建築標準上，近20 年來，發達國家每修訂壹次標準，都將節能要求提高壹步。如法國現行標準已是第三個節能25% 的標準，又如英國標準在能源危機前外墻傳熱系數為l.6 W／(m2?K)，經過三次修訂標準後，現已降至0.45 W／(m2?K)；而我國采暖居住建築第壹階段的（外墻）節能標準北京地區才降至1.16W／(m2?K) ，上海降至1.00 W ／(m2?K )［2 ］。計比較復雜，對城市規劃天際線影響較大；建築耗材量、施工期及造價等經濟指標都較高；但高層住宅建築占地面積相對減少，能提供較多住宅套數。適用於國家倡導的經濟適用房建設要求。3 高層住宅建築外墻保溫設計3.1 幾種常用的外墻保溫構造高層住宅外墻保溫節能主要是靠保溫隔熱材料作為建築圍護。外墻的保溫方式根據保溫層位置的不同分為：外墻內保溫、外墻自保溫和外墻外保溫等三種。3.1.1 外墻內保溫即保溫材料置於外墻內側，壹般采用聚合物保溫砂漿，石膏保溫砂漿等，這個技術相對比較成熟。但高層建築物外墻與內墻分別處於兩個不同的溫度環境。內墻及樓板處於室內的溫度環境，加之內保溫層厚度較大，這樣使得這類建築容易產生飾面層裂縫且占用了室內的使用空間，對室內裝修也有壹定的影響 。3.1.2 外墻自保溫利用墻體自身材料節能阻熱的功能，如加氣混凝土墻板或砌塊，對房屋起到保溫隔熱作用。但這種方法對於高層建築推廣難度仍然不少。①首先，由於自保按我國擬定的建築節能三步走的目標：在20 世紀80年代建築能耗水平基礎上，第壹步要求新建建築比20世紀80年代房屋節能30%；第二步要求節能50%；第三步實現節能65%。目前北京、天津、上海等地已經率先開始實行65% 的節能設計標準。2 上海氣候和高層住宅特點2.1 上海氣候特點上海地區屬於夏熱冬冷地區，住宅節能設計必須滿足夏季防熱要求，同時兼顧冬季保溫。有亞熱帶海洋性季風氣候特性的上海，主要氣候特征是：夏季炎熱，冬季濕冷；而且每年遇有梅雨和臺風兩個季節，褁雨攜風。對該地區高層住宅外墻的保溫隔熱方面影響較大。2.2 上海高層住宅特點目前，上海地區高層住宅的結構形式壹般為剪力墻結構 、框支-剪力墻結構和部分鋼結構形式。隨著樓層增高，居民人數增多，壹旦發生火災，建築物內人員疏散很困難，此外，樓層越高，風力越大，煙氣豎向擴散速度很快達到 3～4m/s，建築物內各種豎井多，火災蔓延快，所以要特別重視防火設計，將火災造成的損失減少到最小。此外自重、風力、地震等豎向及水平荷載大；地基處理與基礎設溫材料強度比較低，抵禦側向風力不很理想；②隨著時間的推延，墻體容易產生開裂現象；③隨著剪力墻結構的大量使用，填充墻的使用所占比例不高，外墻自保溫系統受到壹定的限制。3.1.3 外墻外保溫外墻外保溫是指在垂直外墻的外表面上建造保溫層。這種保溫形式能有效切斷外墻梁柱形成的冷橋；確保外墻保溫的連續性和整體性，並能采取相應措施保證與建築外墻可靠黏結，從而提高了建築室內的熱穩定性，獲得建築內部空間的舒適環境。目前國內做得比較多的外墻外保溫系統主要有兩大類。第壹類是現場噴塗的保溫材料。但高層建築往往外墻是鋼筋混凝土墻，要達到規定的節能要求，聚苯顆粒保溫砂漿厚度就要達到 45mm，實際施工難度較大，且膠粉料的老化問題也無法抗拒。隨著時間的推移，附著力必然大大減弱，對使用安全構成威脅。第二類是預制板材式的保溫材料。如膨脹聚苯乙烯( EPS)板、擠塑聚苯乙烯(XPS)板、發泡玻璃板等。此類材料在保溫性能上有良好的效果，但時間壹長，有機材料的不防火性、有毒性與耐久性方面還有待改善與處理［5 ］。3.2 外墻外保溫構造及應用3.2.1 外墻外保溫防火構造在高層住宅建築圍護結構節能設計中，由於高層住宅建築外墻面積大、能耗大，而且構造技術復雜，牽涉到不同的外墻結構形式與材料，以及保溫、隔熱、防水、防風、安全性和飾面的處理等。此外，高層住宅建築的防火等級要求較高，對高層住宅建築的保溫層應具有更好的抗火災功能，並應具有在火災情況下防止火災蔓延和防止釋放煙塵或有毒氣體的特性，材料強度和體積也不能降低過多，面層要求保持無爆裂、無塌落，否則，就會給住戶或消防人員造成傷害，對施救工作造成巨大的困難。因此要求高層住宅建築外墻外保溫系統宜采用不燃保溫材料或難燃保溫材料，並在外窗口的上沿分層設置防火隔離帶。除了要做防火隔離帶外，對於高層住宅外墻保溫板粘貼工藝，按規範規定20m 高度以上的中高層或高層建築由於風力大，應使用機械錨固件作保溫層與基層墻體的輔助連接。錨 固 件 的 有 效 錨 固 深 度 不 應 小 於25mm，單個錨栓抗拉承載力標準值不應小於 0 . 6 k N。3.2.2 外墻復合保溫體系構造由南京旭建新型建築材料有限公司研發的NALC（蒸壓輕質加氣混凝土板）外墻復合保溫體系，為外墻復合保溫板，它是由NALC 超薄板（50mm 厚或37mm厚）與擠塑聚苯板復合采用機械固定與墻體連接，發揮了NALC 板材的強度高，采用機械固定連接。外墻復合保溫體系具有施工便捷、能耐火、隔音好、耐久性好、性價比高、便於建築外立面的裝飾等特點；同時充分利用擠塑板優越的保溫性能，使之既可適用於既有高層住宅建築的外墻保溫節能改造，也可用作新建高層住宅建築的外墻外保溫（圖2）。3.2.3 外墻復合保溫體系在實際工程中的應用NALC外墻復合保溫體系目前已成為不少建設單位優先選擇和國家鼓勵使用的外墻新型節能材料之壹，筆者結合上海黃浦區中福花苑二期工程外墻節能設計作壹介紹。中福花苑二期工程是上海黃浦區180#～181# 地塊的舊區改造項目。基地位於黃浦江兩岸開發規劃協調區範圍內，南側毗臨 2010 年世博會場。軌道交通M4線緊貼地塊東南角，距南浦大橋公交樞紐站約 100m。建設用地總面積46069m2，核定綜合容積率為 3.5。方案以7棟高層住宅樓座落在壹整體裙房上的獨特方式，創造了壹個全新的周邊環境質量。中福花苑均為高層住宅,該工程外立面分上下兩種飾面材料處理，4 層以上為NALC外墻復合保溫體系，4層以下為幹掛石材幕墻。在對該工程熱圖 3 外墻采用復合保溫體系的中福花苑二期效果圖工設計計算中由於現有的節能軟件中沒有此類材料，因此不得不用屬性相同的材料代替，並在施工圖送審時另附壹熱工設計說明。本工程中選用的是 37 厚NALC 復合保溫板 +15 厚擠塑聚苯乙烯板，其保溫性能相當於28 厚擠塑聚苯乙烯板性能。
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