第五节　我国建筑节能技术的发展

一、墙体节能技术

墙体是建筑外围护结构的主体。我国长期以实心粘土砖为主要墙体材料，这对能源和土地资源都是严重的浪费。现在，不少地区，特别是粘土资源丰富的地区，注重发展多孔砖，按节能要求，改进孔型、尺寸。西安的24cm空心砖墙可达37cm实心砖墙保温水平，北京的37cm空心砖墙可达49cm实心砖墙保温条件。

根据地方资源条件，不少地区用粉煤灰、煤矸石、浮石与陶粒等生产各种混凝土空心砌块，用保温砂浆砌筑。砌块的材料组成及其孔洞设计对热工性能关系甚大，有的24cm多排孔砌块的热阻可优于62cm厚砖墙。但轻骨料混凝土大型墙板及现浇轻骨料混凝土外墙，由于保温效果难以满足要求，多为复合墙体所取代。

加气混凝土生产厂在我国分布甚广。充分利用加气混凝土保温性能较好的条件，按节能要求较过去增加使用厚度5～10cm，用于框架填充墙及低层建筑承重墙。有的工程则在横墙用砖墙或混凝土墙承重的条件下，外墙全用加气混凝土包覆，效果颇佳。

在单一材料墙体内侧，加抹一定厚度的膨胀珍珠岩保温砂浆，也是一种经济而简便的节能办法。3cm厚的保温砂浆，可达到半砖墙的保温效果。此法对墙体保温水平的提高比较有限。

主要作承重用的单一材料墙体，往往难以同时满足较高的保温、隔热要求，因而，在节能的前提下，复合墙体越来越成为当代墙体的主流。复合墙体一般用砖或钢筋混凝土作承重墙，并与绝热材料复合；或者用钢或钢筋混凝土框架结构，用薄壁材料夹以绝热材料作墙体。建筑用绝热材料主要是岩棉、矿渣棉、玻璃棉、泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石以及加气混凝土等，而复合做法则有多种多样。

（一）内保温

将绝热材料复合在承重墙内侧技术不复杂，施工简便易行，目前用得较为广泛。在满足承重要求及节点处不结露的前提下，墙体可适当减薄。绝热材料强度往往较低，需设覆面层防护。

用纸面石膏板或用网布加强的石膏体覆面的聚苯板，或用其他预制保温板直接粘贴在外墙内侧，不需设龙骨，施工方便；也可在现场分别粘贴聚苯板及纸面石膏板，但都要处理好板缝。还可先贴聚苯板，再抹以饰面石膏，中间用玻璃纤维网布加强，形成硬质面层，墙面整体性好，造价较低，北京用此法改造近千户结露房屋，效果良好。对于厨房及卫生间墙面，则改用饰面水泥罩面并用涂塑玻璃纤维网布增强，可以达到耐水要求。用岩棉或玻璃棉板作内保温材料时，容重较轻的要设龙骨，容重大的（如玻璃棉板容重达50kg/m3）则可直接贴在墙面上，不需龙骨。目前我国保温要求比发达国家仍低得多，视当地气候条件，高效保温材料厚度多用3～8cm不等，其传热系数大致在0.5～0.8W/（m2·K）之间。

有些地方用加气混凝土块或粘土珍珠岩砖贴在外墙内侧，再抹上砂浆，也改善了保温效果。

当前较普遍存在的问题，一是石膏板接缝处产生裂纹，如正确使用KF嵌缝腻子加贴玻纤网带，即可避免；此外，还与随意使用聚苯板有关，聚苯板的容重、尺寸精度应予重视，生产后应存放6周以上才能使用。其次是冷桥问题在墙体减薄后更加突出，应根据节点构造具体情况，用高效保温材料加强围护。

（二）外保温

将绝热材料复合在承重墙外侧，建筑热稳定性好，可避免冷桥，居住较舒适，外围护层对主体结构有保护作用，可延长结构寿命，还可增加建筑使用面积，在旧房改造施工时不致干扰住户生活。但外保温层长期处于室外环境，要能经受温湿度、风雨等气候变化，工程要求更严格，造价也较高。我国这方面已取得有实用价值的研究成果，可望今后有较大发展。外保温通用的做法，是将聚苯板粘贴、钉挂在外墙外表面，覆以玻纤网布后用聚合物水泥砂浆罩面；或将岩棉板粘贴并钉挂在外墙外表面后，覆以钢丝网再作聚合物水泥砂浆罩面；也可把玻璃棉毡钉挂在墙外再覆以外挂板。固定件宜采用尼龙或不锈钢钉，以避免锈蚀。目前我国外保温采用的高效绝热材料，一般厚5～8cm。北京等地用废聚苯碎粒、发泡剂与水泥浆拌合制成的保温块，导热系数略高，但有不燃，可钉等特点。

存在的主要技术问题，仍是避免日后表面裂缝、空鼓和脱落。为此，对于保温材料（性能及尺寸误差），网布（孔眼、强度、重量、保护层、搭接等），固定件（防锈、不松动），胶粘剂及面层砂浆（配合比、厚度、养护）以及其构造做法等诸多因素，都要一一妥善处理。

（三）中间保温

将绝热材料设置在外墙中间，有利于较好地发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用，从而降低造价。在砖砌体或砌块墙体中间留出空气层，在此中间层内安设岩棉板、矿棉板、聚苯板、玻璃棉板，或者填（吹）入散状（或袋装）膨胀珍珠岩、聚苯颗粒、玻璃棉等，可取得良好的保温效果，但要填充严密，避免内部形成空气对流，并做好内外墙体间的拉结，这一点特别在地震区更要重视。

北京还采用了预制混凝土保温复合板，将岩棉（或袋装珍珠岩）夹在混凝土内作芯板，其中壁厚150mm的厚板参与结构受力，壁厚70mm的薄板则不参与结构受力，其构造则要满足抗震、防水、防结露等多方面的要求。

近期一些地方又开发了由焊接钢丝网架和阻燃聚苯板组成的保温板，在工厂预制成块体后运到现场双面抹水泥砂浆，质轻墙薄，用作轻型建筑墙体、加层建筑内外墙及屋顶均佳。

二、门窗节能技术

在建筑外围护结构中，门窗的保温隔热能力较差，门窗缝隙还是冷风渗透的主要通道，改善门窗的绝热性能，是节能工作的一个重点。

（一）控制窗墙比

窗墙比指窗户面积与窗户面积加上外墙面积之比值。窗户的传热系数一般大于同朝向外墙的传热系数，因此采暖耗热量随窗墙比的增加而增加。北京地区除南向无遮挡的双层窗外，东、西、北向双层窗及各向单层窗的有效传热系数，均大于外墙。因此，在采光允许的条件下控制窗墙比以及夜间设保温窗帘、窗板对节能十分重要。

（二）改善窗户保温效果

增加窗玻璃层数，在内外层玻璃之间形成密闭的空气层，可大大改善窗户的保温效能。双层窗传热系数比单层窗降低将近一半，3层窗传热系数比双层窗又降低近1/3。窗上加贴透明聚酯膜，也颇有效。

近来，强度高的钢塑复合窗，绝热性好的塑料窗等日益发展，窗框由于采用钢材存在的冷桥及结露问题正在改善。

中空玻璃、隔热玻璃和反热玻璃等，因价格较高，目前只在高档建筑中应用。随着节能要求的提高和高效节能玻璃生产的发展，像低发射率玻璃之类的节能玻璃，将逐步在建筑中推广应用。

（三）减少冷风渗透

我国多数门窗、特别是钢窗的气密性太差，在风压和热压的作用下，冬季室外冷空气通过门窗缝隙进入室内，增加供暖能耗。

除提高门窗制作质量外，加设密封条是提高门窗气密性的重要手段。密封条应弹性良好，镶嵌牢固严密、经久耐用、使用方便、价格适中。可根据不同门窗的具体情况，分别采用不同的门窗密封条，如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条，其形状可为条状、刷状或片状，固定方法可以粘贴、挤紧或钉结，有的还制成膏状，在接缝处挤压成型后固化。

然而密封过于严实，又与居住卫生有矛盾。为使正常的通风换气问题得到解决，在要求普遍安设密封条的同时，还应参照发达国家的经验，开发使用简便的微量通风器。

（四）加强户门、阳台门的保温

过去采用空腹薄木板户门，现在多填充以聚苯板或岩棉板，并往往与防盗、防火相结合。阳台下部钢制门心板以往冷天结露淌水，现也贴上绝热材料，上部透明部分采用双层玻璃，条件大有改善。

三、屋顶节能技术

顶层住房冬冷夏热是居民普遍关注的一个问题，在节能建筑中已有所缓解。

（一）平顶屋面

应用较多的仍是加气混凝土保温，但厚度增加50～100mm。有的将加气混凝土块架空设置，有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩、浮石砂保温，有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩，保温效果更好。

高效保温材料已开始应用于屋面，以用聚苯板、上铺防水层的正铺法为多。有的单位研究采用倒铺法，即聚苯板设在防水层以上，使防水层不直接受日光曝晒，以延缓老化，但聚苯板应采用挤出法生产的闭孔型，不与屋面粘结，上用压块固定。

（二）尖顶屋面

近来尖顶屋面发展较快，这种屋面较便于设置保温层，可顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡，也可在天棚上铺设上述绝热材料，还可喷、铺玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩等松散材料。

四、供暖系统节能技术

（一）平衡供暖

许多住宅小区内同一供暖系统中各住户冬季室温相差悬殊。因此利用计算机对供暖系统进行全面的水力平衡调试，采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术，实现管网流量的合理分配，做到静态调节，既使供暖质量大为改善，又节约了能源。

（二）热量按户计量及室温控制调节

生活用热计量收费，是适应社会主义市场经济要求的一大改革。为此，要从长期沿用的单管采暖系统改革为双管系统或单管加跨越管系统。新建建筑可按户或联户安设热表，旧有建筑可在各个散热器上安设热量分配计，整幢建筑则安一热表。为控制室温，可在散热器端部安设恒温调节阀，该阀按事先设定的温度进行调控，以达到热舒适和节能的双重效果。此种各家各户的供暖动态调节，还必须与整个采暖系统的自动调节相结合，使整个系统的供暖运行紧随着各个用户用热需求的变化而及时不断变化，这样才能进一步收到成效。

（三）管道保温

由于供暖管道保温不良，输送中热能散失过多。许多工程已用岩棉毡取代水泥瓦保温。有些工程已用预制保温管，即内管为钢管，外套聚乙烯或玻璃钢管，中间用泡沫聚氨酯保温，不设管沟，直埋地下，管道热损失小，施工维修方便。