一体化保温隔热墙体

建筑墙体保温隔热与结构一体化技术

摘要：我国在建筑方面的能耗巨大，随着城乡发展，建筑用能增长迅速，能源消耗巨大，建筑节能势在必行。墙体节能是建筑节能的重要一环，提高墙体保温隔热性能，不仅有利于降低建筑能耗，而且能大幅提高居民居住品质，是建筑节能的重要研究方向。墙体保温隔热与结构一体化技术顺应了建筑节能的发展趋势，本文探讨了一体化墙体的概念，概述其特点和优势，讲解了墙体保温隔热的构造方式，介绍了现浇混凝土结构复合墙体一体化保温隔热体系，详细介绍了FS外模板现浇混凝土复合保温体系、CL结构保温体系、IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系三种一体化墙体保温隔热体系。建筑墙体保温隔热与结构一体化将保温材料与结构融为一体，提高了墙体保温隔热性能，延长其寿命，满足节能要求，并顺应了建筑产业化发展，是未来建筑墙体发展的方向。

关键词：建筑节能 墙体保温隔热 一体化

建筑节能的意义

我国是一个能源消费大国，全年能源消耗仅次于美国，总量居世界第二位。目前我国经济发展速度约为8%，能源增长速度约为3.5%，我国能源生产的增长速度滞后于国民经济的增长速度。随着我国现代化建设的发展，我国建筑能耗比例将日益向国际水平（30%-40%）接近，能源供应将更加紧张。

我国城乡建筑发展十分迅速，房屋建设规模日益扩大，建筑用能增长速度较快。我国城乡现有建筑面积已超过360亿平方米，到2020年预计将达到500亿平方米。由于我国的城市建设正处于快速增长时期，建筑用能缺口很大，仅靠单方面加强能源方面的投入和基础设施建设无法满足快速增长的社会发展需求和减缓能源供给的紧缺局面。

如果从现在起对新建建筑全面强制实施建筑节能设计标准，并对既有建筑有步骤地推行节能改造，到2020年，我国建筑能耗可减少3.35亿吨标准煤，空调高峰负荷可减少约8000万千瓦（约相当于4.5个三峡电站的满负荷出力，减少电力建设投资约6000亿元），由此造成的能源紧张必将大为缓解。

过去我国对建筑物的保温、隔热、气密性重视不够，大多数住宅的建筑品质和节能水平仅相当于欧洲50年代的水平，冬季普遍居室温度低于160C,夏季超过300C，居住热环境很差，影响人们的身体健康和居住品质。建筑节能开展后将有效改善这一现状，新建节能建筑除了采用高效、节能的供暖、空调设备之外，还特别加强围护结构（外墙、屋顶、门窗和地面）的保温和隔热性能以及门窗的气密性，这样不仅能降低建筑能耗，而且显著的改善室内环境的热舒适性，实现冬暖夏凉，提高人们的居住质量和健康水平。

建筑节能是一个世界性潮流，我国起步时间晚而且相对落后，因此建筑节能研究是我国目前亟待深入研究的前沿应用型课题。推进建筑节能的深入发展对保证能源安全，减少温室气体排放，保护大气环境及生态环境，节约土地资源，提高人民生活水平都有重要意义。

建筑墙体保温隔热与结构一体化概念

建筑墙体保温与结构一体化技术不是特指某一项节能技术或某一种保温体系，而是一个宽泛的概念，其内涵应包括三个方面的内容：一是建筑墙体保温应与结构同时施工，即建筑主体结构将保温材料与结构融为一体，同时保温层外侧应有足够厚度的防护层；二是施工后结构外墙体无需再做保温即能满足现行建筑节能标准要求；三是能够实现建筑保温与墙体同寿命。具体的讲是指结构、围护、保温三个功能于一体，实现墙体保温与结构的同步设计、同步施工和验收，不需另行采取二次保温措施，即可满足节能设计标准要求。

该项技术有效解决了墙体保温工程开裂、脱落等质量问题，同时避免了消防安全隐患，从而达到了建筑保温与墙体同寿命的目的。

建筑墙体保温与结构一体化技术因其保温防火性能好、建筑保温与墙体同寿命等发展优势，克服了外墙外保温技术存在的弊端，是从根本上解决建筑工程质量和防火安全的重要途径，避免了外墙保温工程的维修和更换问题，真正实现了节约资源和节能减排的双重目标。建筑墙体保温与结构一体化技术，由于具有建筑围护保温系统免维护或延长维护周期的特点，越来越多的受到各方关注，随着全国建筑节能目标的提升，成为节能型住宅建筑体系新的发展方向。伴随国家节能减排工作力度的不断加强，逐步形成住宅建设中具有影响力的新“技术群”，并引发节能型住宅建筑新体系的快速发展。随着新农村建设的全面开展，预计该项技术还会以更快的速度发展。同时，将伴随住宅产业化工作的推进得到提升。

随着国家建筑节能目标的提高和技术创新水平的不断提升，建筑墙体保温与结构一体化技术已成为建筑围护结构节能的又一新的技术发展方向，是对传统建筑设计和墙体保温施工技术方法的一次重大变革，通过实施建筑墙体保温与结构一体化技术，实现了建筑保温二次施工向同步施工的转变；建筑材料防火向建筑结构防火的转变；建筑保温全寿命周期向与墙体结构同寿命的转变，有效避免外墙外保温技术的工程质量和消防安全问题的发生。因此，全面加强建筑墙体保温与结构一体化技术的系统研究，不断开发出新的自保温墙体材料，逐步实现建筑墙体保温与结构一体化技术的全面推广应用是当前墙体节能技术研究的主要方向和必然选择。

外墙保温隔热技术

（一）外墙内保温隔热技术

（1）外墙内保温隔热构造形式

在外墙内保温隔热中，绝热材料复合在建筑外墙内侧，同时以石膏板、建筑人造板或其他饰面材料作为保护层。其构造层次如下所述。

主体结构层。为外围护结构的承重受力墙体部分，它可以是现浇或预制混凝土外墙、混凝土框架填充页岩砖、灰砂砖、混凝土砌块、加气混凝土、轻骨料空心混凝土砌块或砖混结构的外砖墙及其他承重墙（如承重多孔砖或其他砌体材料的外墙）等。

空气层。其主要作用是切断液态水分的毛细渗透，防止保温材料受潮；同时，外侧墙体结构层有吸水能力，其内侧表面由于温度低而出现的冷凝水，被结构材料吸入并不断的向室外转移、散发。

绝热材料层（即保温层、隔热层）。它是墙体隔热的主要功能部分，可采用高效绝热材料（如岩棉、XPS挤塑聚苯板、EPS聚苯乙烯泡沫塑料板等），也可采用加气混凝土砌块、中空微珠保温砂浆等其他无机保温材料。

覆面保护层。其作用主要是防止保温层受破坏，同时在一定程度上阻止室内水蒸气渗入保温层，可选用纸面石膏板等。

（2）外墙内保温隔热墙体的应用特点

采用内保温隔热墙体的优点是施工方便，室内连续作业面不大，多为干作业施工，较为安全方便，有利于提高施工效率、减轻劳动强度，同时保温隔热层的施工可不受室外气候（如雨季、冬季）的影响。

造价相对较低，不需要很多工具，但是难以避免热桥的产生，在热桥部位外墙内表面易结露、潮湿甚至发霉和淌水；不利于建筑外围护结构的保护，会缩短建筑物的使用寿命。

内保温隔热墙体受室外温度波动影响相对较大，但同时室内供暖时升温快，使用空调时降温也快，一般应用在间歇式采暖空调的建筑。

由于这种保温隔热墙体的绝热层设在内侧，会占据一定的使用面积，若用于旧房节能改造，在施工时会影响室内住户的正常生活。

（3）内保温隔热墙体的主要技术特点

保温隔热板复合粉刷石膏加强玻纤网技术：保温隔热板粘贴在墙体内表面，在板面抹粉刷石膏、玻纤网格布加强层，最后在面层做内饰面面层。

纸面石膏板复合保温隔热技术：将保温隔热板与纸面石膏板复合后固定于墙体内表面，内表面装饰按纸面石膏板做法。

保温隔热浆料内保温隔热技术：在墙体内表面做保温隔热浆料，表面加强层可采用聚合物水泥砂浆玻纤网格布加强，也可采用粉刷石膏玻纤网格布加强。

龙骨内置保温隔热技术：在外墙内表面安装龙骨，将保温隔热材料置于龙骨内，采用纸面石膏板或其他内饰面板固定于龙骨表面。

（二）外墙自保温隔热技术

外墙自保温隔热体系主要适用于框架结构的填充外墙，在夏热冬暖地区有广阔的应用

前景。在寒冷及严寒地区，自保温隔热墙体的梁、柱部位及局部易于产生热桥，容易产生冷凝现象，应作断桥处理。

混凝土空心砌块夹心保温隔热墙是一种复合保温隔热砌块的墙体，砌块外部有装饰面层，中间为经断桥的保温隔热层，内侧为普通混凝土空心砌块。它一般用于多层建筑的外墙及高层建筑的台座。

（三）外墙外保温隔热技术

（1）外墙外保温隔热构造形式

外墙外保温隔热构造墙体，是绝热材料复合在建筑物外墙的外侧，并覆以保护层。使建筑物的整个外表面都被保温隔热层覆盖，能有效抑制室外气候对建筑的影响，减少外墙与室外的热交换。

（2）外墙外保温隔热墙体的应用特点

外墙外保温隔热可以避免产生热桥，在寒冷、严寒地区外保温要比内保温的热损失减少约1/5，从而节约了热能。

采用外墙外保温隔热有利于提高建筑抵抗室外气候变化引起室内温度变化的能力，有利于提高建筑的热稳定性，室内空气温度变化比较平缓，主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻，寿命得以大大延长。

外保温隔热的综合经济效益较高。虽然外保温隔热工程每平方米造价比内保温隔热相对要高一些，但只要技术选择适当，单位造价面积高的并不多。特别是由于外保温隔热比

内保温隔热增加了使用面积近2%，实际上是使单位使用面积造价得到降低。加上节约能源、改善热环境等一系列好处，综合效益十分显著。

现浇混凝土结构复合墙体一体化保温隔热体系

（一）FS外模板现浇混凝土复合保温体系

（1）技术体系概述

经工厂化预制，在现浇混凝土施工中起外模板作用的复合保温板称为FS复合保温外模板（简称FS外模板），其由保温层、粘结层、加强勒、保温过渡层、内(外)侧粘结加强层、连接件等部分构成。以FS复合保温外模板为永久性外模板，内侧浇筑混凝土，外侧做水泥砂浆抹面层及饰面层，通过连接件将FS复合保温外模板与混凝土牢固连接在一起而形成的保温结构系统，称为FS外模板复合保温体系。FS外模板复合保温体系构造见下图。

FS外模板复合保温体系

（2）该保温系统优点：

1）设计施工技术简单，现浇混凝土框架（框剪）结构的承重结构形式不变，梁柱及剪力墙仍按现行标准规范设计。

2）将永久性复合保温外模板与框架（框剪）结构的梁柱及剪力墙等现浇混凝土构件浇注在一起，并通过连接件牢固连接（抗拉承载力≥0.5Mpa），达到了同步设计、同步施工、同步验收的技术要求。

3）永久性复合保温外模板由挤塑保温板、加强筋、内外粘结增强层和保温过渡层等组成，具有较高的力学强度，可直接做外模板使用，保温隔热性能良好，满足建筑节能65%的标准要求。

4）保温层内外两侧两个主立面被水泥聚合物砂浆保护层包覆，在施工过程中可有效避免火灾现象的发生，建筑工程竣工后，保温层外侧水泥砂浆保护层达30mm以上，防火性能大大提高。

5）采用工程化预制形式，确保产品工程质量。

6）创造性的设置了保温过度层，避免了抹面层空鼓、开裂等质量通病问题。

7）保温与模板合二为一，工程造价较低。永久性复合保温外模板可直接用作现浇混凝土结构工程的外模板，将保温与模板合二为一，减少了施工工序和模板用量。

（3）适用范围

FS外模板复合保温体系适用于设防烈度8度及8度以下地区工业与民用建筑框架结构、框剪结构、剪力墙结构的柱、梁、外墙、采暖空间与非采暖空间的楼板等现浇混凝土节能工程。

（二）CL结构保温体系

（1）技术体系概述

该体系属于复合钢筋混凝土剪力墙结构体系。它是由CL复合剪力墙、现浇楼（屋）盖、现浇边缘构件组合而成的装配整体或整体现浇结构。其现浇楼板、屋盖及楼梯均为普通现浇钢筋混凝土结构。

CL网架板是复合剪力墙体的骨架，由二层或三层平网（钢丝网片），中间夹聚苯乙烯泡沫板，由向四个方向立体交叉的斜插丝将两面钢丝网片连接起来，组成网架板，浇注混凝土后形成复合混凝土剪力墙。其主要特点是：两面混凝土可以很好的协同工作来承受竖向、水平荷载；采用了永久性的保温技术；每个开间一块墙板，方便施工；由于四个方向的斜插丝，增加了网架板的刚度，能承受各种施工荷载。根据建筑设计图纸要求焊接成各种规格的CL网架板。

CL结构保温体系

（2）体系特点

CL结构保温体系以合理的设计理论、优良的材料组合、文明的施工方法、现代化的施工手段组成全新的结构保温体系。在满足并调高墙体节能标准的同时，实现了墙体节能与结构耐久性、消防安全、建筑工业化的一体化目标，在未来的城镇化建设、绿色建筑实施等领域具有显著的技术优势。

（3）适用范围

CL结构保温体系可广泛应用于8度及8度抗震设防地区的民用建筑。

（三）IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系

（1）技术体系概述

IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系以工厂制作的IPS板为保温层,施工时将钢丝网架保温板置于外模板内侧，并采用钢筋连接件与剪力墙连接，保温板两侧安装卡槽和支撑卡槽、塑料套筒撑杆定位，保温板两侧同时浇筑混凝土后形成IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系。IPS自保温体系的基本构造见图

IPS板是XPS（EPS）单面钢丝网架板的简称，它是由单面起构造作用的镀锌钢丝网片与穿透XPS(EPS)板的镀锌钢丝通过自动化生产焊接，且由界面砂浆包覆的三维钢丝网架保温板。

（2）性能特点

1）整体性能、抗震性能好 IPS自保温体系集承重、保温、围护于一体，能适应基层的正常变形，在长期自重荷载、风荷载和气候变化的情况下，不出现裂缝。一体化技术提高了房屋的抗震性能。

2）保温性能、防火性能好 IPS自保温体系内侧为剪力墙普通混凝土外侧为5cm自密实混凝土防护层将保温隔热功能与围护结构功能融于一体，从根本上保证建筑保温和消防安全，施工后结构保温墙体无需再做保温即能满足现行节能标准要求。

3）环保、质量安全可靠能够实现建筑保温与墙体同寿命 IPS自保温体系一体化技术解决了目前普通采用外墙粘贴、外挂保温层技术易产生裂缝、空鼓、渗漏、脱落等隐患及寿命短造成后期产生大量建筑垃圾和大量维修投资的问题。

4）节约投资、缩短施工工期 由于保温和结构一体化施工，外墙为清水墙，不需要粉刷，减少了多道施工工序和解决了采用普通外墙粘贴、外挂白问层技术产生裂缝、空鼓、渗漏、脱落等隐患及寿命短造成后期大量维修投资，能直接减少工程造价。主体结束后减少了多道施工工序所需的施工工期，从而缩短施工工期。

5）主体结构设计不受其影响 主体机构设计不受IPS自保温体系影响，正常按现行结构设计规范进行设计即可，为设计人员提供很大方便。

（3）适用范围

IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系适用于8度及8度以下抗震设防地区各类新建、改建和扩建的民用建筑现浇混凝土剪力墙节能工程。

结语

结构与保温隔热一体化外墙具有保温效果好、耐久性强、施工便捷等优点，同时可实现墙体保温与主体结构同寿命，是节能建筑墙体发展的趋势，在国家新型城镇化发展的战

略背景下具有光明的应用前景。

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