建筑节能墙体自保温体系综合效益分析

摘要：建筑节能墙体自保温是夏热冬冷地区建筑节能工作的发展趋势，通过综合分析自保温体系的构造特点、节能效果、经济效益和环保效益，明确了墙体自保温的综合优势，以期进一步推动墙体自保温在夏热冬冷地区的应用。
关键词：墙体自保温节能效果经济效益环保效益
Comprehensive benefit Analyses on Self- insulation System on Energy-sing Wall
GanJie1
（1 China Railway 11 Group）
Abstract:Self-insulation system on energy-sing wall is trend for development of the Summer Hot and Winter Cold Area.The paper specifed advantage of self-insulation wall by analysing construction features、energy effect、economic benefits and conservation benefits,and expects promote self-insulation wall applicated in the Summ

源于：硕士论文www.udooo.com

er Hot and Winter Cold Area.
Keywords: self-insulation wallenergy effect economic benefits
conservation benefits
2095-2104（2012）
在夏热冬冷地区，冬夏两季气候条件较为恶劣，人们通常用电热器和空调改善室内热环境。而由于不注意改善墙体隔热和保温性能，能量的损失比较大。在传热耗热量所占份额中,外墙约占23% ～34%;窗户约占23%～25%;楼梯间隔墙约占6% ～11%;屋顶约占7%～8%;阳台门下部约占2%～3%;户门约占2%～3%;地面约占2%。因此墙体围护结构节能对居住热环境的影响十分明显。本文针对夏热冬冷地区正在大力推广应用的蒸压加气混凝土自保温墙体进行综合分析，进一步明确正压加气混凝土在节能与经济方面的优势，以促进自保温墙体在夏热冬冷地区的广泛应用。
1墙体自保温技术发展

1.1 墙体自保温构造

节能建筑自保温墙体是指不通过内、外保温技术，其自身的热工指标达到现行国家和地方节能建筑标准要求的墙体结构。外墙自保温系统又分为外墙全自保温系统和外墙主体部位自保温系统，见表1、2。自保温墙体的主要节能效果体现在基层墙体，因此基层墙体以节能型墙体材料为主，包括蒸压加气混凝土、轻集料多孔砖等。在柱、梁等部位进行合理的处理“冷、热桥”、“接缝”的措施。
表1 墙体自保温系统基本构造（一）

1.2 墙体自保温体系主要特点

墙体自保温体系与外墙外保温系统等复合保温技术相比，具有耐久、防火、耐冲击、施工方便、综合成本低、质量通病少、与建筑物同寿命等优势，特别是采用可持续发展材料的自保温技术。尤其在夏热冬冷地区，节能设计以夏季隔热为主，兼顾冬季保温，围护结构中墙体节能的贡献率相对有限;节能设计对围护结构墙体的要求是:一定的热阻、较大的衰减值和延迟时间、外表面浅色饰面等，自保温墙体技术较容易达到这些要求。
2节能效益分析

2.1 墙体自保温技术性能

中部地区，特别是湖南、湖北两省墙体自保温体系主要包括蒸压加气混凝土砌块墙体自保温系统、节能型烧结页岩空心砌块墙体自保温系统、陶粒混凝土小型空心砌块墙体自保温系统、轻集料混凝土多孔砖墙体自保温系统、N式混凝土小型空心砌块墙体自保温系统、混凝土复合保温砌块（孔中插保温材料）墙体自保温系统、PK多功能混凝土空心砌块等7大类，特色鲜明，应用广泛。特别是蒸压加气混凝土，生产和应用已颇具规模。
蒸压加气混凝土砌块的密度为350～700 kg/m3, 相当于红砖的1/3, 普通混凝土的1/5，其主要热工性能如下表3：
表3 蒸压加气混凝土砌块基本性能参数

2.3 算例分析

以湖南为例，参照《湖南省居住建筑节能设计标准》，作者采用不同厚度的蒸压加气混凝土砌块，利用PKPM软件对砖混结构、框架结构、框剪结构外墙平均的传热系数进行了测算。本次测算中发现在进行外墙节能设计计算时，在建筑体型系数和窗墙面积比、屋顶传热系数等指标都满足《湖南省居住建筑节能设计标准》第四章规定性指标限制的前提下，热桥厚度为240mm，热桥面积占整体外墙面积30%以下的情况，使用240mm加气混凝土砌块，外墙砌筑墙体和热桥部分均可以不采用其他保温形式，直接采用加气混凝土自保温体系进行节能外墙设计即可达到现行节能设计标准要求；反之热桥厚度为200mm，热桥面积在整体外墙面积30%以上的情况，使用240mm加气混凝土砌块，200mm热桥部位需要采用其他保温材料作为补充才能达到现行节能设计标准要求；热桥厚度为200mm，热桥面积在整体外墙面积90%以下的情况，使用280mm加气混凝土砌块，热桥部位需要采用80mm加气混凝土配块才能达到节能设计标准要求。
由此可以看出，采用蒸压加气混凝土墙体自保温能够满足当前主要结构形式的节能要求，节能效果符合相关标准。
3经济效益

3.1 主要自保温材料

市场上几种主要墙体自保温基层材料如下表4：
表4 主要墙体自保温产品

3.2 经济效益分析

从市场和目前市场应用情况来看，蒸压加气混凝土砌块具有最佳性价比。虽然自保温体系单价较高，但省去了外保温材料和施工费用。按照“终端节能”的概念，在能源消费的终端设备或系统上采取节能的措施投资1个单位资金，相当于对能源生产投资5-10个单位资金。因此应在保证用户舒适健康的前提下提高能源的使用效率。外保温按外墙体面积计算（不含施工人工费用），仅隔热保温层材料增加的投资约为60-70元/m2。由于该模式使用的隔热保温材料，一般为高分子有机材料或含有高分子有机成分的材料，易受外界气候影响，且耐久性较差，使用年限一般在15-25年，势必今后还要重新投入维修费用[3]。根据现在应用情况来看，在夏热冬冷地区的外保温按照普通投资施工的，不仅会出现开裂、脱落等现象，严重的还会危及人身安全。
而自保温体系模式根据寿命周期成本分析理论[4]，采用费用效率法（CE）可知：CE=SE/LCC=SE/(IC+SC) ,其中：CE为费用效率；SE为工程系统效率；LCC为工程寿命周期成本；IC为设置费；SC为维护费。
当要达到相同的工程系统效率时（SE为定值），工程寿命周期成本越低（LCC降低），则方案的费用效率就越高（CE增大）。采用自保温体系增加节能投资为A,但设置费用至少降低了4A左右，且由于自保温体系与结构同寿命，因此维护费用大大降低。则总体费用效率CE比外保温体系大大提高。
4环保效益
墙体自保温体系所依靠的自保温墙体材料，大都是研发出的新型隔热保温墙体材料，不仅能就地取材，再生资源，而且与传统墙材相比，在生产工艺上也有节能作用。例如，加气混凝土与传统烧结粘土砖相比，加气混凝土制造能耗为1390KJ/KG,远远低于烧结粘土砖3090KJ/KG。以10万m3加气混凝土为例，由减少制造能耗而减少二氧化碳排放约210576吨。此外，1立方米加气混凝土可利用粉煤灰420Kg左右,对工业废弃物利用产生了良好作用，真正意义上实现了取材环保、生产应用节能的理想效果。
5结语
墙体自保温体系在节能效果上可以满足国家和地方标准，技术上已有足够的可行性。在经济效益方面，由于自保温墙体的维修费用低，耐久性强，因此综合成本较以往的外墙外保温低。环保效益方面，由于自保温墙体多采用新型墙材，不仅符合国家相关政策，而且起到节能减排的双效。因此，墙体自保温特别是蒸压加气混凝土墙体自保温系统在夏热冬冷地区已逐步成为主导节能墙体围护结构。随着生产工艺的提高和节能工作的发展，适合夏热冬冷地区的自保温体系也会逐步完善。
参考文献
唐欢. 夏热冬冷地区节能建筑墙体研究[D].湖南大学，2005. 许锦峰,吴志敏,张海遐,张源. 自保温墙体技术在节能工程中的应用[J].建设科技，2008.
[3] 建设部标准定额研究所. 筑外墙外保温技术导则[M].北京：中国建筑工业出版社，2006(5).
[4] 石义海. 外墙自保温体系在夏热冬冷地区的可行性分析[J].住宅科技，2008.5
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。