建筑外墙节能的构造设计

【摘 要】现代建筑外墙保温结构中尚存在着较多方面的不足,包括构造本身的不精细、节能效率较低以及容易发生开裂脱落等问题,本文在经过详细调查的基础上认为这样一些症结存在的主要原因是防裂机制不到位、热桥处理不彻底.并进一步针对这样两个方面的问题提出了一系列的改进措施和意见,希望建筑外墙的节能构造在经过这样一些处理以后能够更好的实现其应用的节能功能.

【关 键 词】建筑外墙；节能；构造设计

一、建筑外墙节能的构造设计应当基于建筑现场的试验

从理论的角度上来说,我们在进行建筑外墙节能的构造设计时,都是需要首先设计出若干个方案来,然后再根据设计的状况以及工程本身的实际需要来进行遴选,经过一系列的试验和比较以后给出量化的评价指标,并根据这样一个准确的指标来确定出最终的构造设计方案.在这样一种设计的状态和模式下就需要经过多次试验、设计、再试验和再设计的过程才能够得到最终的设计方案.

我们在进行设计的过程当中,必然需要适当的理论认识和实践经验,在此基础上才能够良好的进行设计工作,这也就意味着设计是建立在他人和异地的处理实践经验之上的,而我们所需要面对和解决的是当前的问题,试验实际上就是基于这样一种现实的状况下来进行的,试验所面对的就是我们所进行的工程设计,使我们在设计过程中能够及时的发现问题并相应的发展认识水平.在机械行业中,这样一种处理是无可质疑完全可以通行的,但是在建筑行业的很多地方,许多产品都是模仿的,没有经过必要的现场试验,因此显得极为的粗糙,当然,这样一种状况的出现和存在可能是由于建筑本身的庞大性或者是其单体性,总之,在我们国家的现代建筑中基本上很难找出认真而细致的构造设计来,这无疑是因为在进行设计之前没有经过反复有效的试验.

目前我们国家的建筑外保温行业还没有形成完整有效的独立研发力量,这样一种状况的最主要原因就是我们国家的建筑保温行业大多是一些规模比较小的,只有少数几家具有独立科研的能力,因此难免对缺乏必要的对保温热基础理论和构造连接原理的认识,对于系统的协调机制也没有达到深刻把握和进一步创新的能力,正是因为这样,我们国家的建筑外墙节能构造设计基本上都是处于一种模仿的阶段和状态中.建筑单位在招投标中投入的成本要远比施工图纸的设计多,这主要是因为招投标能够带来直接的经济效益,而施工图的设计在这样一个过程中就仅仅只是一个需要完成的任务而已,在实际的设计中往往就直接采用了标准图,而没有切实的考虑标准图在施工环境中的适应状况.上述问题直接导致了我们国家在建筑外墙节能保温上的多种漏洞和问题,包括工程本身的耐久性差和可靠度低等问题,甚至有人认为我们国家的建筑保温设计在不久的将来就会出现较大的问题,这不得不引起我们高度的关注.

建筑外墙节能的构造设计是应该得到足够的认识和重视的,具体来说,就不能够将第三步节能要求的外保温技术直接认为是第二部的简单改造.构造从本质上讲是有明确而严格的要求的,要求其具有良好的合理性、有效性和耐久性,这样一些要求的实现都需要建立在大量大面积的试验室耐湿试验、抗风荷试验、火反应试验上,经过试验的验证来对其相关方面的性能予以保证.在经过上述处理过程后还需要进行部分地区的试点应用并运行良好以后才能够进一步的推广使用.

由上文中的分析我们可以看到,在实际的施工过程中,建筑外墙节能的构造设计是相当严格而复杂的过程,我们国家目前所采取的忽视之是完全不可取的.

二、设置变形小裂缝来避免有害裂缝

在进行建筑外墙节能的构造设计中,最为突出的问题之一就是面层的开裂、空鼓和脱落,造成这样一些问题的主要原因是各个构造层次变形量上的差别,针对这样该问题的业界公认的解决方案就是采用柔性面层的逐渐渐变来释放应力,这样一种处理方案所遵循的就是“放为主,抗结合”的思路.这样一种处理措施在现阶段得到了较好的解决效果,但是并没有彻底的处理好这一问题,这是因为在设计中满足第三步节能的六成要求,在技术途径上来说就只能增加保温隔热层的厚度或者是提高保温隔热层本身的材料性能,而这样一种处理意味着面层和内层之间的温差会进一步的增大.柔性的聚合物能够较好的适应这样一种变形量,但这是在一个较短的阶段内,能否保证柔性材料在多年以后还是保持如初的变形适应能力则是需要画上问号的.在这样一种状况下我们除了要考虑建筑结构整体的伸缩、沉降和防震,还需要在外保温的保温层外设置特有的变形缝,也就是上文中所说的变形小缝.变形缝的设置能够很好的解决以下四个不可避免的问题：一是保温隔热材料受力以后的徐变,二是保温隔热材料自身体积的不稳定膨胀,三是因为地震等外界环境原因所导致的墙体变形和相对位移,四是高温曝晒或者是火灾环境下保温材料体积上的收缩.

三、带铝箔反射层的空腔外保温构造

事实上,在建筑围护结构的三种传热形式中,导热对对流所传递的热量占总热量的总比例并不大,绝大部分的热量都还是通过辐射换热的方式散失的.但是,到目前为止,我们国家的绝大多数的外保温技术都还没有考虑到在减少辐射换热这样一个方面上来着手解决.具体来说,我们在进行空腔的构造时,就可以在EPS板的一侧上粘贴铝箔反射层来阻止室内热量在冬季时候的大量散失,而夏季的时候又能够相应的阻止室外的热量进入到室内,这样一种处理措施的造价并不高,但是对于空气间层的热阻值则是能够增加很多倍.

在以往的设计和应用中多次发生过纯点粘和框点粘的聚苯板外保温被大风直接掀掉的状况,以至于空腔构造在某些外保温领域中已经被叫停.某些专业的机构和相关人士认为大空腔结构只适合于一些风载荷比较小的低层建筑内部,而小空腔的做法则适用于一些风载荷不太大的中低层建筑中,无空腔的做法则完全可以安全的应用于高层建筑中.

而空腔的构造到底是利大还是弊大,则还有待商榷.不过在目前大多数预制大型墙板中板缝构造中这样一种应用还是比较普遍的,这主要是因为能够较好的解决毛细水渗透的问题.目前流行一种双层墙,这实际上也是出于保温节能的目的,一些双层玻璃幕墙中空腔的设计则更是建筑节能构造中的点睛之作.

我们都知道,空气本身的导热系数是非常小的,因此不流动的空气本身就可以作为非常好的绝热材料,除此之外,空气作为绝缘材料来使用还是多方面的优势,主要就是其自重较轻、比较绿色环保、相对便宜且来源非常广泛,始终能够保证较为充足的储量.正是因为空气绝缘这样一系列的优势,我们就可以在设计中进行一下构造：一是在结构的外层设置一定厚度的保温材料,二是保证空气层的厚度小于固定值,三是利用不锈钢支架来干挂固定陶土的面板.

结语：从上文中的分析我们可以看到,建筑外墙节能的构造设计实际上还有很多的工作要做,其设计过程基本上也就是需要大胆的检测设和小心的求证,一些居于创新意义的措施都可以在试验中予以尝试,这样能够有助于研发过程的积极性和主动性.最后总结以下几个方面的内容：一是要加强建筑整体的保温研究和试验探索,二是要加强对于建筑细部结构部位的保温研究和试验的局限性与片面性,三是要发挥出空腔构造一系列的显著优势并避免起不足,四是要在安全的前提之下设计出热桥的连接构造来.