民用建筑围护结构节能的质量控制和检测

1、民用建筑围护结构节能的质量控制和检测(安徽省建筑科学研究设计院章茂木 )随着我省建筑节能工作的全面推进，加速推进民用建筑节能工程的质量控制与监督管理工作，已迫在眉睫。根据目前我国相继出台的：民用建筑节能管理规定；民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95；夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2001；公共建筑节能设计标准 GB50189-2005；外墙外保温工程技术规程 JGJ144-2004；胶浆聚苯颗粒外墙外保温系统 JG158-2004；膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 JG149-2004；既有采暖居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2000等。建设部即将出

2、台建筑节能工程施工验收规范和居住建筑节能设计标准（均已在网上公示）。这些给节能建筑的质量控制和监督管理提供了政策及技术依据。本讲是围绕外墙外保温工程技术规程 JGJ144-2004、胶浆聚苯颗粒外墙外保温系统 JG158-2004、膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 JG149-2004等标准，谈 围护结构节能的质量控制和检测。先谈节能设计与其有关的 几个概念：1、建筑物体型系数（建筑屋与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值）：寒冷地区（ JGJ26-95规定）居住建筑宜控制在 0、30 及 0、30 以下，若超过度0、30，则屋顶和外墙应加强保温；（GB50189-2005规定）公共建筑

3、的体型系数应小于或等于 0、4，不满足时必须按规定进行全衡判断。寒冷地区：指我省的淮北、亳洲、部分的宿洲等地区夏热冬冷地区（ JGJ134-2001规定）居住建筑的条式建筑屋不应超过 0、35，点式建筑屋不应超过 0、40。12、窗墙比（窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值） ：寒冷地区（ JGJ26-95规定）对居住建筑朝北： 0、25；朝东、西： 0、30；朝南：0、35，超规定值时，应调整外墙和屋顶的传热系数；（GB50189-2005规定）对寒冷地区公共建筑规定，如：窗墙比在 0、 7 的范围内，根据不同朝向选择； 外窗的传热系数K（W/m2·K）：应在 3、 5 到 2、

4、0 范围内，取值确定。夏热冬冷地区（ JGJ134-2001规定）对居住建筑外窗的面积不应过大。并对不同朝向、不同窗墙面积比的外窗的传热系数，进行了规定。如：窗墙比在从 0、 25 到 0、 5 的范围内，根据不同朝向选择；外窗的传热系数K（W/m2·K）：应在 4、 7 到 2、5 范围内，取值确定。（ GB50189-2005规定）对夏热冬冷地区公建规定：如：窗墙比在 0、 7 的范围内，根据不同朝向选择；外窗的传热系数 K（W/m2·K）：应在 4、 7 到 2、 5 范围内，取值确定。3、围护结构传热系数（围护结构两侧空气温差为 1K，在单位时间内通过单位面积围护结

5、构的传热量）：寒冷地区（ JGJ26-95规定）居住建筑围护结构传热系数不应超过限值如：（我省的淮北、亳洲、部分的宿洲等地区）屋顶 体型系数 0、3， K 为 0、80；当大于 0、3 时，K 为 0、6；外墙 体型系数 0、3， K 为 1、101、40；体型系数大于 0、3 时， K 为 0、801、10（GB50189-2005规定）寒冷地区公共建筑围护结构传热系数规定屋面 体型系数 0、3，K0、55；当大于 0、3 又 0、40 时， K0、45。外墙 体型系数 0、3，K0、60；当大于 0、3 又 0、40 时， K0、50。夏热冬冷地区（ JGJ134-2001规定）对居住建筑

6、围护结构传热系数规定屋面K10；D30 或 K08；D25外墙K15 ；D30 或 K10；D25（GB50189-2005规定）对公建围护结构传热系数规定屋面K07外墙（包括非透明幕墙）K10；24、民用建筑围护结构：是指建筑物或房间各面的 围护体，包括墙体、屋面、门窗、楼板、地面等。按是否同室外空气直接接触与其在建筑中的位置，又可分为 外围护和内围护结构，外围护结构的保温隔热是民用建筑节能的重要内容 。外围护结构包括建筑的外墙体（包括外门窗）、屋面、底层地面。下面分四个方面讲：一、民用建筑围护结构的保温节能技术应用1.屋面保温节能屋面的保温技术，目前主要采用 板、块状保温材料；松散保温材料

7、；现浇保温材料，按设计要求进行屋面铺设和现浇。此类保温材料取材广泛，可根据不同 屋面形式（如上人、不上人、种植、车载等屋面）选择 不同的保温材料 （应按不同等级要求，做好 屋面防水）。应满足公共建筑节能设计标准 GB50189 公建屋面： K07 的要求；JGJ134-2001对居住建筑屋顶： K 10； D 30 或 K 08； D 252.地面（楼底部和楼板）保温节能地面保温节能，我国主要采用的仍然是 板、块状保温材料及保温浆料 、现浇保温材料，此类材料取材广泛， 按设计要求 选择应用。应满足 JGJ134居住建筑：楼底部自然通风的架空楼板 K15；楼板和分户墙 K203.外墙保温节能对外

8、墙采取保温措施， 其目的是提高其保温隔热性能，降低建筑物的采暖、空调使用能耗。在技术可采取 外墙外保温、内保温和自保温 ，建设单位可根据建筑的 使用功能和要求自由选择。应满足 GB50189公建：外墙（包括非透明幕墙）K10；JGJ134居住建筑：外墙 K15 ；D30 或 K10；D25 国内常采用的外墙外保温系统技术（重点讲）3外墙外保温是国家重点推广的建筑保温工程技术。在 JGJ144标准的“基本规定” 中对外墙外保温工程提出明确的 要求：应能适应基层的正常变形而不产生裂缝或空鼓 ；应能长期承受自重而不产生有害变形；应能承受风荷载的作用而不产生破坏；应能耐受室外气候的长期反复作用而不产生

9、破坏；在罕遇地震发生时不应从基层上脱落；应采取防火构造措施；应具备防水渗透性能；外保温复合墙体的保温、隔热和防潮性能应 符合国家现行相关设计标准；各组成部分应具有物理 -化学稳定性 。所有组成材料应彼此相容 并应具有防腐性；在正确使用和正常维护的条件下，使用年限 不应少于 25 年。这里仅介绍目前在 国内应用较为成熟的几种外墙外保温系统，外墙外保温工程技术规程JGJ144-2004已对这几种系统规定了构造和技术要求。“EPS 板”是可发性的聚苯乙烯珠粒，经加热预发泡后形成的 EPS 颗粒(保温浆料用材 )，在模具中加热成型而制取的具有封闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。“XPS 板”：是用 EP

10、S颗粒和破碎的废旧塑料粒子经高温、高压工艺，挤压成型具有导热系数低、抗拉和抗弯强度高，但表观密度大（ 2535kg/m3）、产品自身变形较EPS板大。（ 1）、EPS板薄抹灰外墙外保温系统（外粘法）是将 EPS板用胶粘剂固定在结构墙体的 基层上作为保温层，在薄抹的抗裂砂浆面层中满铺玻纤网格布、面层处理、 涂料饰面层 。JGJ144强调:建筑物高度在 20 米以上时，在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。膨胀聚苯板薄摸灰外墙外保温系统JG149-2003对该系统的基本构造、 系统性能、各种组成材料的性能等，都作出了详细的规定。要注意本系统的具体 特性和各组成材料的技术指标要求。如：耐碱玻纤

11、网的耐碱断裂强力、塑料锚栓的抗拉承载力、抹面胶浆的柔韧性等。当 JG149 与 JGJ144 技术要求不一致时，应严格执行 JGJ144 标准。4（2）、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统在结构基层上抹界面砂浆（增强粘结），胶粉 EPS颗粒经搅拌后喷涂或抹在墙上，形成保温层，满铺耐碱玻纤网，抗裂砂浆薄抹面层，最后是饰面层（ 可粘面砖）。JGJ144强调：厚度不宜超过 100mm；现场取样的保温浆料干密度不应大于 250 /m3且不应小于 180 /m3，现场检验保温层厚度应符合设计要求，不得有负偏差。胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统 JG158-2004对该系统的基本构造、系统性能、各组成材料的性

12、能等，都作出了具体的规定。注重标准：对面砖饰面系统组成材料的技术控制指标（如：面砖、 热镀锌电焊网、锚栓抗拉承载力等）。当 JG158与 JGJ144技术要求不一致时，应严格执行 JGJ144标准。（3）、EPS板现浇砼外墙外保温系统（简称无网现浇系统）该系统以现浇砼外墙作为基层， EPS 板为保温层：a、先将 EPS 板内表面沿水平方向开有 钜齿槽，并将其表面的 内、外均涂满界面砂浆，；b、施工时，将 EPS 板置于外模板内侧并安装锚栓辅助固定；c、浇注砼后墙体与 EPS板及锚栓结合一起，脱模后 EPS 板表面抹抗裂砂浆，内夹满铺的玻纤网， 外表以涂料为饰面层。JGJ144强调：无网现浇系统

13、 EPS 板两面必须预喷刷界面砂浆。（4）EPS钢丝网架板现浇砼外墙外保温系统（ 有网现浇系统）该系统是以现浇混凝土为基层，将 EPS 单面钢丝网架板 注：用钢丝网架与 EPS 材料制成板（腹丝穿透型），单面挑头 置外墙外模板内侧，安装 6 钢筋辅助固定；浇砼后，单面钢丝挑头、 6 钢筋与砼墙面连结一起；EPS单面钢丝网架板外抹掺外加剂水泥砂浆形成厚抹面层，外表做饰面层可做面砖；以涂料饰面时，薄抹抗裂砂浆内夹满铺玻纤网布。JGJ144强调：有网现浇系统 EPS 单面钢丝网架板厚度、每平方米腹丝数量和表面荷载值应通过试验确定 。EPS单面钢丝网架板构造设计和施工安装应考虑现浇混凝土侧压力影响，抹

14、面层厚度应均匀，钢丝网应完全包覆于抹面层中。 “EPS单面钢丝网架板质量要求”见 JGJ144表 642。5（5）机械固定 EPS钢丝网架板外墙外保温系统（简称 机械固定系统 ）由机械装置固定、腹丝非穿透型 EPS钢丝网架板、掺外加剂的水泥砂浆 厚抹面层和饰面层构成 。以涂料做饰面层时，应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。机械固定系统不适用 加气混凝土和轻集料混凝土小型空心砌块基层。JGJ144强调：“机械固定系统锚栓、预埋金属固定件数量应通过试验确定，并且每平方米不应小于 7 个。单个锚栓拔出力和基层力学性能应符合设计要求 ”；“机械固定系统金属固定件、钢筋网片、金属锚栓和承托件应做防锈处理”。同

15、时，对该系统还作出了其它相关规定。（ 6）EPS板薄抹灰外墙外保温（外粘、挂）此法与第一种区别是： EPS板除粘结并用锣栓锚固在墙体基层上（用于 特殊外墙外保温工程上），其它施工与第一种相同。当然还有： XPS 板薄摸灰系统、聚氨酯硬泡沫防水保温、矿物棉喷涂绝热层、膨胀珍珠岩胶浆喷涂隔热层、水泥基复合保温砂浆建筑保温系统（采用保温材料：膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠、 EPS 颗粒等）。这些保温系统在我省建设工程中已有应用。目前，由于标准、规范不健全，大都套用 JG158和 JG149标准。特殊情况，企业应针对自身系统产品 特点，依据 JGJ144标准的“基本规定”和系统的“性能要求”，制定能满足

16、设计、施工的技术要求和质量控制及验收的可行的“技术方案” ，经地方行政主管部门审查备案后，进行应用试点，待条件成熟后推广应用。对所选择应用的各种外墙外保温系统技术，在工程的设计、施工、质量监督过程中，应严格执行相关的现行国家标准、规范和标准图集。外墙内保温技术a.干挂内保温：有木龙骨和轻钢龙骨 两种，保温材料大多采用 矿棉、岩棉和玻璃棉制品，石膏板、纸面石膏板或纤维水泥压力板等保护。b.胶粉 EPS 颗粒胶浆外墙内保温系统（内粉刷）c.水泥基复合保温砂浆（外墙内粉刷）：无机保温砂浆类，目前江苏已用在 外墙内、外保温中应用。d.EPS或 XPS 板外墙内粘贴保温。6内保温系统，由于存在热桥缺陷、

17、占用使用空间、影响使用功能等。建设部已明确规定为“不宜推荐的应用技术”。外墙自保温建筑外墙的自保温 可通过三个方面的技术途径：（1）、首选导热系数低、热阻值大、容重低 、强度合适的新型墙材，如：轻质砼小砌块（承重或非承重）、加气砼（粉煤灰或硅砂）、保温复合外墙板等。（2）、可根据工程项目 特点，利用保温隔热材料设计复合墙体以降低建筑外墙体的传热系数，从而达到保温隔热目的。如：将保温层设计在墙体内，形成结构层-保温层 -结构层-饰面层，通过构造设计形成保温复合墙体。此种做法北方为多。（3）、利用新型墙材 产品自身空洞，通过对 产品保温的二次加工或墙体施工过程的保温处理，达到提高墙体的热工性能目标

18、。如：在单排孔小型空心砌块孔洞内置EPS 块；单、双排孔砌块的孔洞内填置保温材料（ EPS颗粒、膨胀珍珠岩等）；新型墙材空心制品的空腔内填充保温砂浆、无机发泡材料 （工厂化生产）等。4、外门窗节能外门窗在建筑的围护结构中绝热性能最差 ，成为影响建筑节能的主要因素之一。就我国目前典型的围护部件而言， 外门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的 4050。因此，增强外门窗的保温隔热性能， 减少门窗能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。外门应选择保温门。外窗玻璃：应优先选择 中空玻璃 、中空玻璃氩气填充 、Low-E中空玻璃 、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃 （ Low-E玻璃）、阳光控制镀膜

19、玻璃 （热反射）、彩色吸热玻璃 等；外窗型材：应优先选择 断热型材，如：铝木复合、钢塑复合、铝塑复合等材料。二、围护结构节能检测和质量控制对保证节能建筑质量的重要作用认为应该有三个方面的重要作用：71. 贯彻落实国家对建筑节能法律、法规和标准的保障作用我国自 98 年开始实施 节能能源法对建筑节能作出了规定，要求建筑物提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明能耗。国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知 国发办（ 2005）33 号文：2005年建设部发布 143 号部长令，于 2006 年元月一日全面实施 民用建筑节能管理规定，并出台一系列技术规程、标准（前面已讲）。技术标准

20、、规范的出台和实施，标志着从居住建筑到公共建筑，设计、施工、验收都必须满足建筑节能标准规定的要求。为确保节能建筑满足标准规定，达到节能目标，对节能建筑实施 过程的质量控制和各环节的检测，将起到极其重要的监督、保障作用。2、给节能建筑的设计、施工提供重要的技术依据民用建设设计和施工是 依据前述的建设部出台的各项 建筑节能技术标准和规程，而这些标准和规程又建立在可靠的对材料 检测数据基础之上。无论是保温复合材料、各保温类原材料、围护结构保温系统所采用的其它材料，还是围护结构自保温的墙体材料，都必须经过严格技术参数测试，以准确可靠的数据提供设计人员作详实的热工计算，确保节能建筑在设计阶段满足节能标准

21、要求。同时，检测数据也给施工及工程监理人员，对节能建筑在建设过程中的 质量控制提供了重要的技术依据。3、保证政府职能部门对节能建筑的工程验收及节能评价的有效性建设部即将出台的建筑节能工程施工验收规范 明确规定：建筑节能工程为单位建筑工程的一个分部工程，就围护结构而言，它的子分部工程有：墙体、幕墙、门窗、屋面、地面等五大项。它的分项工程有： 墙体子分部：主体结构基层、保温材料、饰面层； 幕墙子分部：主体结构基层、隔热材料、保温材料、幕墙玻璃、单元式幕墙板块、遮阳设施； 门窗子分部：玻璃、遮阳设施； 屋面子分部：基层、保温隔基层、防水层、面层。 地面子分部：基层、保温隔基层、隔离层、保护层、防水层

22、、面层。8对建筑节能工程验收规定：各检验批应按主控和一般项目验收。主控项目：必须全部合格；一般项目：检验应合格，当采用计数检验时，应有 90%以上的检查点合格，且其余检查点不得有严重缺陷。节能建筑的评价是建立在 各检验批的准确的检测数据、完整的施工操作依据和建设过程各环节的质量验收记录的基础上，进行 综合分析评定的。检测数据的准确可靠是评价节能建筑有效性的极其重要的依据。三、建筑节能检测的分类和能力建筑节能检测分为 试验室检测和现场检测两种类型。1. 试验室检测（目前为主）：是对建筑围护结构的构件体系和产品的性能进行检测，其范围较广 ，这里仅谈 节能检测。例如：对不同的外墙外保温体系的各种性能

23、进行检测，门窗的热工检测等。2. 建筑节能的现场检测就目前而言， 现场检测由于受气候条件、现场环境等多方面因素的约束和影响、检测复杂、需要的时间也长，目前，主要用于科研、验证节能建筑的节能效果与设计计算是否相符。目前用于施工 现场质量检查和现场检测的有：建筑用 红外线热相仪进行保温缺陷的检查、现场门窗三性检测和部分 墙体热工性能检测。按照建筑节能工程施工验收规范（讨论稿）规定：围护结构节能性能现场检验的主要项目将包括 墙体、屋面的传热系数、隔热性能； 幕墙的气密性能； 外窗的气密性（建议：增加水密性和抗风压）； 合同约定项目；必要时可检验其它项目。目前新的现场检测方法、设备及相应的标准，正在研

24、究或制定过程，相信，不久会付诸实施。四、围护结构的节能检测内容节能检测必须是 法定的、有相应资质的检测单位检测。9鉴于围护结构的检测内容较广，本讲 主要围绕 JGJ144、JG158、JG149标准及相关节能设计标准谈节能检测内容：（一） 墙体节能检测采用新型墙体材料时，应首先提供 墙材的导热系统，应用于民用建筑工程的，要做 墙体传热系数检测。这里重点讲 外墙外保温系统节能检测内容：1.型式检验（试验室检验）外墙外保温系统在应用前，提供该项系统技术的企业应提供型式检验报告， 型式检验报告有效期为 2 年，出具型式检验报告的单位必须具备相应资质并经法定计量认证的单位。型式检测报告应具备下列内容：

25、（1） “JGJ144规定”外墙外保温系统性能检验项目有： 耐性试验；抗风荷载试验（即抗风压）；抗冲击性；吸水量试验；耐冻融性能试验；热阻检测（复合墙体热阻）；抹面层不透水性；保护层水蒸汽渗透阻。同时还应提供（系统性能）： 对胶粉 EPS 颗粒浆料外墙外保温系统应提供 抗拉强度检验报告，且破坏部位不得位于各层界面； 系统的胶粘剂与水泥砂浆的拉伸粘结强度（干燥、浸水 48 小时）；胶粘剂与 EPS 板拉伸粘结强度，且破坏部位应位于 EPS板内（干燥、浸水 48 小时）； 玻纤网径向和纬向 耐碱拉伸断裂强力的指标要求，详见外墙外保温工程技术规程 JGJ144-2004“性能要求”。（2）“JGJ1

26、44规定”外墙外保温系统组成材料性能型式检验项目有：a. EPS 板（保温材料）：密度（容重）；导热系数；水蒸汽渗透系数；压缩性能；抗拉强度（干）；尺寸稳定性；燃烧性能。（XPS 板可参照执行）b胶粉 EPS颗粒保温浆料 (保温材料 )：干密度；导热系数；水蒸汽渗透系数；压缩性能；干燥和浸水48 小时的抗拉强度；线性收缩率；软化系数；燃烧性能级别。cEPS钢丝网架板：提供腹丝穿透型和非穿透型热阻检测报告；腹丝 镀锌层检测报告。10d所有其它的外墙外保温系统 组成材料都应提供下列型式报告：抹面胶浆；抗裂剂及抗裂砂浆；界面剂。e其它型式报告： 饰面材料（确保与系统组成材料的 相容性）应符合设计要求

27、和相关标准规定； 锚栓技术性能检测报告，应符合设计要求和相关标准规定；外饰面砖时 , 面砖粘结砂浆、面砖勾缝料和系统的抗震 性能检测报告；柔性耐水腻子和弹性底涂的性能检测报告；热镀锌电焊网 性能检测报告；等。3对于不同的外墙外保温系统均可按上述要求提供型式检验报告。对于有“标准”的系统应执行该系统标准规定，提供型式检验报告，如“胶粉 EPS颗粒外墙外保温系统”执行 JG158标准；“膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统” 执行 JG149标准。这有利于提高质量控制和监督能力。对于没有标准的系统试点应用工程，可根据 行政主管部门经专家评定、并审批备案的能满足设计、施工和验收要求的“技术方案 ”提供型式检验报告。2. 鉴证取样检验内容（现场抽样试验室检验） 用于墙体节能工程的 保温材料、粘结材料、增强网、防水材料等应现场抽样复检，以确保满足标准要求； 保温使用的 粘结材料应进行冻融试验； 对浆料保温，在抹面层施工前，应 测试保温浆料层内实际含水率 ； 浆料保温层在施工中应制