你是否有这样的困惑?夏天炎热难耐,离开空调不能活;冬天则感觉寒冷透过湿气直达心灵,造成物理和魔法双重攻击。出现这种情况的原因可能是你家的房子保温没有做好。今天匠恒带大家来科普一下日本保温材料的种类及施工方法。
为什么要做房屋保温?
不做房屋保温不行嘛?从居住健康、体感舒适及建筑节能等方面考虑,保温性高的房屋不仅能获得更好的居住体验,还可以提高建筑内的能源利用率,节约能源,降低采暖、空调等设备的电费。保温节能的房屋符合国家战略政策,有利于可持续发展及减少温室效应,从长远角度来看,是利大于弊的。
居住健康
根据英国卫生部关于室温对健康影响的调查结果。当室温低于18℃时,罹患呼吸循环系统疾病的风险会增加。所以,打造一个高保温性能,不会轻易感到寒冷的房间是冬季保持健康的最佳方式。

体感舒适
保温性能不佳的房屋,热量流失集中在墙面与开口部分(门、窗等)。单独房间内运行的空调导致室内温度的不均衡,出现如卫生间浴室等窗户较多的区域温度较低,而客厅温度较高的情况。

而在短期内身体感受过大的温度变化则容易引发“热休克”现象,增加心脏的负荷。良好的房屋保温性能则可以助您更好打造适宜的室内温度温差,支持您和家人的舒适生活。
节能环保
房屋的保温标准作为建筑的《节能标准》的一部分,一直是世界关注的问题。保温良好的房屋,可以大大提高能源的利用效率,减少温室效应,能够降低空调、地暖约30%的费用。

房屋保温性能
随着日本住房耐震性能的完善,日本也愈来愈重视房屋节能性能,自1980年《节能标准》「旧省エネルギー基準」施行以来,日本的节能标准也一直在更新与进步,成为新建筑的一大基准。

日本政府于2020年推出了改正《节能标准》的义务化,要求所有新建筑保温性能达到标准。并且计划在2030年前推行普及更高的ZEH(Net Zero Energy House)标准,这一标准催生出了更高保温性能(断熱性)需求和功能区分更加细致的保温材料(断熱材)。
保温材料如何保温?
热传导方式
热量的传导方式分为三种:热传导、热辐射和热对流。建筑物与内外部空间的热传导和热辐射、室内空间的热对流是房屋中普遍的热量传递方式。了解热量的传导,才能在建筑保温方面对症下药,以达到有效保温断热的目的。

体感原理
了解了热量的传导的基础上,再来了解人体对温度感知的体感原理,对打造舒适的室内温度很有帮助。即使是在同样的温度环境下,我们感受到的温度也可能完全不同。这是由于周边环境的不同所导致的。

除了热传导对温度的影响,在感受上还要考虑到物体热量传递的效率、热辐射带来的温度影响、对流带走的体温及人体自然的蒸发散热等四个方面。大体上来说,体感的温度可以用下面的公式来进行估算。
人体感受到的温度=(实际气温+周边物体表面温度)÷2

人体周边环境的温度对体感温度影响很大,所以,想要调整到舒适的室内温度,不仅要调整室内的空气温度,还要控制墙壁与空气的温度差。如下图冬天的情况,即使室温相同的屋子,保温性能高的房屋,墙壁温度更高,体感温度也会更加舒适。所以选择好的保温材料进行房屋保温是十分必要的。

保温方式
保温材料可以减少室内外的热量传导,使外界空气温度难以传递到室内。在建筑外部使用隔热涂料或隔热板等保温材料,可以反射和阻挡阳光,减少太阳的热辐射。

使用热传导率低的保温材料对与外部有热量交换的地板、墙壁、天花板等进行保温处理,或是将整个房屋用保温材料包裹,减少建筑与外部空间的热传导,使外界的热量难以进出房屋,营造出冬暖夏凉的舒适之家。

保温材料的种类
保温材料将空气固定在内部,不会形成热对流,材料本身导热系数又很低,以达到隔绝热量的目的。市面上主要的保温材料材质可分为“纤维类保温材料”和“发泡塑料类保温材料”,两类材料固定空气的方式有所不同。纤维类材料在细小纤维缝隙之间捕获空气,而发泡塑料类材料则是将空气捕获在其内部细密的气泡中。其中纤维类材料又可分为无机纤维和天然纤维两类。

絮状物、毡毯状和板状的纤维类保温材
1、无机纤维类
无机纤维类保温材料是人工加工而成的纤维制品,以玻璃棉和岩棉为主。玻璃棉是将玻璃在高温下熔化并使其纤维化而制成的绝热材料。岩棉则是将矿物质熔化成纤维,然后进行棉状加工并压模制成的绝缘材料。

无机纤维类保温材料十分轻便,具有优良的隔热性和吸音性,不易燃且燃烧不会释放有毒物质,最重要的是价格低廉且施工性优良。无机纤维保温材的缺点则是施工和运输时纤维丝会刺痛皮肤,且有轻微的甲醛等有害气体释放。
2、天然纤维类
此类纤维保温材料采用纤维素纤维、木纤维、羊毛纤维等天然材料。市面上有利用旧报纸纤维制成的可循环产品「セルロースファイバー」和用羊毛制成的产品「ウールブレス」等。

天然纤维具有一定的吸放湿性和防虫、遮音性能,并且具有优良的耐火性,可填充细小的缝隙等区域。并且由于其天然素材的特点,是对环境友好的产品且无甲醛释放。但是价格较贵且需要专业人员进行施工。
发泡塑料类材料
发泡塑料类的保温材种类很多,有硬质聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、苯酚树脂泡沫等。硬质聚氨酯泡沫常常直接在施工现场进行喷涂,不会产生填充的间隙;其他发泡产品则常压模成板状进行销售、运输和施工。

发泡塑料保温材可用于地板、墙壁、屋顶等的保温,耐水性优良。现场喷涂无间隙,但需要专业人员进行施工;板状产品运输施工便利但却无法有效应对复杂的施工情况。
发挥保温材料的性能
在进行建筑整体的保温施工时,需要考虑的并不是单个产品的保温性能,即使材料导热系数和传热率的参数都很好,但如果出现材料与建筑的不匹配或施工缺陷,就无法发挥原有的隔热性能。所以,为了展现隔热材料的性能,需要选择适合该材料的施工方法,并请有技术能力的施工公司进行正确的施工。
房屋保温工法
日本以木造住宅为主,但国内则以钢筋混凝土(RC造)为主,所以主要对RC造的公寓和建筑保温工法进行讲解。根据日本建筑学会对断热方法的定义,热容量较大的RC造建筑断热工法分为两大类:充填断熱工法(内断熱)与外張断熱工法(外断热)。

内断熱工法(充填断熱)是在建筑内部安装保温材料的方法,国内称为外墙内保温。外断熱工法(外張断熱)是在建筑外部施加保温材料的方法,国内称为外墙外保温。
内断热工法施工相对简单便捷,费用较低,但保温材料会轻微压缩房间的使用面积。外断热工法则费用较高,但既可以提升房屋耐久性,保温效果也更为出色。根据具体建筑和保温要求,有时也会采用内断热和外断热相结合的做法。
外断热工法
外段热工法使用玻璃棉等纤维类保温材料时,采用透气层工法。这是一种使用玻璃棉保温材料完全包裹混凝土框架并留有通气层的施工方法,这种工法被北欧等国家普遍采用。在日本,由于其隔热性能高、维护方便,已在公共住宅中普遍采用。

乾式透气层工法
外段热工法使用发泡塑料保温材料时则采用密着工法。这种工法有悠久的历史和施工实例。然而,一旦由于外墙和保温材料的老化而破坏了建筑的水密性,雨水就会渗入墙体,导致保温性能下降和保温层剥落等问题。

湿式密着工法
中国的住宅则受到开发商和物业等的限制,很难进行外断热,大部分家庭只能选择内断热。所以接下
来详细讲解内短热工法的要点说明及施工方法。
内断热工法
内断热工法除了要在主要区域进行保温,如地板、墙壁、天花板等,还需要考虑和注意保障建筑的气密性与建筑的防潮防结露措施,对施工人员的技术力有较高要求。
建筑的气密性
建筑的气密性是保温性能的有力保障。气密性较低的建筑空气流通,会大大降低保温材料的保温作用。日本房屋大都是木质建筑,相比混凝土建筑更需要完善的气密性施工。而混凝土建筑则要着重考虑到门、窗、空调孔等设施的气密性(使用气密胶带和气密材料处理)。

热桥效应的应对
熱橋(ヒートブリッジ)是指由于楼层之间与墙角处的混凝土结构相比砖头等砌墙材料有较好的热传导性,冷热空气频繁接触而导致的房屋内墙结露、发霉的现象。内断热相比外断热更容易出现热桥效应。这是因为外断热工法保温材在建筑外侧,对钢筋混凝土(RC躯体)起到了保温作用,使室内侧温度高于结露点温度,不会结露。而内断热工法没有对高导热性的混凝土结构进行保温,使得保温材侧的温度达到了结露点,从而导致内墙结露。

解决这一问题的方法是在墙角及楼层间进行保温材料的补强,并使用附有防潮膜的保温材料。总之,保温材料的运用不当容易导致热桥问题的出现。如下图所示,经验丰富的专业施工人员会针对如红圈部分进行保温材料的补强,防止热桥现象的出现。

内断热工法的施工
内断热工法可以分为干式断热和湿式断热两类。
干式断热
干式断热是一种使用构造板状保温材料如聚苯乙烯泡沫板的方法。在混凝土墙上打造木质基础框架(下地),并在其上安装保温材料。

干式断热可以全程不使用水来进行施工,优点是容易施工,费用较低,且可以在任何户型内施工。但由于施工时容易产生缝隙,施工时需要细致小心。近年来,日本开始采用先将保温材料安装后再在现场喷涂发泡保温材料填充间隙的做法。
湿式断热
湿式断热在施工现场进行发泡塑料保温材料喷涂的方法。以干式方式提供基础框架后喷涂或直接喷涂保温材料覆盖整个房间。


湿式断热的最大优点是可以通过现场喷涂发泡形成没有间隙的隔热层。但缺点是工期较长,只能由专业人员进行施工,可能会受到楼层及物业等的限制,并且成本很高。
选择合适保温方案
那么,我们现在已经清楚了主要的保温材料种类及其施工的不同,接下来,就需要根据所在区域、房屋的位置及结构进行适合的保温方案制定。施工公司可以提供专业且详尽的方案,这里仅简单叙述要点。
地区的不同
东北地区和南方地区的环境是完全不同的,保温方案也会截然不同。日本根据每个省(县)的气候特点进行了1-8级的区域分化。每个等级均有对应的保温方案标准。
房屋的位置
住宅小区中,整栋楼的中间住户,房屋本身的保温性能会更好。而顶楼、一楼的住户则需要天花板、地板的保温补强措施。中间住户与转角一楼住户的热损失相差近3倍(窗户多的情况下更大)。

*数据来自マスタープラン一級建築士事務所
还需要考虑到季节的影响。夏季,顶楼会很热,因为屋顶接受阳光的照射。一楼则不受此影响,地板受地温冷却,所以凉爽。冬天的情况正好相反,最容易受到阳光照射的顶层相对温暖,但一楼却相对较冷。
施工例
地板的施工

地板的保温施工需要撤去地板,搭建基础框架,并匹配好保温材料的尺寸。木质建筑则需要注意地板与墙壁连接处的气密性施工。


墙壁的施工

墙壁的保温施工与地板施工类似,不过要注意处理好墙壁与天花板、墙壁与地板之间连接处的气密性处理。


天花板的施工

天花板的保温施工也需要搭建木质框架,施工完成后要在框架下铺设防潮膜。

结语
日本住宅的精细化区分了保温材料和施工工法的每一个步骤,力图保障每个人的居住体验,也表达了对可持续发展的美好愿景。匠恒将日本职人的精细化施工引入国内,希望为国内的顾客提供精细化的保温施工体验。