建築外牆飾板構造及設計工法

第二章規範與文獻回顧

第一節建築外牆飾板構造及設計工法

壹、建築外牆隔熱飾板之定義：

建築外牆隔熱飾板是指貼附於建築物外牆上非承重外牆立面，也就是貼附在既存外牆或框架上之非承重立面，以濕式貼著飾面、粉刷飾面之飾材或飾材乾掛飾面等工法黏著或設置於外牆構造體之建築材料。但不包括帷幕牆，因帷幕牆屬架構於建築物之非承重外牆構造，非屬外牆飾材。建築技術規則建築設計施工篇第一條規定：「外牆：為建築物外圍之牆壁」、「承重牆：承受本身重量及本身所受地震、風力外並承載及傳導其他外壓力及載重之牆壁」，本研究之範圍主要係針對材料應用於外牆隔熱飾板之防火性探討，因此非屬結構性能之牆體［3］。建築物造成空調能耗之主要熱負荷來源包括：「室內發散熱負荷」、「新鮮外氣熱負荷」及「建築外殼熱負荷」。其中「建築外殼熱負荷」則是由建築牆體、

屋頂、透光開口部位流入室內的熱量。其中，屋頂與牆體的隔熱性能及開窗部位的遮陽性能是上述三大因素中，可透過建築外殼熱性能來抑制經由屋頂面、玻璃面與牆壁以熱傳透方式進出的熱流［4］。依據內政部建築研究所-外牆節能技術指南草案［5］牆外節能設計手法分為五大類型，分別為：1.建築造型遮陽；2. 遮陽構件；3. 開口率控制；4. 開口部通風；5. 隔熱構造與材料。如表 1.1 所示。

表 2-1 外牆節能設計手法分類

（資料來源：內政部建築研究所，外牆節能技術指南草案）

其中，外牆節能設計手法 M 隔熱構造與材料 RS-M02 隔熱牆體構造之節能特性主要與壁體的熱傳透率（Ｕ值）有關，就外牆構造之熱傳透率而言，12 cm 厚的 RC 外牆 U 值高達 3.78 W/（m².K），而有良好隔熱層鋁金屬帷幕牆可在 0.71 W/（m².K)以下，可知 RC 外牆既笨重且其隔熱效能不佳，外牆構造應以減少外熱侵入為必要條件，因此建築物外牆需增加隔熱性能與降低日射吸熱，有加裝隔熱材可以有良好之節能外牆，如綠色魔法學校之節能外牆構造（圖 2-1）［

6］。

圖 2-1 岩棉隔熱材

（資料來源：綠色魔法學校）

依據美國建規範 ASTM 定義，外牆外隔熱系統是一種非承重的外牆覆蓋系統，

由美國能源部支持橡樹嶺國家實驗室進行研究，證實相對於磚塊，灰泥及水泥纖維板是為控制熱和濕度表現最好的覆層［7］。

貳、外牆隔熱飾板的類型與構造工法

一般常見的外牆隔熱原理為利用隔熱材與空氣層區隔內外牆以隔絶外界熱量進入，也就是在牆面加上熱傳導係數較低的隔熱材料，增加牆體的熱阻值，以達到炎熱的夏季外面的熱氣不會傳到室內，而冬季室內的溫度不會散失到外面。

一、外牆隔熱飾板的節能類型：依隔熱材料設置位置的不同，其類型可分為外牆內隔熱及外牆外隔熱［8］。

1. 外牆內隔熱：將隔熱飾板設在外牆的內側，這種方法因是在室內做隔熱，所以對隔熱系統的防水性、耐候性的技術要求較不高，因此面飾材的選擇較為多樣，如壁紙、各類板材或粉刷等等。施工範圍被樓板分隔，僅在一個樓高的牆面施作，也就大大降低施工的難度與成本。其缺點在於：因材料或施工的問題，表面易出現裂縫，室內需吊掛時可能有較大的限制，且因隔熱系統放置於室內，也會佔用室內的使用空間。另一個較麻煩的問題為熱橋的存在，

由於外牆没有隔熱材料包覆的部份，當室內外溫差大、冷熱空氣頻繁接觸時，

而牆體隔熱保溫導熱不均勻的時候，則會造成房屋內如牆板的接縫、牆角等處結露、發霉甚至滳水等熱橋現象（圖 2-2）【8】。

圖 2-2 熱橋現象

（資料來源：http://www.perma‐stone.com/merit.html）［9］

2. 外牆外隔熱：將隔熱飾板放置於建築外牆的外側以達到隔熱的目的，適用範圍較廣，其優點為：（1）避免熱橋效應，因為隔熱飾板設在牆體的外側，梁柱等構造都有包覆，可防止這些部位結露而產生熱橋現象；（2）適用範圍較廣，新建的建築物或舊有建築外牆改善都可應用；（3）因隔熱飾板架設於外

牆的外側，可以減少外界溫度、濕度及紫外線等等大自然造成牆面局部收縮變形或產生裂縫，延長建築物結構的使用壽命。其缺點是生產技術、品質要求及施工成本較為嚴格及昂貴。

二、建築物外牆外隔熱飾板工法：

外牆外隔熱飾板其節能工法依空氣層的有無可分為二種，如下圖所示（圖 2-3、圖 2-4）：

1. 通氣層工法：組成是在隔熱飾板與既有牆體間留設空氣層，其原理為在外牆底部及上方設置通氣口，太陽照射加熱後在透氣層會形成空氣對流，熱空氣藉由上方通氣口排出。對於居住空間可藉由外牆的傳導大幅降低冷熱，冬暖夏涼。此外也可隔絕濕氣的傳遞，不會有壁癌的問題［10］。

2. 密著工法：即隔熱飾板以建築黏貼膠泥貼附於建築外牆牆面上，歐洲普偏使用此工法，甚至隔熱材料如聚氨酯（PU）通過耐候性試驗、防水試驗及抗風壓試驗、防火試驗等等安全測試，直接貼附於既有外牆上即可作為節能裝飾板（圖 2-5）。

圖 2-3 通氣層工法

（資料來源：本研究繪製）

原有牆體

隔熱材料

外牆材料

圖 2-4 密著工法

（資料來源：本研究繪製）

圖 2-5 澳洲墨爾本建築物 PU 節能外牆實例

（資料來源：永詳有限公司）

三、外牆隔熱飾板之材料組成：

外牆隔熱飾板主要由原建築牆體、隔熱層、保護層及面飾層組合而成。目前各國廣泛採用的隔熱材料主要有無機材料及有機材料（如圖 2-6）二大類，其中常用的有機隔熱材料主要有發泡聚苯乙烯（expanded polystyrene，EPS）、擠塑聚苯乙烯（XPS），酚醛板、石墨聚苯板及聚胺酯（polyurethanes，PU）等有機隔熱材料，其優點是質輕、保溫、隔熱性好，但最大的缺點是易燃燒防火性差，

燃燒時烟霧大、有毒性。特別是 EPS 及 XPS 耐火性極差，在 80°就產生熔融變形滴落，雖隔熱保溫效果很好，但火災安全上存在著隱憂。