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          絕熱材料在夏熱冬冷地區住宅建筑節能中的應用

          時間:2017-10-26 14:24:00 來源:中國破碎機網 添加人:[db:作者]

            能源技術絕熱材料在夏熱冬冷地區住宅建筑節能中的應用彭昊,于航(同濟大學暖通空調及燃氣研究所,上海,200092)在結合相關的節能規范和絕熱材料的調查基礎上,分析了我國建筑行業中絕熱材料的應用現狀,特是在住宅建筑外墻外保溫和內保溫中的應用,并提出了幾點建議。

            建筑節能包括改善圍護結構保溫隔熱性能以及加我國正處于建筑業發展的快速發展時期。統計顯示:全國城鎮新建住宅面積2002年為598億m2,2003年城鎮竣工住宅面積約6億m2,2004年新建住宅面積增至7億m2,這比所有發達國家一年建成的房屋建筑面積的總和還要多。根據世界銀行的預測,我國的住宅面積今后還會以每年竣工16-19億m2的速度增長。與此同時,建筑能耗占全國總能耗的比例也從27 6快速上升到33以上。現在我國每年建筑能耗約為2 5億t標煤,每1m2建筑面積的能耗為美國的4 -倍。在建筑節能技術中絕熱材料的應用是重要組成部分,中國節能技術政策大綱對此都有明確要求"積極開發、利用發泡聚苯乙烯、巖棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖及各種高效保溫材料". 1建筑絕熱材料的應用現狀強供熱采暖和空調制冷系統設計和運行管理、提高用能設備的整體效率這兩個主要途徑。根據歐美發達國家的經驗,在住宅保溫上每用It巖(礦)棉制品,每年可以節約的能源相當于It石油或2 5-37t標煤。夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準指出節能標準所要求的建筑節能50中,25需要通過改善圍護結構熱工性能來實現。

            衡量建筑圍護結構保溫隔熱性能的主要指標就是圍護結構傳熱系數,我國現行標準指標較國外發達國家還有一走差距,如表1.在建筑的保溫與隔熱工程中,根據應用部位的不同,常用的絕熱材料包括有巖礦棉制品、玻璃棉制品、膨脹珍珠巖制品、膨脹蛭石制品、泡沫玻璃、硅酸鈣絕熱制品、硅酸鹽復合漿料、聚苯乙烯泡沫板(含EPS和XPS)、硬質聚氨酯泡沫塑料復合絕熱制品(如金屬面夾芯板、鋼絲網架夾芯板、各種三明治板及現場復合的各表1國內外建筑圍護結構的極限傳熱系數/Wm  類復合結構)等。現以住宅建筑為例,介紹絕熱材料在建筑圍護結構的外墻、屋頂、門窗3個部位的應用。

            1.1外墻外墻外保溫可以避免熱橋、節約室內居住面積,而且比較內保溫節能30,采用外墻外保溫隔熱技術使建筑節能率一般可以達到45 45.因此墻體外保溫得到國家的重點推廣。我國常見的幾種墻體外保溫系統的基本構造和特點如表2.不同的外墻外保溫系統的保溫層厚度由所處的地域氣候、基層墻體類型、外窗的傳熱系數以及建筑的體型系數決走。以上海為例,表3列出了幾種外墻外保溫保溫層小應用厚度。

            目前,膠粉聚苯顆粒保溫漿料的應用較為廣泛,但很難達到節能50的要求。采用聚苯板的外墻外保溫體系則可以穩走達到節能50的效果;尤其是EPS外墻外保溫系統已經過了歐美國家30多年的實踐應用的檢驗,也是我國目前已制走專項標準的外墻外保溫體系(膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統G149-2003)。目前,一些地方已出臺了外墻外保溫施工技術規程,如北京市外墻外保溫施工技術規程(聚苯板玻纖網格布聚合物砂漿做法)DBL/T01-38-2002,北京市外墻內保溫施工技術規程(膠粉聚苯顆粒保溫漿料玻纖網格布抗裂砂漿做法)DBL/TO1-60-2002等,這些標準都對整個系統、粘結劑、保溫材料、抹面膠漿和耐堿網布的性能提出了明確要求,規范了外墻外保溫體系的應用施工,無疑也將加快外墻外保溫體系的推廣及應用。

            內保溫外墻內保溫墻體的施工技術相對簡單,我國已建造的8000萬m2節能住宅中90左右采用內保溫。但實際使用中暴露出了內保溫的諸多弊端:①難以消除"冷熱橋";②占用建筑使用面積;③影響室內空氣品質;④內保溫塊材易發生裂縫;減少建筑使用壽命。

            內保溫所采用的保溫方式主要為保溫砂漿、保溫表2外墻外保溫系統的基本構造和特點外保溫系統基本構造(從左至右符合由里至外的順序)特點粘結層保溫層保護層飾面層聚苯板薄抹灰系統粘結劑(聚合物水泥砂漿),必要時輔助機械錨固聚苯乙稀泡沫塑料板聚合物抹面砂漿+耐堿型玻璃纖維網格布+聚合物抹面砂漿彈性防水涂料(必要時以飾面磚代替)成本較低,保溫性能較佳,EPS板適用面廣;施工較復雜,系統內部易有空腔膠粉聚苯顆粒保溫漿料系統界面砂漿膠粉聚苯顆粒保溫漿料(高度< 30m時,按一般做法;高度>3m時,按加強做法)聚合物改性水泥抗裂砂漿+耐堿玻纖網格布+高分子乳液防水彈性底層涂料柔性耐水膩子成本低廉,保溫、耐火、耐水、耐凍融、抗裂性好;保溫層較厚,施工較復雜聚氨酯外墻保溫板系統專用粘接劑聚氨酯外墻保溫板嵌縫批平刮膏+面層涂料保溫性能好;施工相對較復雜,造價貴聚氨酯噴涂外墻保溫系統聚氨酯底漆聚氨酯保溫層+界面劑砂漿+膠粉聚苯顆粒找平聚合物抹面砂漿+耐堿型玻璃纖維網格布+聚合物抹面砂漿柔性膩子+面層涂料施工快捷,保溫、防水、密封效果極好;技術要求較高,成本高昂1且易燃表3上海市外墻外保溫層材料小應用厚度/ram基層墻體保溫材料小應用厚度膨脹聚苯板擠塑聚苯板膠粒聚苯顆粒保溫砂漿聚氨酯保溫砂漿半硬質礦棉板240多孔粘土磚墻混凝土多孔磚墻240八孔磚190八孔磚190六空磚鋼筋混凝土墻制品粘貼、保溫板桂裝這三種,如。其中應用多的是抹保溫砂漿,包括有膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、復合硅酸鹽保溫砂漿、稀土復合保溫砂漿、膨脹珍珠巖、雙灰粉保溫砂漿。保溫板主要采用礦(巖棉和聚苯板。2004年建設部頒布的外墻內保溫板中推程的有增強水泥聚苯保溫板、增強石膏聚苯保溫板、聚合物水泥聚苯保溫板、發泡水泥聚苯保溫板、水泥聚苯顆粒保溫板。以上海為例,外墻內保溫保溫層小應用厚度見表4.夾芯保溫即是將輕質保溫材料布置在兩基本等厚的密實材料中間,大多應用于二至三層的低層磚混結構承重外墻,或高層框架結構體系的外圍護與保溫非承重墻。夾芯保溫通常有兩種方式:①在墻體夾層內填充玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料(或現場發泡)等保溫材料;②鋼絲網架夾芯板墻體(泰柏板、舒樂板)、復合彩鋼夾芯板墻體或幕墻,保溫夾芯材料主要是發泡聚苯乙烯塑料(EPS)、聚氨酯發泡塑料(PU)、巖棉和玻璃棉這幾種。

            夾芯保溫在我國住宅建筑中應用極少。但由于具備自重輕、外型美觀大方、安裝施工快捷等特點,它在大型公共建筑、商業建筑和廠房上應用曰益增多,如復合彩鋼夾芯板材。上海宜家家居商場外墻主要采用的就是復合彩鋼夾芯板幕墻。

            1.2屋頂在國外,聚苯乙烯泡沫、硬質聚氨酯被大量應用在屋面保溫絕熱。在我國,屋面保溫多采用水泥蛭石及水泥憎水膨脹珍珠巖。從保溫效果考慮,建議采用保溫板,如EPS板、高密度膨脹聚苯板、XPS板、半硬質玻璃棉板、泡沫玻璃保溫板、聚氨酯泡沫塑料。倒置屋面是近年興起的屋頂保溫方式,即將防水材料設置在結構層之上、保溫層之下。給出了常規屋面保溫同倒置屋面的區。該保溫方式能有效延長防水材料使用壽命并解決屋面漏水問題。XPS板由于其持久的保溫性能、極強的憎水和抗壓能力,是目前公認的用于倒置屋頂的佳保溫材料。上海住宅建筑圍護結構節能應用技術規程更是明文規走倒置式保溫平屋面的保溫層材料應采用XPS板。此外新興的聚氨酯硬泡體材料整體式現場噴涂用于屋頂,在絕熱保溫的同時又可實表4上海市外墻內保溫層小應用厚度/mm基層墻體保溫材料小應用厚度保溫砂漿抹灰保溫制品內貼保溫板掛裝膠粉聚苯顆粒保溫砂漿稀土復合保溫砍漿硬質礦棉板石膏玻璃棉板增強水泥聚苯板半硬質礦棉板240多孔粘土磚墻混凝土多孔磚墻240八孔磚190八孔磚190六空磚鋼筋混凝土墻現防水(聚氨酯硬泡體防水保溫工程技術規程)。從應用要求來看,表觀密度大于500kg/m3,易腐蝕的和單一的松散保溫材料如膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、爐渣、礦渣棉、巖棉不宜用于屋面保溫。

            1.3門窗以采暖為例,門窗的傳熱耗熱量與滲透耗熱量約占圍護結構傳熱耗熱量的一半左右,這足以說明保溫門窗在建筑節能中的重要。因此北方的門窗節能的的關鍵在于提高氣密性和傳熱熱阻,絕熱材料的使用集中在:①陽臺門,傳熱系數不符合要求的戶門內加貼聚苯板、巖(礦)棉板等;②窗墻間、門墻間等縫隙設置耐久的彈性密封條或密封膠,多為橡膠、橡塑和泡沫塑料制品;③鋁塑、鋼塑、木塑等復合型窗框和PVC塑料窗。

            而在南方炎熱地區,門窗節能重心在遮陽(夏熱冬冷地區設置活動式遮陽較合理),主要是通過中空玻璃、鍍膜玻璃、百葉窗、遮陽板等措施來實現。

            2幾點建議隨著我國節能意識的不斷提高和能源的持續緊張,絕熱材料行業在建筑行業的發展空間更加廣闊。2004年我國的絕熱材料產量估計超過200萬t,但人均占有量超不過2kg,較世界人均占有量4kg仍有一走差距;與國外相比,在產品結構、生產工藝、產量、質量、應用技術等方面都有一走差距。這也充分說明我國絕熱材料的市場發展潛力巨大。西方發達國家自1973年世界性石油危機以來不斷修訂建筑標準,如丹麥修訂過6次,英國、法國、德國等國家修訂過4次,其建筑圍護結構熱工性能已提高34倍。我國建筑節能相關政策法規還不盡芫善,覆蓋面不全;其次,建筑節能規范的更新修訂跟不上國家經濟的快速發展,相關節能強制性規范執行力度不夠。據統計,中國現有的城市房屋建筑中僅有2.1達到中國建筑部關于采暖建筑節能的設計標準,即在中國430多億m2的建筑中,98都屬于高能耗建筑;即使是新建筑,也有95以上仍是高能耗的。我國的建筑用絕熱材料僅占總量的10左右,而在歐美則有80之多。今后在芫善絕熱材料的相關法規的同時,必須加強建筑節能的監管,切實做到有"規"可依,違"規"必究。同時設立必要的獎懲機制,推動全社會節能工作的開展。

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