外墙保温技术及节能材料.docx
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外墙保温技术及节能材料
外墙保温技术及节能材料
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。
国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件，把《民用建筑节能设计标准〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列为强制性标准，同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》，对不符合节能标准的项目，不得批准建设。
在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。
但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍—5倍。
北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。
所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。
在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。
所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。
外墙保温按方法可分为三种：
（1）内保温做法，在外墙内侧贴保温板或抹聚苯颗粒胶粉。
但是内保温做法在内外墙交接处、圈梁处等部位会形成“热桥”，出现结露现象。
一旦出现问题，维修时对住户影响较大。
（2）夹心保温做法，把保温材料（聚苯、岩棉、聚氨酯等）放在墙体中间，形成夹心腔。
（3）外保温做法，在墙体外侧增加保温措施。
粘贴聚苯板或现场喷涂聚氨酯等。
外墙外保温体系是应用比较广泛的技术，外保温的热工效率高，不占用室内空间，对保护主体结构有利，可延长房屋的使用寿命，适用于现有房屋的节能改造。
1.外墙内保温
外墙内保温是将保温材料置于外墙体的内侧。
1.1外墙内保温优点：
（1）它对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚高。
纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求，取材方便；
（2）内保温材料被楼板所分隔，仅在一个层高范围内施工，不需搭设脚手架。
1.2外墙内保温缺点：
（1）许多种类的内保温做法，由于材料、构造、施工等原因，饰面层出现开裂；
（2）不便于用户二次装修和吊挂饰物；
（3）占用室内使用空间；
（4）由于圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥。
热损失较大；
（5）对既有建筑进行节能改造时，对居民的日常生活干扰较大。
1.3三种外墙内保温系统
内保温技术中主要应用的是三种系统，它们是：
增强粉刷膨胀聚苯板（EPS）系统、增强粉刷挤塑聚苯板（XPS）系统和石膏型保温粉刷料系统。
（1）膨胀聚苯板系统（以下简称EPS系统）是我国九十年代初从国外引进后在国内和上海大量开发，应用最早最多且最为普遍的一种常规系统。
2003年已编制有该系统的国家建筑标准设计图集03J122。
（2）挤塑聚苯板系统（以下简称XPS系统）：
一种在EPS系统基础上开发的以挤塑聚苯板（XPS板）为保温层材料的新型系统，因采用专用的XPS板而使系统的保温性能有所提高，因完善构造措施而使系统的使用更为可靠。
图1EPS和XPS系统的构造图
（3）石膏型保温粉刷料系统是一种类似于外保温中的“胶粉聚苯颗粒系统”的保温系统，是将水泥基的材料换成了石膏基，并添加胶粉和各种添加剂而制成的一种直接抹在内墙表面，再在面层涂抹一层3mm护面层的保温系统。
图2石膏型保温粉刷料系统构造图
1.4组成材料的性能比较与分析
（1）保温层材料的保温性能与成本分析
相同厚度的保温粉刷料、EPS以及XPS保温性能是逐渐升高的。
保温粉刷料的导热系数为0.090，EPS为0.041，XPS是0.030（单位均为W/（m·k））。
因为外墙装饰厚度在满足保温等各项性能指标的情况，越薄越好。
所以同样保温效果的3种做法，保温粉刷料的造价要高得多。
因为他需要的保温层厚度较大。
还有就是占用室内的空间也相对的对大一些。
根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）中Km≤1.5W/（㎡.K），D≥3.0的要求，如果在其他条件完全相同的条件下，三种材料均需要达到标准的要求，需要选用的材料厚度见表1。
（三种系统的详细热工计算见表2表3及表4）。
另外由热工计算表2、3、4也可以看出，60mm的保温粉刷料的Km值为1.459，而30mmEPS和25mmXPS的Km分别是1.31和1.25，与1.5的要求还有一段距离。
如果以30mmEPS为标准，要达到同样的保温效果，那么所需的保温粉刷料的厚度应为68mm，XPS的厚度为22.5mm。
由此从节约建筑成本的角度也可以看出保温粉刷料也是不经济的选择，68mm的保温粉刷料的成本要远高于30mmEPS板和XPS板系统。
如果是纯板材的价格XPS板要比EPS板材贵，如果全面考虑工艺以及建筑物的造型等因素。
XPS每平方米的价格高出EPS系统约15元左右，而保温粉刷料则要高出EPS系统25元左右。
表1三种材料达标准需要选用的材料厚度
材料名称
保温粉刷料
EPS
XPS
达标所需厚度/mm
60
30
25
对于隔热来讲，主要是看热惰性指标D，而D值与蓄热系数成正比。
在蓄热能力上聚苯颗粒比EPS和XPS大。
但是就整个系统而言，200mm的混凝土的蓄热已经够大，再加外保温层，完全满足节能要求。
这也是国家规范要求墙体综合导热系数和蓄热系数要同时满足要求的原因。
目前的保温粉刷料、eps或xps薄抹灰系统都完全满足要求。
但是，如果墙体的蓄热过大，需要更多的热量来加热墙体，如果房间的使用时间间隔长，如我们冬天开空调，9点开，17点关，那么由于墙体蓄热过大，导致开始的热量都用于使墙体加热，那么要房间内的温度达到舒适，开空调的时间就得延长。
所以在相同保温效果的条件下，保温粉刷料的吸收冷量要远大于EPS以及XPS的保温系统。
也是不经济的选择。
表2EPS外墙的保温节能热工性能计算表
（30mmEPS板）
序
号
墙体系统
构造组合
各层材料的传热系数W/（m·k）
各材料
的厚度
mm
各材料层的热阻值
（m2·k）/W
各材料层的蓄热系数
W/（m2·k）
各材料层的热惰性指标
1
水泥砂浆外墙找平层
0.93
20
0.022
11.37
0.250
2
混凝土框架
1.74
250
0.144
17.2
2.478
3
水泥砂浆内找平层
0.87
20
0.023
10.75
0.247
4
石膏粘结剂与空气层
0.21
3
0.014
2.33
0.033
5
EPS聚苯板保温层
0.041
30
0.652
0.36
0.261
6
粉刷石膏砂浆
0.58
8
0.014
7.78
0.109
7
护面层
0.33
3
0.009
5.28
0.048
8
内饰面涂料层
不计
9
总计
∑L总＝334mm
∑R总＝0.878m2·k/W
10
主墙体部位传热系数Kp（W/m2·k）
0.973
11
热惰性指标D
3.426
12
外墙平均传热系数Km（W/m2·k）
1.31
注：
1、混凝土的导热系数和蓄热值参照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的热工参数；
2、EPS保温板导热系数按照《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ08-206-2002取值：
λc＝λ·a（a＝1.10），蓄热值Sc＝S·a（a＝1.10）；
3、本表是按照内墙为混凝土的结构来计算的，如果实际工程与本表不符应安实际情况另外进行热工计算；
4、表中Km值系按《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ08-206-2002第4.1.2-1款方法计算，如实际工程情况不符合该条款规定，应按该《规程》4.2.1-2款规定的方法另行计算。
5、墙体均采用钢筋混凝土计算，主墙体、圈梁、楼板与构造柱均是同一材料。
表3XPS外墙的保温节能热工性能计算表
（25mmXPS板）
序
号
墙体系统
构造组合
各层材料的传热系数W/（m·k）
各材料
的厚度
mm
各材料层的热阻值
（m2·k）/W
各材料层的蓄热系数
W/（m2·k）
各材料层的热惰性指标
1
水泥砂浆外找平层
0.93
20
0.022
11.37
0.250
2
混凝土框架
1.74
250
0.144
17.2
2.478
3
水泥砂浆内找平层
0.87
20
0.023
10.75
0.247
4
石膏粘结剂与空气层
0.21
3
0.014
2.33
0.033
5
XPS聚苯板保温层
0.030
25
0.758
0.32
0.265
6
粉刷石膏砂浆
0.58
8
0.014
7.78
0.109
7
护面层
0.33
3
0.009
5.28
0.048
8
内饰面涂料层
不计
9
总计
∑L总＝329mm
∑R总＝0.984m2·k/W
10
主墙体部位传热系数Kp（W/m2·k）
0.881
11
热惰性指标D
3.180
12
外墙平均传热系数Km（W/m2·k）
1.25
注：
1、混凝土的导热系数和蓄热值参照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中热工参数；
2、EPS保温板导热系数按照《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ08-206-2002取值：
λc＝λ·a（a＝1.10），蓄热值Sc＝S·a（a＝1.10）；
3、本表是按照内墙为混凝土的结构来计算的，如果实际工程与本表不符应安实际情况另外进行热工计算；
4、表中Km值系按《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ08-206-2002第4.1.2-1款方法计算。
如实际工程情况不符合该条款规定，应按该《规程》4.2.1-2款规定的方法另行计算。
5、墙体均采用钢筋混凝土计算，主墙体、圈梁、楼板与构造柱均是同一材料。
表4粉刷胶粉外墙的保温节能热工性能计算表
（60mm粉刷胶粉）
序
号
墙体系统
构造组合
各层材料的传热系数W/（m·k）
各材料
的厚度
mm
各材料层的热阻值
（m2·k）/W
各材料层的蓄热系数
W/（m2·k）
各材料层的热惰性指标
1
1：
3水泥砂浆外墙找平层
0.93
20
0.022
11.37
0.250
2
混凝土框架
1.74
250
0.144
17.2
2.478
3
水泥砂浆内找平层
0.87
20
0.023
10.75
0.247
4
粉刷胶粉
0.09
60
0.6
1.86
1.228
5
面层砂浆
0.33
3
0.009
5.28
0.048
6
内饰面涂料层
不计
7
总计
∑L总＝313mm
∑R总＝0.798m2·k/W
8
主墙体部位传热系数Kp（W/m2·k）
1.055
9
热惰性指标D
3.26
10
外墙平均传热系数Km（W/m2·k）
1.46
注：
1、混凝土的导热系数和蓄热值参照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中的热工参数；
2、XPS保温板导热系数按照《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ08-206-2002取值：
λc＝λ·a（a＝1.10），蓄热值Sc＝S·a（a＝1.10）；
3、本表是按照内墙为混凝土的结构来计算的，如果实际工程与本表不
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