节能材料复习.docx

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节能材料复习

1、绝热玻璃

镀膜玻璃、

•主要性质

–单向透象性

–良好的隔热性能

•品种划分

–按使用功能划分，品种繁多。

–在建筑中，用得较多的是阳光控制镀膜玻璃和低辐射玻璃。

阳光控制镀膜玻璃、

•是一种能把太阳的辐射热反射和吸收的玻璃。

•按照玻璃整个光通量的吸收系数A与反射系数B的大小，可分为热反射玻璃和吸热玻璃。

–S＝A/B

–S＞1，吸热玻璃

–S＜1，热反射玻璃

热反射玻璃与吸热玻璃的区别、

•前者的太阳光直接反射比大于直接吸收比

•后者的太阳光直接反射比小于直接吸收比。

•有的膜层既具有反射太阳辐射热的功能又具有吸收太阳辐射热的功能，这种玻璃称为阳光控制玻璃或遮阳玻璃。

Low-E玻璃选用、

–高透型Low-E玻璃,遮阳系数Se≥0.5,对透过的太阳能衰减较少。

•适用以采暖为主的北方地区。

–遮阳型玻璃，Se＜0.5,对透过的太阳能衰减较多。

•适用与空调制冷的南方地区。

提高中空玻璃性能的途径、

•使用Low-E玻璃，降低辐射传热系数。

•改善间隔层的隔热性能

–合理中空玻璃厚度应为12mm-15mm左右。

•选用合理的中空玻璃边部密封材料和边框材料

2、Polyurethanefoam

聚氨酯泡沫塑料分类、

v按所用原料不同，可分为聚酯和聚醚两大类。

›聚醚型泡沫塑料柔软、回弹性好

v在耐水解、电学性能方面优于聚酯泡沫。

›聚酯型泡沫塑料拉伸强度高，耐油、耐溶剂与耐氧化性好

v其力学性能、耐温性、耐油性优于聚醚。

聚醚型泡沫塑料、按发泡方式不同，又可分为块状、模塑和喷涂泡沫

聚醚型硬质聚氨酯泡沫塑料、

›硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料对柴油、汽油、松节油、苯、甲苯、四氯化碳、邻二氧苯、饱和盐水、氢氧化钠溶液以及甲醇、乙醇、丙酮的耐受性能好

›但对浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸的耐受性能较差。

聚醚型软质聚氨酯泡沫塑料、

›软质聚醚型聚氨酯泡沫塑料对盐水、肥皂水、50%的氢氧化钠溶液、10%的碳酸钠溶液、34%的氨水耐受性能良好。

›对丙酮、氯仿的耐受性能较差。

›在机油、汽油、苯和二甲苯等溶剂中微涨，但干后能恢复原状。

聚氨酯硬泡、定义

›以A组分料和B组分料混合反应形成的具有防水和保温隔热等功能的硬质泡沫塑料，称为聚氨酯硬质泡沫，简称聚氨酯硬泡。

›A组分料

vA组分料是指由组合多元醇（组合聚醚或聚酯）及发泡剂等添加剂组成的组合料，俗称白料。

A组分料是形成聚氨酯硬泡的必要原料之一。

›B组分料

B组分料是指主要成分为异氰酸酯的原材料，俗称黑料。

B组分料也是形成聚氨酯硬泡的必要原料之一。

硬质聚氨酯泡沫塑料本身属于可燃物质，抗火性能差。

聚氨酯泡沫塑料耐高温性差

聚氨酯硬泡外墙外保温系统、

v定义

›由聚氨酯硬泡保温层、界面层、抹面层、饰面层或固定材料等构成，形成于外墙外表面的非承重保温构造的总称。

聚氨酯硬泡施工方式：

喷涂法、浇注法、干挂法、粘贴法。

3、greenmaterials

要求节能标准在20世纪80代初的砖混结构多层住宅，达到热舒适效果，同时节能50%。

•围护结构

–指建筑及房间各面的为围挡物

–分不透明和透明两部分

•不透明围护结构，如墙，屋顶和楼板，etc.

•透明围护结构，有窗户，天窗和阳台门etc.

–按是否同室外空气直接接触，可分为外围护结构和内围护结构

–外围护结构指同室外空气直接接触的围护结构，如外墙，屋顶，外门和外窗etc.

–内围护结构指不同室外空气直接接触的围护结构，如隔墙，楼板，内门和门窗etc.

•严寒地区、必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热

•寒冷地区、应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热

•夏热冬冷地区、必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温

•夏热冬暖地区、必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温

•温和地区、部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热

绝热材料

–指导热系数一般小于0.23W/（mK）

–通常绝热材料是一种质松，多孔，导热系数小的材料

保温材料

–指导热系数小于0.14W/（mK）

高效保温材料

–指导热系数小于0.05W/（mK）

•保温材料

–冬天为防止由室内向室外传热的绝热材料

•隔热材料

–夏天为隔离太阳辐射能和室外高温影响的材料

•保温与隔热

–定义上的不同

•保温指冬天为防止由室内向室外传热，从而使室内保持适当温度的能力。

•隔热指夏天为隔离太阳辐射能和室外高温影响，从而使内表面温度保持适当水平的能力。

–传热过程不同

•保温指冬季传热过程，通常按稳定性传热来考虑，同时考虑不稳定传热的一些影响。

•隔热指夏天传热过程，通常以24h为周期的周期性传热来考虑

–评价指标不同

•保温性通常用传热系数值或者传热阻值来评价

•隔热性通常用夏季室外设计温度条件下（即较热天气）围护结构内表面最高温度值来评价

–构造措施不同

•保温，采用保温材料围护结构，屋顶复合构造或直接采用复合墙体

•隔热，采用能反射太阳辐射能的材料与围护结构，屋顶复合构造

导热系数（ThermalConductivity）

–指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1h内，通过1m2

面积传递的热量，用λ表示，单位为W/（mk）

–影响λ因素

•材料组成结构，密度，含水率，温度

•材料含水率，温度低，λ较小

•非晶体结构密度较低，λ较小

–传热系数（HeatTransferCoefficient）

–指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温度为1度（K，℃），1h内通过1m2面积传递的热量，用k表示，单位为W/（m2k）

–热传阻（Heattransferresistance）

–用R0表示，是传热系数k的倒数

–单位为m2k/W

–围护结构的传热系数k值越小，或热传阻R0越大，保温性能越好

–单一材料的保温性能以导热系数λ衡量

–围护结构的保温性能以传热系数k衡量

热桥

–建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集，内表面温度较低的区域，这些部位成为传热较多的桥梁

–有时也可称为冷桥，通常指处于外墙和屋面等防护结构中的钢梁混凝土或金属梁，柱，肋等部位

外墙保温技术形式

–外墙外保温：

将保温材料置于外墙体外侧的保温技术

–外墙内保温

将保温材料置于外墙体内侧的保温形式

–夹芯保温

将保温材料置于外墙体内外侧墙片之间

绿色土木工程材料与传统土木工程材料

–传统土木工程材料

指具有长期生产和使用历史的土木工程材料，如钢材、水泥等，一般认为不是绿色土木工程材料

–绿色土木工程材料

传统土木工程材料经过改造后（如采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术、在生产过程中未使用和包含对人体和环境有害的污染物质、生产所用原料尽可能少用天然资源等）具有满意的使用性能和优良的环境协调性，也可视为绿色土木工程材料

绿色土木工程材料与节能土木工程材料

–节能土木工程材料

相对于传统土木工程材料在能源、资源消耗、环境污染和材料性能、功能等方面的发展而提出的

–绿色土木工程材料

包含了节能土木工程材料在生产过程节能、利废、环保的要求和实用功能上的创新与提高，同时上升到材料生命周期和可持续发展的更高科学境界

4、rockwool

岩棉、特点

•密度小，导热系数低、不燃、吸声效果好的特点

•具有一定的弹性、柔软性，施工也比较简便。

•绿色建材岩棉不含石棉等对人体有害的物质，可安全使用

•适用范围广

矿渣棉及其制品具有一定的吸水性，但水不会渗入纤维内。

•长纤维矿渣棉

–用于振动部位时，应注意压紧、填实。

–有水湿及油脂渗漏的部位均不应采用。

•普通矿渣棉

–使用时应注意压紧、填实。

–有水湿及油脂渗漏的部位均不应采用。

5、XPS

聚苯乙烯泡沫塑料的物理性质、陈化时间：

自然条件≥42d，蒸汽≥5d

XPS具有完美的闭孔蜂窝结构，这种结构让XPS板有极低的吸水性（几乎不吸水）、低热导系数、高抗压性、抗老化性（正常使用几乎无老化分解现象）。

XPS挤塑板的性能特点

优良的保温隔热性

v具有高热阻、低线性、膨胀比低的特点

v其结构的闭孔率达到了99%以上，形成真空层，避免空气流动散热，确保其保温性能的持久和稳定.

v相对于发泡聚氨酯80%的闭孔率,保温性能明显优于前者。

v实践证明20mm厚的XPS挤塑保温板，其保温效果相当于50mm厚发泡聚苯乙烯，120mm厚水泥珍珠岩。

挤塑板与不同保温隔热材料的热导率和吸水率的比较

材料

挤塑聚苯乙烯（XPS）

发泡聚苯乙烯（EPS）

喷涂式聚合氨酯（SPU）

膨胀珍珠岩

加气混凝土

热导率/（W/（m.k））

0.028

0.045

0.03

0.077

0.22

吸水率/%

0.05～0.15

≤6

≤3.0

110～130

----

膨胀聚苯板绝热原因

膨胀聚苯板由完全封闭的多面体蜂窝构成，蜂窝直径为0.08～0.15mm,蜂窝壁厚0.001mm.

EPS为98%空气和2%聚苯乙烯组成。

截留在蜂窝内的空气是一种热的不良导体，因而对EPS的热绝缘（绝热性能）起决定性作用。

与含有其他其他的泡沫塑料不同，空气长期留在蜂窝内，所以绝热效果不变。

影响膨胀聚苯板尺寸稳定性的主要因素

膨胀聚苯板尺寸变化可分为热效应和后收缩。

›后收缩是指由于聚苯板中残留发泡剂向外扩张而导致的进一步的尺寸变化。

v对于膨胀聚苯板，尤其重要的是考虑可能发生的模制后收缩，以防止板与板之间收缩间隙。

v所以板材一般是应在残留模制后收缩值低于0.3%时才能安装使用。

影响EPS导热系数的主要因素

›含水量

每吸收1%体积的水，导热系数上升3%－4%

›厚度

EPS厚度减少，热辐射的透过率上升，当厚度低于10mm尤其显著。

›温度

随着环境温度下降，导热系数（λ值）也随之下降。

›密度

由于传导与辐射在不同程度上随制件的密度而变化。

v当EPS密度过大或过小时，导热系数都会上升。

v在常温下，当EPS的密度为30～40kg/m3,导热系数最低。

EPS:

对一定密度的膨胀制品而言，珠粒间的熔结越好，水蒸气的扩散阻力也就越大，吸水率也就越好。

6、玻璃棉

–具反射面的外覆层，发射率应不大于0.03

按外覆层分类

–无外覆层制品

–具有反射面的外覆层制品

–这种外覆层兼有抗水蒸气渗透的性能，如铝箔及铝箔牛皮纸等。

–具有非反射面的外覆层制品

–这种外覆层可分

–抗水蒸气渗透的外覆层，如PVC，聚丙烯等。

–非抗水蒸气渗透的外覆层，如玻璃布等

燃烧性能（不燃）

–对于无外覆层的玻璃棉制品，要求达到GB8624-2006中的A2级。

–带外覆层玻璃棉制品，燃烧性视使用部位，由供需双方商定。

玻璃棉的特性

–热导率低，保温性能好

–无论在高温、低温环境中均能保持良好的保温隔热效果。

–吸声性能好

–通过细微的玻璃纤维和声波之间的摩擦，对中低频到高频的各种噪声均能有良好的吸声效果。

–防火、无毒、使用安全

–不易燃烧，绝无有毒气体产生，防火测试良好，使用安全。

–防腐、抗老化

–为无机材料，不腐、不老化、不受化学物品的腐蚀损坏，不会被动物虫类蛀食，

在强温度变化下，不会膨胀或收缩、

–弹性好、不变形

纤维采用稳定排列，对任何方向的压力有足够的弹性恢复力，不会因为撞击或者振荡变形

玻璃棉制品使用注意

•玻璃棉制品吸水性强，故不宜露天存放。

•室外工程不宜在雨天施工，否则应采用相应的防水措施。

•其他与岩矿棉及其制品要求相同。

7、窗框材料

•与铝合金窗、玻璃窗相比具有的优势

8、酚醛泡沫

酚醛泡沫塑料性能分析（书本p69-70）

⏹除泡沫塑料的一般优点外，酚醛树脂泡沫的优点是成本低

•其成本仅相当于聚氨酯泡沫的2/3。

⏹阻火性能优良

•在火焰直接作用下具有结炭、无滴落物、无卷曲、熔化现象。

•经火焰燃烧后，在表面形成一层炭化膜，可有效保护其内部的泡沫结构免受进一步破坏。

•保温性能优良

⏹酚醛泡沫具有封闭均匀的闭孔结构，热导率低，绝热性能与聚氨酯相当，优于聚苯乙烯泡沫。

•适用范围大

⏹短期内可在-200℃～200℃下使用

⏹与聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料相比，高温稳定性好

⏹可在140～160℃下长期使用

⏹优于聚苯乙烯泡沫（80℃）

⏹聚氨酯泡沫塑料（110℃）

⏹在200℃时不变形，在-50℃无收缩。

•尺寸稳定，变化率小

⏹燃烧性、明火不燃

⏹热导率W/（m.K）0.025～0.040

酚醛泡沫塑料缺点

⏹密度低（低于0.064g/cm3）时，质脆

⏹泡沫开孔率大的制品容易吸收水分，在无蒸气隔层的情况下，不能用作低温隔热材料。

酚醛树脂泡沫使用注意（书本P70）

•酚醛树脂泡沫塑料难于机械加工，但用高分子黏结剂可将其与木材、塑料或者金属连接。

•针对酚醛泡沫的特点，采用湿法粘结、留空气层、罩面的做法

•酚醛泡沫板与墙体之间利用强度高、耐水性好的无机粘结剂进行粘结。

•罩面采用强度高、收缩小、软化系数高的石膏类材料。

•酚醛泡沫板已应用于北京、内蒙古等地的外墙内保温工程，达到理想效果。

9、加气混凝土

•加气混凝土制品品种规格

–水泥、矿渣、砂加气混凝土

•产品基本稳定，但需选用525号水泥，水泥用量比较多（用110kg/m3水泥），产品价格偏高。

–水泥、石灰、粉煤灰加气混凝土

•特点可大量利用工业废料，又可减少水泥使用量，产品成本较低。

•在制品密度不增加和少增加的情况下，可提高制品强度。

•技术性能（书本P214）

–加气混凝土密度一般以绝干状态为准

–国内外通常以加气混凝土绝干密度表示加气混凝土的制品等级。

计算公式

λ＝λ0（1+αWZ）

式中λ－－不同含湿率WZ时的热导率

λ0－－绝干态时的热导率

α－－含水率的修正系数。

密度为500kg/m3的矿渣砂加气混凝土的α＝0.32

加气混凝土不同含湿率时的热导率（λ）、30、0.23

加气混凝土的性能（书本P215-p216）

–碳化、干湿循环和长期强度

•碳化和长期强度

–加气混凝土自然碳化时二氧化碳的浓度极低（0.03%），抗压强度下降很小，在一般空气情况下，加气混凝土的长期强度一般并不降低。

•干湿循环

–在自然条件下，加气混凝土制品出现的收缩裂缝现象，主要是由于干湿循环引起制品的胀缩而产生的应力不均匀所致。

–所以在加气混凝土外墙面进行饰面处理，对于提高制品耐久性具有重要意义。

–抗冻性

•加气混凝土的抗冻性和制品的含湿率有关

•当重量含湿率在30%～35%以下时，加气混凝土是一种完全抗冻的材料。

•在上述一些部位，应采取防潮措施，避免局部积水，以防止冻融损坏。

–盐析

•矿渣砂加气混凝土的盐析较重，粉煤灰加气混凝土的盐析较轻。

•对加气混凝土进行饰面和憎水处理，有利于防止盐析。

–耐酸耐碱性

•加气混凝土土制品的应用，如无切实有效的防护措施，不得用于酸、碱浓度过高的介质部位。

–耐热性

•加气混凝土受热后，在600℃以下时，抗压强度有所增加。

•在600℃以上时，抗压强度急剧下降，制品龟裂严重，并显著收缩。

•故在高温干燥的环境中长期使用，需采用隔热保护措施，否则不宜使用。

–耐火性

•加气混凝土是一种不燃材料，它的热传导性低，热迁移慢，在高温下不产生有害气体，具有良好的耐火性能。

•蒸压加气混凝土砌块不得用于建筑物标高±0.000以下的部位或长期浸水或经常受干湿交替的部位。

•不得用于受酸碱化学物质侵蚀的部位和制品表面温度高于80℃的部位。

•对现浇混凝土浇水养护时，不能长时间流淌，避免发生砌体浸泡现象。

•砌块墙体宜采用粘结性较好的专用砂浆砌筑，也可用混合砂浆，砂浆的最低标号不宜低于M2.5。

–在寒冷和严寒地区的外墙应采用保温砂浆，不得采用混合砂浆砌筑。

其主要区别在于制作加气混凝土板材时，根据板的不同用途，按结构、构造要求，需在板内配置不同数量的钢筋网片,以提高板材的抗弯强度。

蒸压加气混凝土板、属于不燃材料

蒸压加气混凝土板使用注意

•在我国寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，加气混凝土砌块及板材是可以满足建筑节能50%要求的单一外墙体材料。

•但对于严寒地区还必须同时使用绝热材料才能满足建筑节能50%的要求。

•注意提高产品的抗压强度并降低干燥收缩值。

•优质嵌缝腻子和抹面砂浆的运用。

10、节能门窗1

影响节能因素（材料P62-P64）

–通过门窗框材料及玻璃传导的热损失

–门窗框材料与玻璃的辐射热损失

–门窗缝隙造成的空气对流损失

–窗墙比与朝向

节能要求（材料P64）

–对室内外热流和气流的控制能力上

–主要性能指标是

•保温性能（传热系数）

•隔热性能（遮阳系数）

•阳光得热系数（太阳光获得系数）

•气密系数（单位缝长空气渗透量）

•采光性能（透光折减系数）

•凝露性能

•寒冷地区低传热系数和高太阳光获得系数

•夏热冬暖地区低遮阳系数和低太阳光获得系数

•夏热冬冷地区低传热系数和低遮阳系数

合理配置节能门窗（材料P66-p72）

•选好窗框型材料和断面形式

–是影响门窗保温性能的重要因素之一。

–根据不同的使用地点和用途选配

–合理选配型材

–型材断面宜为多腔型材，腔壁垂直于热流方向分布

–尽量选择热导率较低的框扇材料

•合理选用镶嵌玻璃，提高玻璃质量

–增加玻璃层数

–玻璃镀膜

–使用薄膜材料

11、膨胀珍珠岩

膨胀珍珠岩特点

▪优点

Ø颗粒内部是蜂窝状结构

Ø低导热系数，具有良好的耐热性能

Ø良好的吸声性能

Ø电绝缘性能好

Ø耐酸碱性能好

Ø能与不同的胶粘剂配合制成各种形状、不同性能的制品

Ø原材料丰富、价格低廉

Ø无味、无菌、不腐、不燃、透气性好，是一种种绿色节能土工材料

▪缺点

Ø吸水率高

Ø质量相对较高、增加建筑物负荷

珍珠岩以SiO2为主成分

主要膨胀珍珠岩制品（书本P74）

品种

主要胶粘剂

水泥珍珠岩制品

普通水泥

水玻璃珍珠岩制品

硅酸钠

憎水珍珠岩制品

硅酸钠

沥青珍珠岩制品

石油沥青

高温珍珠岩制品

高铝水泥

树脂珍珠岩制品

水溶性树脂

▪膨胀珍珠岩制成品的应用（书本P75）

各种膨胀珍珠岩制成品。

图

12、膨胀蛭石

蛭石的化学成分

金黄色蛭石的化学成分

Sio2

Al2O3

MgO

质量分数%

41

18

21

›膨胀蛭石砂浆（书本P77）

v膨胀蛭石砂浆以膨胀蛭石为主体材料，以水泥、水灰、石膏等为胶结材料，加水按一定比例混合调剂而成。

v其原料的质量要求

›水泥一般选用强度为32.5普通硅酸盐水泥

›石膏应细腻洁白，不得含有未熟颗粒，已冻结风化的石膏不能使用

膨胀蛭石颗粒的粒径应在10mm以下，以1.2～5mm为主

›膨胀蛭石混凝土

v其原料的质量要求（书本P78）

›水泥一般选用强度为32.5普通硅酸盐水泥

›膨胀蛭石选用5～20mm的大颗粒级配

›水泥与膨胀蛭石的体积比一般为1：

12

无机胶黏剂

水泥膨胀蛭石制品

水玻璃膨胀蛭石制品

有机胶黏剂

沥青膨胀蛭石制品

有机、无机胶黏剂

石棉蛭石制品

›膨胀蛭石具有耐热保温、保冷防冻和隔声良好的性能，可用作建筑物外墙、夹壁、楼板、平顶、屋面、地坪等的不燃绝热保温材料。

13、无机材料

泡沫玻璃

v泡沫玻璃的综合性能非常优异,具有极强的耐候性、耐久性的无机绝热材料，它使用寿命与建筑同步。

v线膨胀系数与混凝土墙体等基本相同，表面多孔与水泥砂浆粘结良好，施工方便。

v泡沫玻璃用于外墙时，即可直接采用聚合物水泥砂浆粘贴，施工方便。

A级不燃

性能

测试方法

泡沫玻璃

工业用

建筑用

透湿系数（g/（m.s,Pa））

GB/T17146-1997

0

＜0.0066

泡沫玻璃的特点说明

›泡沫玻璃水气渗透性为0，具有完全不透水汽的性能，是世界上唯一具有100%防水效果的轻质保温材料，可确保恒久可靠的保温效果。

›经检测表明，泡沫玻璃具有最低的吸水率。

微孔硅酸钙分类

›托贝莫来石型

v耐热温度650℃

v主要用于一般建筑、管道保温

›硬硅钙石型

v耐热温度1000℃

v主要用于高温窑炉等处

有石棉产品应在制品端面涂抹明亮的永久性黄色标记以示区别

燃烧性能

›硅酸钙本身为不燃性材料，以有机纤维为增强材料的制品必须另外提供不燃性结果。

14、镶嵌材料

•中空玻璃的节能效果与两片玻璃间的空腔间隙有关，内腔间距大到没有出现气体对流时，内腔间距越大隔热性能越好。

内腔间距离以12～15mm效果为最佳。

遮挡式遮阳的基本形式

（a）水平式；（b）垂直式；（c）综合式；（d）挡板式

15、胶粉聚苯颗粒保温砂浆

建筑保温涂料

与传统保温材料相比的优点

–热导率低，保温效果显著

–与基层黏结好

–质轻、层薄，建筑内保温相对提高了住宅使用面积，同时避免热桥。

–阻燃好

施工简单

分类、按隔热机理和隔热方式不同

–阻热性隔热涂料

•材料热导率大小是材料隔热性能的决定因素

–反射性隔热涂料

•在太阳光可见区和近红外区波长范围内，反射率越高，隔热效果越好

–辐射隔热涂料

涂料热发射率越好，隔热性能越好

建筑保温砂浆

按化学成分可分为

–无机保温砂浆

•膨胀珍珠岩保温砂浆

•膨胀蛭石保温砂浆

•玻化微珠保温砂浆

•复合无机保温砂浆

–有机保温砂浆

•胶粉聚苯颗粒保温砂浆

若浆料强度增长过快，其变形应力就比较大，从而造成整个保温系统不稳定，严重时会引起保温系统开裂渗水，最终影响保温效果。

胶粉聚苯颗粒保温浆料作为保温材料强度不宜过高。