0建筑节能技术与节能材料.docx

0建筑节能技术与节能材料.docx

《0建筑节能技术与节能材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《0建筑节能技术与节能材料.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

0建筑节能技术与节能材料

节能保温

国家1997年开始实施建筑节能材料50%的标准，目前170多个城市实施强制实施了节能50%的标准，而北京、天津等已经开始强制实施节能65%的标准。

实现建筑节能的基本途径是加快推广和普及低能耗建筑，这是建筑节能的一个必然趋势

首先需要对于建筑物外围结构部位应用节能技术和节能材料，降低其热损失（或冷损失）

应用于墙体节能体系的技术包括外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温和外墙夹心保温。

门窗节能经历了单层窗阶段、双层玻璃阶段和镀膜玻璃阶段。

遮阳系统有多种：

包括固定遮阳系统、可调节式遮阳系统、可伸缩式遮阳系统以及植物遮阳系统。

我国屋面节能经历了三个阶段：

第一阶段20世纪50~60年代第二阶段：

20世纪70~80年代第三阶段：

20世纪80年代以后

除了传统的屋面构造形式外，应用于屋面节能的构造体系还有倒置式屋面、种植式屋面、蓄水式屋面、冷屋面、架空屋面等

顶棚辐射制冷采暖系统广泛应用于现代化办公室空间、商业建筑、医院等之中，优点是无噪音、无风感、设备负荷小、节省机房和竖向管道空间。

节能型墙体不是一个形和质固定不变的体系，比较通行和传统的概念是新型砖、新型砌块和新型墙板的总称

一、节能墙体的设计方式：

1、外墙自保温：

是墙体自身的材料具有节能阻热的功能。

如当前使用较多的加气混凝土砌块，尤其是砂加气混凝土砌块

2、外墙内保温：

对材料的物理性能指标要求相对较低，具有施工不受气候影响、技术难度小、综合造价低、室内升温降温快的特点。

外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层，将保温材料置于外墙体的内侧，是一种相对比较成熟的技术

3、外墙夹心保温：

即为将材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间，内、外侧墙片均可采用传统的黏土砖，混凝土空心砌块等

4、外墙外保温：

外墙外保温相对外墙内保温具有以下七大优势：

1）保护主体结构，延长建筑物寿命

2）基本消除“热桥”的影响；“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位，形成主要散热的渠道。

对内保温而言，“热桥”是难以避免的，而外保温既可以防止“热桥”部位产生结露，又可以消除“热桥”造成的热损失。

3）使墙体潮湿情况得到改善

4）有利于室温保持稳定

5）便于旧建筑进行节能改造

6）可以避免装修对保温层的破坏

7）增加房屋的使用面积

二、典型节能墙体构造极其施工技术：

岩棉外保温复合墙体系统、聚氨酯硬泡外墙外保温系统、聚苯乙烯外墙外保温系统。

1、岩棉外保温复合墙体系统：

岩棉外保温墙体系统、岩棉夹芯外保温复合墙体系统。

岩棉是一种高质保温材料，是国内外公认的理想保温材料

岩棉墙体系统与其他墙体系统相比，岩棉系统有利于墙体内部的水蒸气排出，较少产生内部冷凝和结露，结构层较干燥和温暖些，岩棉系统的造价便宜，防火性能好，隔声性能好，在旧建筑物中具有一定的优势

岩棉外墙保温系统这种构造方式的复合墙体要求保温材料在结构层上依附牢靠，在保温层外的保护层应具有一定的强度、抗冲击性，抗裂及防水，并具有较好的装饰效果

岩棉外保温墙体系统构造要点如下：

（见P12）

岩棉（矿渣棉）的特点

1）密度小，导热系数低、不燃、吸声效果好的特点

2）具有一定的弹性、柔软性，施工也比较简便。

3）绿色建材岩棉不含石棉等对人体有害的物质，可安全使用

4）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。

砂浆的抗压强度比抗拉强度大得多，由于承受压力造成的裂缝破坏时很偶然的，因此主要考虑拉应力的裂缝破坏。

外保温墙面要分块以分散应力

2、聚氨酯硬泡外墙外保温系统：

聚氨酯硬泡外墙外保温由聚氨酯硬泡外保温层、抹面层、饰面层或固定材料等构成，是安装在外墙外表面的非承重保温构造。

聚氨酯硬泡外墙外保温构造应考虑到建筑物所处的地域特点和气候区特点；聚氨酯硬泡在建筑上应用多种多样；在施工方法上，有喷涂法、浇注法、干挂法和粘贴法。

聚氨酯硬泡的定义：

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组分料又称白料，是形成聚氨酯硬泡的必要原料之一。

B组分料又称黑料，也是形成聚氨酯泡沫的必要原料之一。

抹面胶浆：

用于形成保温层之外抹面层的材料称为抹面胶浆

胶黏剂：

用于聚氨酯硬泡保温板与基础墙体之间粘结的材料，称为胶黏剂

龙骨：

以适当的方式，足够的强度固定于建筑外墙的承重部位，用于挂附聚氨酯硬泡保温板或装饰板材的骨架，称为龙骨

挂件：

将聚氨酯硬泡保温板或装饰板材以足够的强度固定于龙骨上的机械固定件，称为挂件

免拆模板：

聚氨酯硬泡浇注施工后，模板不拆除，作为外保温系统的组成部分。

这样的模板称为免拆模板。

3聚苯乙烯泡沫外保温墙体系统

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。

三、节能墙体材料：

聚氨酯树脂泡沫塑料简称：

PFU塑料，按所用的原料的不同，有聚醚型和聚酯型两种，经发泡反应制成，又有软质及硬质之分。

在绝热保温方面应用是以双组分聚氨酯硬质泡沫塑料为主。

硬质聚氨酯泡沫塑料目前仍然事故固体材料中隔热性能最好的保温材料之一。

酚醛树脂泡沫塑料的特点：

1）绝热性，热导率仅为0.022~0.045W/（m.K）是所有无机及有机材料中是最低的2）耐化学侵蚀性，3）吸声性，4）吸湿性，5）抗老化性，6）阻燃性，7）抗火焰穿透性。

酚醛泡沫的施工应用：

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

聚苯乙烯（PS）泡沫塑料：

是以聚苯乙烯树脂为主体原料，加入发泡剂等辅助材料，经加热发泡制成。

聚苯乙烯泡沫塑料的陈化时间：

在自然条件下

42d在蒸汽条件下

5d

XPS与EPS产品性能综合分析：

见P33表2-5

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：

1）优良的保温隔热性：

具有高热阻、低线性、膨胀比低的特点；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

2）高强度抗压性

3）优质的憎水、防潮性

4）质地轻、使用方便

5）稳定性、防腐性好

6）环保性

XPS和EPS在结构上的区别：

EPS首先将聚苯乙烯树脂及其他添加剂进行合成，反应制成球状的聚苯乙烯小球，然后将小球倒入铸模中进行热压，以使这些小球互相融合在一起，制成所需板材。

尽管这些聚苯乙烯小球本身充满气味，具有团孔式的组织结构，而且小球壁与壁之间可以彼此融合。

但采用这种工艺在小球之间会有未封闭的空间，存着这些空间就可能称谓水分侵入的空间或路径。

XPS成形工艺确保了它具有十分完整的闭孔式组织机构。

在各泡囊之间基本没有孔隙存在，具有均匀的横截面和连续平滑的表面

有机节能墙体材料：

1）聚氨酯树脂泡沫塑料

2）酚醛树脂泡沫塑料

3）聚苯乙烯泡沫塑料

常用的无机节能墙体材料（无机节能材料都是吸湿性材料）

无机纤维建筑保温材料：

1）岩棉、矿渣棉及其制品

2）玻璃棉及其制品

玻璃棉的特性：

不燃；热导率低、保温性能好；吸声性好；防火、无毒、使用安全；防腐、耐潮、抗老化；弹性好、不变形

无机多孔状保温材料：

1）膨胀珍珠岩及其制品

以二氧化硅为主要成分，以堆积密度进行计算；憎水珍珠岩制品和水玻璃珍珠岩制品的主要胶黏剂都是硅酸钠；沥青珍珠岩制品和憎水珍珠岩制品的憎水性能都很好。

树脂珍珠岩制品的憎水性能较好。

2）膨胀蛭石及其制品

膨胀蛭石的化学成分有：

二氧化硅、三氧化铝、氧化镁等

膨胀蛭石是不燃绝热保温材料

膨胀蛭石砂浆：

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

3）泡沫玻璃及其制品

4）泡沫水泥及其制品

5）泡沫石棉制品

6）硅酸钙保温材料

7）轻质保温砌块

泡沫玻璃

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。

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。

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。

泡沫玻璃制品是吸湿性可以达到100%的永久防水材料。

泡沫玻璃的线膨胀系数是所有保温材料之中最低的。

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。

›完全不燃烧且不会产生任何有毒气体，是对人体完全无害的防火建材。

›优良的线膨胀系数，绝不会因为建筑物的热胀冷缩而开裂。

›泡沫玻璃的抗冻融性能可进一步保证在任何恶劣的居住环境下，建筑物均不会开裂，不致漏水。

›良好的尺寸稳定性使其成为最合适的水泥及彩钢建筑物的保温和防水材料。

泡沫玻璃的应用：

外墙外保温夹芯板外墙内保温隔声内墙屋顶防水隔热彩钢屋顶热桥保温预铸保温墙工业厂房冷库屋顶花园中央空调冷冻水管道

泡沫玻璃保温材料性能：

热导率、吸水率的测试方法：

ＪＣ/Ｔ647—2005

热导率：

工业用为：

0.049±0.002建筑用为：

0.056±0.002

透湿系数的检测方法：

GB/Ｔ　１７１４６－１９９７

吸湿系数：

工业用为０，建筑用为：

０．００６６

泡沫玻璃为Ａ级不燃材料

复合节能墙体材料：

（一）、GRC复合保温墙板

1）GRC外墙内保温板

2）GRC外墙外保温板

（二）、聚苯乙烯泡沫混泥土保温板

（三）、金属面夹芯板

GRC外墙外保温帮与GRC外墙内保温板的技术性能比较（见书本P44，表2-9）

建筑保温涂料：

建筑保温涂料根据建筑涂料隔热机理和隔热方式的不同，将其分为阻隔性热涂料、反射隔热涂料及辐射隔热涂料三大类。

如果是多选题是选以上三种，如果是单选题则选择“相变涂料”

建筑保温砂浆

采用水泥、石灰、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩或膨胀蛭石、陶砂等轻质多孔集料按一定比例配合制成的砂浆称为保温砂浆。

无机保温砂浆可分为传统无机保温砂浆与新型保温砂浆两大类

新型保温砂浆有：

玻化微珠保温砂浆和复合无机保温砂浆两种。

*与传统保温砂浆相比新型保温砂浆---玻化微珠保温砂浆的优点是：

作为一种单组分的无机保温砂浆，玻化微珠保温砂浆具有优良的保温隔热性能和抗老化，耐候和防火性能，其强度高黏结性能好，无空鼓，开裂现象，现场施工加水搅拌即可使用，可直接施工于干状墙体上。

它克服了传统的无机保温砂浆吸水率大，易粉化，料浆搅拌过程中体积收缩率达，易造成产品后期保温性能降低和空鼓，开裂等不足之处。

四、建筑节能门窗体系设计及相关标准

门窗中影响节能因素：

1）通过门窗框扇材料及玻璃传导的热损失

2）门窗框扇材料与玻璃的辐射热损失

3）门窗缝隙造成的空气对流热损失

4）窗墙比与朝向外墙面积比越小，热量损耗就越小。

热量损耗还与外墙的朝向有关，行业标准：

窗户面积不宜过大，窗墙面积比北面不宜超过0.25，东西面积不宜超过0.35

节能门窗性能要求：

1）对寒冷严寒地区，保温是主要问题，门窗的主要功能是在获得足够采光性能的条件下，控制门窗在没有太阳光照射时减少热量流失。

而在有照射时合理得到热量。

即要求门窗有低的传热系数和高的太阳光获得系数。

2）对于夏热冬暖地区，隔热是主要问题，该地区的门窗主要的功能是在获得足够采光性能条件下减少门窗阳光的得热量，即要求门窗有低的遮阳系数和低的太阳光获得系数

3）遂于夏热冬冷地区，既要考虑冬季的保温，又要考虑夏季的隔热，该地区的门窗既要要求有低的传热系数，又要有低的遮阳系数。

4）对于寒冷严寒地区，冬季建筑保温能耗中由门窗缝隙冷空气渗透造成的能耗约门窗能耗的一半，并且影响居住舒适度和容易结露；夏热冬暖地区门窗的气密性能上主要影响空调温能耗。

节能门窗的设计技术

1）选好窗框型材材料和断面形式传热基本方程式是：

=

2）合理选用镶嵌玻璃，提高玻璃质量

a）增加玻璃层数

b）玻璃镀膜

c）使用薄膜材料

d）综合地区气候特点选用镶嵌玻璃

3）选用低传导间隔层

4）提高门窗的密闭性能，减少对流热损失

5）设置“温度阻尼区”

6）控制窗墙面积比

7）选择合理的窗框比

8）选择合理的窗型结构

几种固定遮阳系统：

A：

水平式B：

垂直式C：

综合式D：

挡板式

可调节遮阳系统：

根据调节主体的不同，可分为受控（或遥控）可调节遮阳系统和自控可调遮阳。

按照其调节活动方式可归纳以下四类：

推拉型收回型折叠型旋转型

此外还有：

可收缩的遮阳系统、植物遮阳系统。

窗框的材料有：

木材钢材铝合金塑料

玻璃钢型材门窗的主要特点有：

1）具有低的膨胀系数

2）具有较低的热导率

3）具有较好的隔热性能

4）具有很好的耐腐蚀性

5）弯曲弹性模量较高，刚性较好，适合较大尺寸窗或高风压场合。

6）耐严寒和高温性能好

7）有良好的隔声性能

玻璃钢窗与铝合金窗、塑钢窗相比具有以下优势：

1）轻质高强

2）密封性好

3）隔热保温、节能

4）尺寸稳定

5）耐腐蚀、耐老化

6）装饰性好

7）防火性好

8）使用寿命长

下面对玻璃的有关热学工参数名词解释如下：

玻璃表面热辐射率：

定义为玻璃表面单位面积辐射的热量同单位单位面积黑体在相同温度、相同条件下辐射热量之比，数据范围为0~1。

辐射率越低，玻璃吸热量的能力越低，反射热量能力越强。

《公共建筑节能设计标准》中提出了“当窗墙比小于0.4时，玻璃的可见光透射比不应小于0.4的限制要求

在《玻璃幕墙光学性能》标准中做了如下限定：

“玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃”

镀膜玻璃，其品种主要有热反射玻璃（又称阳光控制镀膜玻璃）和低辐射玻璃，我国目前均能生产。

低辐射镀膜玻璃（Low-E）太阳辐射能量的97%集中在波长为0.3—2.5微米范围内。

（注意波长范围不要混了）

倒置式屋面常用构造层次及作法

基本结构次由下至上为：

结构层：

钢筋混凝土屋面板

找平层：

20厚1:

3水泥砂浆

结合层：

冷底子油两道

防水层：

高聚物改性沥青

保温炉：

60厚聚苯乙烯泡沫塑料板

保护层：

混凝土板或50厚20~30粒径卵石层

强调注意书本的P67和P120

种植屋面的构造为：

至上而下分别为：

植被层种植土过滤层排（蓄）水层保护层耐根穿刺防水层普通防水层找平层（找坡层）保温层结构层；种植植物屋面的四周应设挡墙，挡墙下面设置泄水孔

工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热率将陡增。

屋顶隔热设计中节点设计要求：

天沟、泛水等保温材料无法覆盖防水部位，应选用耐老化性能好的防水材料，或用多道设防提高水层耐久性。

屋面保温隔热材料的选择原则：

1）根据使用温度范围来选择保温隔热材料

2）选用高效绝热材料

3）确保保温隔热材料具有一定密度

4）保温隔热材料的使用年限

5）保温隔热材料的防火性

建筑保温材料按材质的不同，可以分为有机保温材料和无机保温材：

有机保温材料：

{木屑及木屑板，软木及其制品，泡沫塑料（a：

聚苯乙烯泡沫塑料B：

水泥木丝板c：

硬质纤维板d：

脲醛泡沫塑料e：

钙塑保温板），水泥木丝板，硬质纤维板，钙塑保温板，蜂窝板}

无机保温材料：

炉渣、石棉及其制品、膨胀珍珠岩及其制品、膨胀蛭石及其制品、矿渣棉及其制品、玻璃棉及其制品、加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫混凝土、泡沫玻璃、岩棉石及其制品

常用的建筑屋面保温隔热材料：

1、保温隔热材料通常是指热导率小于0.14W/（m.K）的材料，2、而一般应用于建筑屋面和围护结构的绝热材料多指热导率小于0.23W/（m.K）建筑材料。

3、高级保温材料：

是指导热系数小于0.05w/（m.K）.

一些专门用于屋面节能保温的材料或制品：

1）水泥膨胀珍珠岩及制品

2）加气混凝土屋面板

3）陶粒混凝土复合保温条板

相变材料

相变材料的定义：

又称潜热储能材料，是利用物质发生变相时需要吸收（或放出）大量热量的性质来储存或放出热能，进而调整、控制工作源或材料周围环境温度。

从储热材料的储热方式看，可分为显热式储热和潜热式储热。

与显热式储热材料相比较，相变储热材料具有储热温度高，能够在近似恒温下储存或放出大量热能、储存或放出热能的过程容易控制等优点

相变材料的分类：

按化学成分：

可分为无机、有机与混合相变材料三大类；按相变形式的不同，可分为固—固相变、固—液相变、固—气相变和液气相变材料四大类。

按储热的温度范围大小不同，可分为高温、中温和低温相变材料三大类。

现阶段常用的相变材料是石蜡和脂肪酸类

建筑节能的主要衡量指标：

1、建筑规划和平面布局要有利于自然通风，绿化率不低于35%

2、建筑间间距应保证每户至少有一个居住空间，在大寒日能获得满窗日照2h，最小日照距离不低于1.1H，H指建筑物高度，当方位角≤45°,为南向建筑物高度，当方位角＞45°，为相邻较高建筑物高度窗墙面积比不宜大于0.35，建筑物外墙传热系数小于该地区节能标准规定值。

3、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%。