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建筑外墙保温系统学习

时间:2014-05-07 16:41:43   作者:本站编辑   来源:绿建之窗   阅读:1513  
内容摘要:一、什么是建筑节能?1.改革开放,国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐(目前世界森林覆盖率只有22%,而且不均匀),带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。2.住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占全球三分之一能源,主要是...

一、什么是建筑节能?
1.改革开放,国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐(目前世界森林覆盖率只有22%,而且不均匀),带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。
2.住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用谄鞯壬枋┫耗占全球三分之一能源,主要是化石能源。而化石能源燃料是地球经历了亿万年才形成的,它将在几代人中 间消耗殆尽。
所以建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用能源。在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说,并不是消极意义上的节能,而是从积极意义上提高利用效率。
二、为什么说建筑节能是中国发展的迫切性?
(一)冬寒夏热是中国气候的主要特点。
冬季,西伯利亚和蒙古高原的寒流频繁南侵;夏季,大陆腹地受到强烈的太阳辐射。与世界上同纬度地区的平均温度相比,体上东北地区气温偏低14~18℃,黄河中下游地区偏低10~14℃,长江南岸偏低8~10℃,东南沿海偏低5℃左右;而7月各地平均温度却大体要高出1.3~2.5℃。与此同时,我国东南地区常年保持高湿度,整个东部地区夏季温度也很高,即夏季闷热,冬季潮凉,此种不良的气候条件,导致中国采暖空调能耗很高。
(二)我国建筑用能数量巨大,浪费严重。
我国城乡建筑发展迅速。近几年每年建成的住宅建筑面积,城镇已至4~6亿㎡,农村则达7~9亿㎡,全国每年建成的房屋建筑面积已达到16~19亿㎡。而在全国城乡既有建筑面积已超过360亿㎡,其中按采暖建筑节能标准建造的只有1.4亿㎡,且限于少数城市的居住建筑。与气候条件接近的发达国家相比,我国居住建筑单位面积采暖为他们的3倍左右,而且室内热环境很差。现在这些高耗能建筑冬季采暖与夏季空调的使用正日益普遍,能源浪费更加严重。
(三)我国北方城市冬季采暖空气污染十分严重。
从全国总体来看,总悬浮颗粒、二氧化碳和氮氧化物等大气污染物指标,北方城市重于南方城市,采暖期重于非采暖期,由此可见,建筑采暖是城市大气的一个主要污染源。只有从源头上减少建筑采暖能耗,才能使北方城市采暖大气污染的情况得到根本改变。
(四)地球变暖正在使我国蒙受巨大损失。
由于中国国民经济的发展和用能量的增加,尽管已经做出了多方面的减排努力,温室气体的排放量仍然在快速增长,现在已成为世界上温室气体排放第二大国,而且还将继续增加。目前,建筑耗能已超过全国耗能的四分之一。随着人民生活的继续改善,建筑耗能及其所占比例还将不断增加,由此排放的温室气体也必然会随之增长。这种情况,难免使地球变暖火上加薪。我国气温正在升高,华东平原1980年~1989年气温偏高0.1~0.6℃;1990年~1998年气温偏高0.3~0.8℃,地球变暖造成的后果,愈是在生态环境薄弱的地区,表现得愈严重。我国近几年来由于气候变化引起的特大灾害十分频繁,许多地方发生特大洪水、持续干旱,沙漠化加剧和沙尘暴频发,使我国受损失之大,应能引起国人的警觉。
三、国家为何推广建筑节能?
1.建筑节能是发展国民经济的需要,经济的发展依赖于能源的恼梗需要能源提供动力。在我国资源条件来看,煤炭和水力资源按人口平均值低于全世界人口平均水平的一半。至于石油、天然气我国更少。如果再不断破坏自然矿产资源,势必影响子孙后代的生存和发展。所以,当前必须节约能源。
2.要改善大气环境就必须抓紧建筑节能,能烧矿物所排放的二氧化碳每年就有1.9亿吨左右,而且我国采暖建筑正逐年增长,同样就相应增长了燃煤量和二氧化碳的排放量,这样大气环境会越来越恶化,前景令人担忧。因此,改善大气环境必须抓紧建筑节能。
四、建筑节能包括哪些内容?
在能源和资源得到充分有效利用的同时,建筑物的使用功能更加符合人类的需要,创造健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望,也是建筑节能的基础和目标,建筑节能应该是:
1.冬暖夏凉。由于围护结构的保温隔热和采暖空调设备性能愈益优越,建筑环境将更加舒适。
2.通风良好。空气经过滤后,新风“扫过”每个房间,换气次数足够,空气清新。
3.在围护方面,包括建筑物外墙外保温、屋面保温、改善门窗的热性能和密闭性。必要时,还有楼地面保温。
五、建筑节能的意义。
1.建筑设计、改造过程中执行建筑标准和政策。
2.使用节能型建材,提高保温隔热的效果。
3.减少能源消耗,改善居住环境。
六、政策法规。
1.《中华人民共和国节约能源法》
2.《民用建筑节能管理规定》(建设部)
3.《民用建筑节能设计标准》
4.《江苏省发展新型墙体材料与推广节能建筑管理规定》
5.《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》
市场篇
一、墙外保温系统的起源。
外墙外保温系统起源于上世纪四十年代的瑞典和德国,至今已有60多年的历史,经过多年的实际应用和全球不同气候条件下长时间的考验,证明采用该类保温系统的建筑,无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度,都是一项值得全球范围内推广应用的节能新技术。如今,外墙外保温建筑已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。
20世纪60年代,美国从欧洲引进此项技术,并根据本国的具体气候条件和建筑体绿氐憬行了改进和发展。同样在70年代初的能源危机期间,由于建筑节能的要求,外墙外保温及装饰系统在美国的应用不断增加,至90年代末,其平均年增长率达到了20~25%。至今此项技术在美国的应用也达40多年之久,最高建筑达44层,并在美国南部的炎热地区和寒冷的北部地区均有路旱挠τ茫效果显著。
美国和欧洲在40余年的应用历史中,对外墙外保温系统进行了大量的基础研究,如薄抹灰外墙外保温系统的耐久性的问题;在寒冷地区中的露点问题;同类型的系统在不同冲击荷载下的反应;试验室的测试结果与实际工程中性能的相关性等。在大量的实验研碌幕础上,目前美国和欧洲对外墙外保温已有严格的立法工作,其中包括要求外墙外保温系统的强制性认证标准,以及对于系统中相关组成材料的标准等。由于欧美国家有着相应健全的标准、严格的立法,对于外墙外保温系统的耐久性一般都可以要求25年的使用年限。事实上,该系统在上碌厍的应用历史已大大超过25年,这都是值得我们借鉴学习的。
二、外墙外保温和外墙内保温的优势比较
近年来,在建筑保温技术不断发展的过程中,主要形成了外墙外保温和外墙内保温两种技术形式。
节能技术发展初期,内保温技术为推动我国建筑节能技术迅缕鸩狡鸬搅擞τ械睦史作用。这是因为:我国节能技术在当时还处于起步阶段,外保温技术还不太成熟;我国节能标准对围护结构的保温要求较低,且内保有一定的优点,如造价低、安装方便等。但是,从发展的角度考虑,随着我国节能标准的提高(由原来的30%提高到50%),内保温的做乱巡皇视π碌男问疲且给建筑物带来某些不利的影响。因此,它只能是某些地区的过渡性做法,在寒冷地区特别是严寒地区逐步予以淘汰。
(一)内保温的基本情况
外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂固定在墙体结构内侧,之后在保温材料外侧作禄げ慵笆蚊妗D壳澳诒N露嗖捎梅鬯⑹膏作为粘接和抹面材料,通过使用聚苯板或聚苯颗粒等保温材料达到保温效果。外墙内保温主要存在如下缺点:
1.保温隔热效果差,外墙平均传热系数高。
2.热桥保温外理困难,易出现结露现象。
3.占用室内使用面积。
4.不利于室内装修,包括重物钉挂困难等:在安装空调、电话及其他装饰物等设施时尤其不便。
5.不利于既有建筑的节能改造。
6.保温层易出现裂缝。由于外墙受到的温差大,直接影响到墙体内表面应力变化,这种变化一般比外保温墙体大得多。昼夜和四季的更替,易引起内表面保温的开裂,特别是保温板之间的裂缝尤为明显。实践证明,外墙内保温容易在下列部位引起开裂或产生“热桥”,如采用保温板的板缝部位、顶层建筑女儿墙沿屋面板的底部部位、两种不同材料在外墙同一表面的接缝部位、内外墙之间丁字墙外侧的悬挑构件部位等。
(二)外墙外保温形式的发展
随着建筑节能技术的不断完善和发展,外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。从科学的合理性而言,外墙外保温形式是一种先进的、有应用前景的保温节能技术。外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下,固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着外墙外保温形式的不断完善与发展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墙保温形式、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温操作方法。外墙外保温与外墙内保温相比,具有以下明显优势:
1.适用范围广,技术含量高。
外保温不仅适用寒冷地区的民用建筑及工业采暖建筑,也适用于温暖地区的制冷空调建筑,既可用于新建工程,更适合旧建筑物的节能改造工程。外保温材料要求科技含量高,材料配套齐全,施工工艺先进合理。推行建筑外保温技术将剌激我国高新技术业的节能材料的发展。
2.保护主体结构,延长建筑物寿命。
采用外墙外保温方案,由于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中的二氧化碳及水对混凝土的碳化以及导致钢筋结构的锈蚀,减少了空气中有害气体和紫外线对维护结构的侵蚀。事实证明,只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可有效地消除顶层横墙常见的斜裂缝或八字裂缝。因此,外保温既可以减少维护结构的温度应力,又对主体结构起保护作用,从而有效地提高了主体结构的峋眯裕故比内保温更科学合理。
3.基本消除了“热桥”的现象,较好地发挥了材料的保温节能功能。
采用外保温在避免“热桥”方面比内保温更有利,如在内外墙交界部位、外墙圈梁、构造柱、框架梁、柱、门窗洞口以及顶层女儿墙与层面板交界周边所产生的“热桥”增加。据有关资料统计,建筑物沿外墙“热桥”增加热损失约占25%,可见“热桥”所增加的热负荷是相当大的。上述“热桥”对内保温和夹心而言,几乎难以避免,而外保温既可防止“热桥”部位产生结露,又可消除“热桥”造成的附加热损失。计算表明,在厚度为370mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”使平均传热系数增加10%左右;在厚度为240mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”使平均传热系数比主体部位传热系数约增加51%~59%,而在厚度为240mm砖墙内保温条件下,这种影响仅2%~5%,可见外保温做法更有效地减少了室内的热负荷。
4.减少内墙面裂缝,卤阍谑夷谧靶藜扒矫嫔闲挂、固定物件。
目前,凡采用内保温技术的工程普遍面临着面层开裂的难题。其主要原因之一是外墙直接暴露在大气中,温度变化不断引起变形应力,易导致强度较低的内保温层及其层面开裂。此现象在高层建筑及东西朝向的条形建筑物上尤其明显。在做卤N碌哪谇缴媳苊饬艘蛲馇轿露群褪度变形而导致的开裂,从而减少住户投诉,同时方便墙面施工和室内装修。
5.使墙体潮湿情况得到改善,有利于室温稳定。
采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构产处于保温层内侧,用稳态传湿理论进行冷凝分析,只要保温材料选择适当,在墙体内部不会发生冷凝现象,故无需设置隔汽层。墙体由传热体变成蓄热体,结构层的整个墙身温度提高了,不仅降低了它的含湿量,还不用再设空气层,同时墙体能吸收和释放能量,有利于气温的稳定,可得到室内舒适的热环境,墙体形不成露点差,彻底消灭结露现象。由喜捎猛獗N麓胧┖螅结构层的个墙身温度提高了,因而进一步改善了墙体的保温性能。
6.提高了防水功能和气密性。
外保温不仅节约采暖能源开支,而且降低了夏季空调的费用,大大提高了墙体防雨水浸湿的功能,加气混凝土、混凝土空心砌块等墙体,在砌筑灰缝和面砖粘贴不密实的情况下,其防水和气密性较差,而采用外保温,不但改善了外来水份造成墙体的潮湿,还改善了墙体的气密性。
7.便于旧建筑进行节能改造。
20世纪80年代以前建造的工业与民用建筑一般都不满足节能要求。因此,对旧房进行节能改造,已提上议事日程。与内保温相比,采用外保温方式对旧房进行节能改造,其最大优点之一无须临时搬迁,基本不影响用户的室内活动和正常生活。
8.可减少保温材料用量,增加房屋的使用面积。
在达到同样的保温效果的前提下,采用外保温墙体可以节约保温材料的用量。据统计,与内保温相比,北京、沈阳、哈尔滨、兰州四地外保温建筑所使用的保温材料分别节省44%、48%、58%、45%。由于保温材料贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温和夹心保温,可使主体结构墙体减薄,从而增加使用面积。仍以北京、沈阳、哈尔滨、兰州四地为例,当主体结构为实心砖墙时,嗷使用面积分别增加1.2m2 , 2.4m2 , 4.2m2 ,1.3m2 ,当主体墙为混凝土空心砌块时,每户使用面积分 别可增加1.6m2 , 2.5m2 , 4.6m2 ,1.7m2 ,增加使用面积明显。
9.相对于外墙内保温,外墙外保温具有明显的经济综合优势。
首先外墙外保温减少了保温材料的使用厚度,北京地区至少可以节省40%保温材料用量。在进入装修阶段,内外墙可同时进行,工期短,施工速度快,节约人工费;保温效果好,可减少暖气散热器面积,减少锅炉房建筑面积,减少总投资预算;延长建筑物的使用寿命,减少长期维修费用,同时可享受墙改节能的优惠政策。
从以上总结可以看出,无论从机理上或从实际效果来看,外保温做法是最佳选择。在国外,采用外保温的建筑已有40多年的历史,近年来,外保温技术在我国也得到了迅速发展,相继建成了一批批的外保温建筑,取得了良好的效果和经验。
(三)外墙外保温技术七大优势
建设部建筑节能中心李萍处长介绍,相对于外墙 内保温,外墙外保温具有以下七大优势。
1.保护主体结构、延长建筑物寿命。
对消费者而言,房屋拥有70年的产权。买房基本上是一次性投入。如果建筑物质量受损,大修一次,花费若干,岂不是很不合算?采用外保温技 ,由于保温层置于建筑物围护结构外侧。缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏。减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。事实证明,只要墙体和屋面的温度变形,有效地消除常见的斜裂或八字裂缝。因此外保温有效地 高了主体结构的使用寿命。减少长期维候费用。
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,形成的散热的主要渠道。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。热损失减少了,每个采暖的支出自然就降了下来。
3.使墙体潮湿情况得到改善。
一般情况下。内保温需设置隔汽层,而采用外保温时,由于蒸汽透性高的主体结构材料处于保温层的内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔汽层。同时采取外保温措施后。结构层的整个墙身温度提高了。降低了它的含温量,因而进一步改善了墙体的保温性能。
4.有利于室温保持稳定。
家中如果有老人或小孩,温差较大,常常使抵抗力弱的老人小孩患病,而外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温板内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升或下降,墙体结构层能够吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。
5.便于旧建筑物进行节能改造。
以前的建筑物一般都不能满足节能的要求,因此对旧房进节能改造,已提上议事日程,与内保温相比,采用外保温方式对旧房进行节能改造,最大的优点是无需临时搬迁,基本不影响用户的室内生活和正常生活。
6.可以避免装修对保温层的破坏。
不管是买新房还是买二房,消费者一般都需要按照自已喜好进行装修,在装修中,内保温层容易遭到破坏,外保温则可以避免发生这种问题。
7.增加房屋使用面积。
消费者买房最关心的就是房屋的使用面积,由于保温材料贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温,故可使主体结构墙体减薄,从而墙加每户的使用面积。据统计,以北京、沈阳、哈尔滨、兰州的塔式建筑为例,当主体结构为实心砖墙时,每户使用面积分别可增1.2平方米、2.4平方米、4.2平方米和1.3平方米,可见经济效益十分显著。
技术篇
一、外墙外保温体系的组成
所谓外墙外保温,是指在垂直外墙的外表面上建造保温层,该外墙用砖石或混凝土建造,此种外保温,可用于新建墙体,也┮杂糜诩扔薪ㄖ外墙的改造。该保层对于外墙的保温效能增加明显,其热阻值超过1 m2 •K/W。由于是从外侧保温,其构造必需能满足水密性、抗风压以及温湿度变化的要求,不致产生裂缝,并能抵抗外界可能产生的碰撞作用,还能与相邻部位(如门窗洞口、穿墙管道等)之间以及在边角处、面层装饰等方面,得到适当的处理。然而,必须注意,外保温层的功能,仅限于增加外墙保温效能以及由此带来的相关要求,而不应指望这层保温构造对主体墙的稳定性起到作用。其主体墙,即外保温层的基底,必须满足建筑物的力学稳定性的要求,能承受垂直荷载、风荷载,并诰受撞击而何证安全使用,还应能使被覆的保温层和装修层得以牢牢固定。
(一)保温层
应采用热阻值高,即导热系数小的高效保温材料,其导热系数一般小于0.05W/m•K.根据设计计算,具有一定厚度,以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外,保温材料的吸湿率要低,而粘结性能要好;为了使所用的粘结剂及其表面的应力尽可能减少,对于保温材料,一方面要用收缩率小的材料,另一方面,尺寸变动时产生的应力要小。为此,可采用的保温材料有:膨胀型聚苯乙烯(EPS)板、挤塑型聚笨乙烯(XPS)板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以阻燃膨胀型聚苯烯板应用得较为普遍。
(二)保温板的固定
不同的外保温体系,采用的固定保温板的方法各有不同。有的是将保温板粘结或锚固在基底上,有的为两者结合,以粘结主为,或以锚固为主。将保温板粘结在基底上的粘结材料多种多样。在不同的体系中,此种粘结材料运到工地时的状态有所不同:
1.成品胶浆,使用时不需添加其他任何材料,既不需要再行配料,也用不着再进行搅拦.
2.使用前需要添加其他物料(如水泥).
3.为单组份粉状材料,用前需加水搅拌均匀.
4.双组份材料,施工时按配比搅拌均匀.
(三)面层
薄型抹灰面层为在保温层的所有外表面上涂抹聚合物粘结胶浆。直接涂覆于保温层上的为底涂层,厚度较薄(一般为2~3mm)。内部包覆有加强材料。加强材料一般为耐碱玻璃纤维网格布,包含在抹灰面层内部,与抹灰面层结合为一体,其作用为改善抹灰层的机械强度,保证其连续性,分散面层的收缩应力和温度应力,避免应力集中,防止面层出现裂纹。网格布必顺完全埋入底涂层内,从外部不能看见,以使不致与外界水分接触(因网格布受潮后,其极限强度会明显降低)。不同的外保温体系,面层厚度有一定差别。但总体要求是,面层叶缺厮呈实保薄型的一般在2~3mm以内。如果面层厚度过薄,结实程度不够。就难以抵抗可能产生外力的撞击;但如果过厚,加强材料离外表面较远,又难以起到抗裂的作用。


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