时间:2022-07-20 09:40:05
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摘要:我国建筑能耗高于发达国家数倍,其首要表现在建筑保温状况上的差距。而对广大消费者来说,这种差距最直接的后果是:暖气怎么烧都不热,夏天空调一刻都不能停,为采暖和制冷付出的电费、热水费居高不下,家庭开支增大。为从根本上解决这个问题,建设部今年即将出台强制性规定——《建筑物外墙外保温技术规程》,界时开发商建设商品房时就可以有的放矢、有据可依了。
关键词:外墙保温;建筑节能
目前常用的两种保温技术中国建筑业协会建筑节能专业委员会副会长朱文鹏介绍了墙体保温的基本方式。他说,多年以来,建筑墙体一般采用单一材料,如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。近年来由于建筑节能的需要,单一材料导热系数太大,一般为高效保温材料的20倍,不能满足保温隔热的要求,因此往往采用承重材料与高效保温材料(如岩棉板或聚苯板等)组成复合墙体。按保温材料所处位置不同,又分有多种方式,其中外墙内保温和外墙外保温是目前最常用的两种方式。
复合墙体很好地发挥了两种材料的长处,既不会使墙体过厚,又能承重,保温效果又好,因此发达国家新建建筑已基本上采用了此种方式。我国若想达到节能50%的要求,除一部分可采用加厚的加气混凝土单一墙体外,使用复合墙体将是大势所趋。
“还记得北京去年那场罕见的大风吗?有的建筑物的外墙竟然被风刮掉了,这就是外墙外保温技术不过关而导致的。”建设部科技发展促进中心副主任张庆风说:“在我国建筑节能技术发展的起步阶段,外墙内保温应用比较广泛,这是因为当时外墙外保温技术尚不成熟。而且内保温也有一定的好处,比如造价低、安装方便等。但是从长远观点来看,随着我国节能标准的提高,内保温已经不适应新的形势,且会给建筑物带来某些不利的影响,因此它只是某一地区过渡性的做法。而外墙外保温技术是今年我们需要改进和推广的重点工作之一。”
保温板裂缝是外墙内保温不容回避的问题在房地产投诉中,墙壁裂缝过多、过大往往是消费者反映强烈的问题之一,而且处理起来极为棘手:开发商往往推托责任,说墙皮开裂是正常现象,不属于质量问题。
原北京市建筑节能与墙体材料革新办公室主任方展和表示:墙体裂缝往往是外墙内保温项目不可回避的一个问题。主要是外墙体由于昼夜和季节变化,受室外气温和太阳辐射的影响而发生胀缩,而内墙保温板基本不受这种室外的影响,当室外温度低于室内温度时,外墙收缩的幅度比内保温板的速度快,当室外气温高于室内气温时,外墙膨胀的速度也高于内保温板,这种反复变化,使内保温板始终处于一种不稳定基础上,裂缝就产生了。
据科学实验证明,3米宽的混凝土墙面在20摄氏度的温差变化条件下约发生0.6毫米的形变,这样无疑会逐一拉开所有内保温板缝。因此,采用外墙内保温技术出现裂缝是一种比较普遍的现象。
当然内保温板出现裂缝并非都是正常的,方展和介绍说,一般肉眼可见的裂缝宽约为0.3-0.5毫米,如果商品房交付使用3个月后,每40平方米出现5条裂缝,且长度超过400毫米,那么房屋质量应视为不合格,开发商应注意解决此类问题。
外墙外保温技术七大优势据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。
一是保护主体结构,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?采用外保温技术,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,只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可以有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效地消除常见的斜裂缝或八字裂缝。因此外保温有效地提高了主体结构的使用寿命,减少长期维修费用。
二是基本消除“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,每个采暖季的支出自然就降了下来。
三是使墙体潮湿情况得到改善。一般情况下,内保温须设置隔汽层,而采用外保温时,由于蒸汽渗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。
四是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墙体内侧,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。
五是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,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。
六是可以避免装修对保温层的破坏。不管是买新房还是买二手房,消费者一般都需要按照自己喜好进行装修,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。超级秘书网
七是增加房屋使用面积。消费者买房最关心的就是房屋的使用面积,由于外保温技术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,从而增加每户的使用面积。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。
外保温产品技术与施工质量尚需提高推广实施建筑物外墙外保温技术既有利于国家可持续发展,延长建筑物使用寿命,又有利于家家户户节省日常开支,是大势所趋。但是外墙外保温对产品技术和施工质量要求比较高,在这方面尚需进一步努力。
北京中建建筑科学技术研究院高级工程师王美君表示,国内外保温施工与国外相比难度较大。这是因为中国是一个地少人多的国家,城市人口居住密度高,居住建筑结构以多层和高层建筑为主,而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主,很少见到目前在国内大量出现的全现浇混凝土剪力墙结构的高层住宅建筑。这样国内外墙外保温针对的对象,要比国外建筑结构的单体面积以及高度都高得多,因此施工难度也更大。
王美君指出,目前有的外保温产品技术不过关,刮大风时常常吹落保温层,外保温层裂缝处理较难,常常阻碍外保温技术的推广。因此建议相关部门应该就外保温产品技术及施工标准加以细化,一丝不苟,严格审批制度,抬高准入门槛。
摘要:目前,建筑墙体材料走有中国特色的建筑节能发展道路,不断研究创新墙体保温材料,将墙体保温材料的研发与墙体改革相结合,将建筑墙体保温工程工业化、预制装配化,缩短墙体施工工期,提高墙体工程质量,减少墙体自重,减少墙体对资源的消耗和对环境、生活的干扰,充分利用现有的节能环保设备与建筑外墙一体化,使两者相辅相成,充分结合在一起,从而全面实现墙体的绿色节能环保。
关键词:外墙保温;建筑节能;光伏设备
一、导言
通过本学期建筑材料课程的学习,在老师的指导下,使我受益颇多,对建筑墙体材料非常感兴趣,并深入的进行了思考。中国是一个人口众多、能源资源相对贫乏的国家,而且我国正朝着工业化和城镇化方向快速发展,每年建筑总量达到大约20亿平方米,占全球每年建筑总量的50%。其中建筑能耗已经占到全社会总能耗的28%左右(如图1所示)。能耗强度远远超过发达国家及世界平均水平,是美国的三倍左右,日本的7.2倍。能耗问题已成为我国未来经济可持续发展的瓶颈。近年来,我国墙体节能实践证明通过对建筑物外围护结构墙体进行保温隔热,使其达到建筑节能50%的技术要求是完全能够实现的。走有中国特色的建筑节能发展道路,不断研究创新墙体保温材料,将墙体保温材料的研发与墙体改革相结合,将建筑墙体保温工程工业化、预制装配化,缩短墙体施工工期,提高墙体工程质量,减少墙体自重,减少墙体对资源的消耗和对环境、生活的干扰,充分利用现有的节能环保设备与建筑外墙一体化,使两者相辅相成,充分结合在一起,从而全面实现墙体的绿色节能环保。
二、建筑节能墙体保温系统
当前,在建筑物外墙体上设置保温系统是广泛应用的主要节能措施。外墙保温是指把隔热保温效果较好的绝热材料与建筑物墙体固定在一起,增加墙体的平均阻热值从而达到保温或隔热效果的一种做法。由于外墙外保温体系施工方法已经比较成熟且施工较为方便、高效,被施工人员所接受,所以我们的研究方向,将以外墙外保温为基础,同时兼作外墙自保温,将两种外墙保温体系结合起来,进一步提升建筑物外围护结构的保温隔热能力。
1.建筑外墙保温工程
加气混凝土原材料种类多,可以根据不同原材料和不同的地区条件制造,可以废物利用,有利于环保。但是目前加气混凝土有几个问题需要解决。原材料种类多既是一个优点,也是制约加气混凝土质量的缺点。有关部门应出台相应标准,规范加气混凝土的原料种类和质量,严把加气混凝土的质量关,做好墙体节能保温的第一关。加气混凝土内有多数的细小孔,使其孔隙率提高,吸水量增多,易受空气湿度和水分的影响,使加气混凝土的导热系数减少,加大了热量的传递,使加气混凝土的保温隔热性能严重降低。我们在加气混凝土中加入乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的独特的聚合物,达到吸水剂的效果。这样可以有效地吸收侵入加气混凝土的水分,而且在混凝土养护阶段可以有利于混凝土的加湿养护。降低加气混凝土保温隔热性能的原因是由于大量的气孔存在,但气孔可以减轻混凝土的自重,是墙体减轻自重的有效途径,所以我们既要保留气孔又要阻止外界水分的浸入,我们在加气混凝土浇筑时在加气混凝土的外部浇筑一层厚度适中的防水混凝土,这样就可以很好的防止水分的侵入。在加气混凝土砌块浇筑时,我们可以在砌块中间加入聚苯板,这样就减少了建筑物主体完工后再进行外墙外保温的工程,大大缩短了建筑的施工工期。另外,现在加气混凝土施工的建筑墙体表面粉刷层出现空鼓、开裂的现象,严重影响了建筑的质量,我们在加气混凝土施工时可以选择使用聚合物粘结砂浆,掺入聚合物粘结砂浆提高灰缝的保温隔热能力。加气混凝土表面水蒸发快,为了确保砂浆的保水性和和易性,避免灰缝不饱满导致的墙面空鼓开裂应确保28d以上自然养护,使用前1d-2d分次浇水湿润。产生空鼓开裂后,我们可以使用粘结剂、胶以及聚合物组成的高强化学灌浆材料,这种材料粘结强度高,工艺方法恰当,灌浆工艺简单可靠,满足建筑物构件裂缝的补强加固,恢复结构耐久性和承载力的需要,使裂缝处的保温隔热能力大大提高。
2.幕墙节能工程
建筑装饰幕墙主要板材是玻璃,但玻璃因自身材质的原因导热系数大,对保温隔热及节能环保造成很大的困难,因此是公共建筑玻璃幕墙保温隔热的一个重大的薄弱环节,为了提高建筑玻璃幕墙的保温隔热性能,我们依然沿用现在流行的中空玻璃,这也是目前玻璃幕墙保温隔热最有效的途径。为了提高建筑玻璃幕墙的保温性能,可通过在型材、链接紧固件等构件表面覆盖隔热材料,在于隐框结构等技术措施相结合,避免形成热桥。我们可以在中空玻璃的中空夹层内可以调节的活动遮阳装置。此装置设在中空夹层内可以节省空间,保护装置延长寿命,在玻璃外部设置手动或自动调节构件,方便我们对中空夹层内的遮阳板的控制。双层幕墙是我们提出的一个新的设想。我们可以通过对双层幕墙中间的空气的控制,来提高或降低内层幕墙的温度,从而冬天减少室内热量的散失,夏天降低内层幕墙的表面温度。我们预计双层幕墙与传统幕墙相比较冬天节省能源40%-50%,夏天节省能源40%-60%。
3.建筑外门窗节能工程
建筑节能测试结果表明,通过建筑外门窗的能量损失约为建筑的一半,其中通过玻璃的能量损失占了75%。在相应的条件下,导致室内能量损失的主导性因素是玻璃的热辐射与传导。衡量门窗节能效果如何,主要是门窗的保温功能和隔热功能。现在的建筑为了加大采光通风面积或者是为了展现自身建筑的外观设计风格,门窗面积设计的越来越大,还有全玻璃的幕墙结构,导致目前门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上(如图2所示)。可见门窗节能是建筑节能的关键,门窗既是能源得失的关键部位,又要用来采光、通风、隔声,还直接关系到立面造型的美观。我们可以通过合理的减小门窗面积,来减少门窗对外墙保温隔热的影响。外墙门窗框部位,应做好预留洞口,安装好门窗后,在洞口四周黏贴聚苯板,门窗与动口之间用弹性闭孔材料填充饱满,防止门窗缝对热量的传导。
三、建筑外墙与现有节能设施
将太阳能光伏设备应用在建筑上,是目前一种全新的概念。现在太阳能热水器已经走进了千家万户,成为一种节能方便的日常工具,而同样是利用太阳能的光伏发电设备却迟迟不能进行大面积的推广。在国外,已经有许多建筑实现了零耗能,我们国家在建筑节能方面已经远远落后。过多的能耗问题不仅浪费了大量资源还造成了环境污染。依靠建筑本身降低建筑能耗是一个非常有效的途径,为解决建筑能耗问题提供了广阔的思路。在建筑上安装光伏方阵并不是第一次提出,早在上海世博会就有公共建筑进行了试验性安装。光伏方阵的应用需要大量的面积,而需要大量电能的城市根本没有办法提供这么多的闲置面积。建筑外墙就解决好这个问题。将光伏方阵安装在建筑外墙上,既不占用空间,太阳能组件还可以成为一种全新的建筑外墙保温隔热材料。这样,就可以一套设备从两个方面实现建筑的节能降耗。未来,建筑物的外围将被充分利用起来,外墙、外窗以及屋面上将会安装满了太阳能热水器和太阳能光伏发电设备。光伏发电设备的成本一直在下降,这也为实现推广提供了有利的条件。
四、结束语
我国还在施行着比较低的节能设计标准,这严重阻碍了低能耗建筑在我国的推广。建设低能耗建筑的高成本也是一个难以逾越的障碍。提高建筑节能标准研发更多的设备,更多的技术是降低建筑能耗的关键。建筑节能已经迫在眉睫,这是一项功在当代利在千秋的伟大革命。我们就是在现有的节能技术上寻找不足,完善技术,学习国外的经验,结合我国的实际国情,探索出一套适合中国的建筑节能体系,以自己的绵薄之力,为我国的建筑节能做出一份贡献。
作者:张速驰 王璐 单位:青岛黄海学院
摘要:随着对节约能源与保护环境的要求的不断提高,建筑维护结构的保温技术也在日益加强,尤其是外墙保温技术得到了长足的发展,并成为我国一项重要的建筑节能技术。目前,在建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温等方法,针对新技术的发展,要加强新型节能材料的开发和利用,从而使建筑节能真正得以实施。
关键词:外墙保温;建筑材料;建筑节能
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。建筑节能还是我国建筑业的一个重要的课题。
一、外墙保温技术
节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。
1.内保温技术及其特点。外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。
但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。
2.外保温技术及其特点。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。
目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。
(1)外挂式外保温外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉
毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。
(2)聚苯板与墙体一次浇注成型
该技术是在混凝土框—剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。
二、外墙保温节能材料
节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张,绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言,通过使用绝热围护材料,可在现有的基础上节能50%~80%。据日本的节能实践证明,每使用1吨绝热材料,可节约标准煤3吨/年,其节能效益是材料生产成本的10倍。因此,有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。
1.绝热材料的性能。绝热,就是要最大限度地阻抗热流的传递,因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。
从材料的组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料;非金属的导热系数小于金属材料;气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料,这对于保温绝热是有利的。公务员之家
从材料的结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时,材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品,要满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~40kg/m3。
2.常用的保温绝热材料。能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。
岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。
三、结语
目前我国外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。