节能材料范文
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篇1
Abstract with the development of the energy conservation and protect environment requirements of the continuous improvement, building maintenance structure heat preservation techniques have also been strengthened, especially the external wall insulation technology has made great progress, and become an important building energy saving technology in China, according to the development of new technologies, to strengthen the development and utilization of new energy-saving materials, so to really implement building energy conservation.
Keywords building energy saving building materials
S210.4
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、建筑节能发展现状及其发展潜力
我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2 ̄3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计标准前,一个采暖期的平均能耗为 30.1 瓦 /平方米,执行节能标准后,一个采暖期的平均能耗为20.6 瓦/平方米,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11 瓦 /平方米。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤 1800万吨, 直接经济损失达 70亿元。我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时机。2001年,世界银行在《中国促进建筑节能的契机》的报告中提出,从 2000 ̄2015年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期, 预测到2015 年民用建筑保有量的一半是 2000年以后新建的。 据建设部科技司的分析, 到2020 年底, 全国新增的 300亿平方米房屋建筑面积中, 城市新增130亿平方米。如果这些建筑全部在现有基础上实现50% 的节能, 则每年大约可节省 1.6亿吨标准煤。在 400多亿平方米的既有建筑中, 城市建筑总面积约为138 亿平方米左右,普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题,节能潜力巨大。
二、几种节能途径
1.墙体节能 墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16W/(m2·K),而常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
2.门窗节能外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:
(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
(2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
(3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
(4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
3.屋面节能在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法 的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为0.04~0.06W/m·K;蓄热系数为0.90~0.11m2·K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术效果。
4.利用太阳能地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的0.6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。
5.夜间通风夜间通风的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
三、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。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。
四、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。我国是能源稀缺国家,节能是我国的一项战略决策,建筑节能是住宅建设发展的方向。只有人口、资源和环境协调发展,才是可持续循环发展的最佳途径。
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篇2
【关键词】建筑,节能材料,检测
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
一、前言
近年来,我国在建筑节能材料与检测方面虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强建筑节能材料的使用和检测的力度,对确构建可持续发展战略有着重要意义。
二、常用的建筑节能材料
中国建筑材料工业协会提供的材料显示,目前我国每年建成的新建筑中,大多数仍属于高能耗建筑,单位建筑面积采暖能耗为气候相近国家的3倍左右,我国建筑能耗占全国能源消耗大约30 %,发展建筑节能材料已刻不容缓。目前我国的建筑节能材料主要有:水泥混凝土砌块、加气混凝土砌块、轻质复合墙板等。它们多是由废弃的建筑材料重新加工生产而来,经过特殊的工艺加工,使得其具有了特殊的性能,不仅在各个方面提高了建筑物的性能,起到了环保的作用,同时也降低了造价,具有良好的经济效益。
1、保温砂浆
保温隔热砂浆是以水泥膨胀珍珠岩等为主体材料,并添加纤维素等其他外加剂的复合保温隔热材料 具有强度高产品不燃,而且由于多孔 导热系数极低,和易性好 保温隔热性能好成本低加水拌和后粘聚性好,易施工等特点,对墙面处理过的房屋夏季室内气温比未处理过的房屋低,空调能耗节约 左右,且每年的空调运行时间可比未处理前缩短 左右,是夏热冬冷地区节能建筑较理想的复合保温隔热材料,是新一代绿色环保的保温材料
2、聚苯乙烯泡沫板
根据成型工艺产品一般包括 和板种类型经加热预发后在模具中加热成型或挤压成型的白色物体其有微细闭孔的结构特点主要用于建筑墙体屋面保温,复合板保温,冷库空调车辆船舶的保温隔热,地板采暖,装潢雕刻等用途非常广泛
3、硬质聚氨酯防水保温材料
聚氨酯保温复合板是由两层防水彩色涂层钢板或其它金属作面板,中间注入阻燃型聚氨酯硬质泡沫复合而成,是当今世界公认的最佳隔热保温材料,可用大型工业厂房仓库展览馆体育馆冷库净化车间等各种建筑的屋面和墙体,集保温 隔热承重防水于一体色彩丰富,造型美观 具有自重轻承载能力高保温隔热性好防火性能好使用灵活的优点。
4、混凝土空心砌块、混凝土多孔砖混凝土空心砌块、混凝土多孔砖是建筑砌块的主要品种,由于中间中空或多孔有一定的隔热保温性能,加之制取方便 ,生产工艺成熟 ,砌筑简单,因此成为国内外主要的墙体材料加气混凝土砌块:单一材料墙体即可达到 的目标广泛用于框架结构住宅的填充墙或与砖墙组成复合墙体。
三、导热系数检测的影响因素
导热系数是评价保温材料绝热性能的主要技术依据,其物理意义为:在稳态传热条件下,当其两侧温差为10℃时,在单位时间内通过单位而积的热量。测量材料导热系数的方法主要分为稳态法和非稳态法,依据国家标准《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法(〔旧10294- 88(以下简称《标准》),我们采用基于稳态法的平板导热系数测定仪测定材料的导热系数。试验过程中我们发现如下几个影响试验结果的因素
1.冷热板夹紧力和试件厚度
《标准》指出,平板导热仪应配备可施加恒定压紧力的装置,以改善试件与板的热接触或在板间保持一个准确的间距。测定绝热材料时,施加的压力一般不大于2.5kPa。但实际情况是,目前多数仪器均不配备可显不恒定压紧力的装置,试验者无从判断夹紧力大小。夹紧力不同,则导致试件尤其是可压缩试件测定状态的厚度不同,给试验结果带来误差,依据《标准》,由于热膨胀和冷、热板的夹紧力,试件的厚度可能在变化,因此,建议在实际的试验温度和压力下测量试件厚度二或在装置之外,重现试验条件下试件所受压力,测量其厚度
对于可压缩试件如半硬质玻璃棉板或矿棉板,为了减少误差,我们采用厚度反控制夹紧力的方法,即先将样品置于压力机上,施加规范规定的夹紧力,记录该夹紧力时试件的厚度;然后将试件置于平板导热仪中,通过夹紧后厚度调节,反推知夹紧力基木达到要求,然后进行试验。对仪器进行定期校核检查时所使用的标准板为中碱玻璃,它是通过离心喷咀工艺制成5-7μm的纤维,然后通过改性酚醛树脂处理而成它也容易被压缩。仪器进行标定时,标准板所受夹紧力大小与其厚度同样影响试验结果,使得校正系数的不确定度增加,这样就给样品测定结果再一次带来误差。所以,建议仪器标定时对标准板的夹紧力应通过较多的试验取得,最好同时与其它单位进行相互比对试验
2.冷、热板设定温度的选择
传热过程与冷、热板的温度差有关,温差不同,试验结果不同。温差的选择应按照被测材料产品标准选择,若产品标准中无具体说明,则按照被测试件的使用条件来选择。另外,还需综合考虑试验环境温湿度以及所采用仪器的性能要求。对于冷板不配备制冷装置的仪器,要求冷板设定温度要高于室温对于冷板配备既可加热亦可制冷装置的导热仪,其冷板设定温度也不宜与环境温度温差太大,若温差太大,加之上海地区环境湿度较大,夹板顶部容易出现结露现象。而对于热板只能加热不能制冷的仪器,试验时热板温度设定不可低于环境温度。因此,试验时,我们只能在满足规范要求的前提下,结合试验环境和仪器的实际情况,来选择合适的冷、热板温度进行试验。
四、建筑节能材料检测的方法探讨
1、 胶粉聚苯颗粒保温浆料检测
胶粉聚苯颗粒保温浆料、玻化微珠保温浆料检测胶粉聚苯颗粒保温浆料由胶粉料和聚苯颗粒组成,玻化微珠保温浆料由玻化微珠为骨料和改性干粉粘结剂均匀混和形成的单组份干混砂浆,施工时加水搅拌均匀,抹或喷在基层墙面上,其保温性能和力学性能都与干密度密切相关。干密度试件尺寸: 胶粉聚苯颗粒保温浆料为 300mm×300mm×30mm、玻化微珠保温浆料为 70.7mm×70.7mm×70.7mm,抗压强度试件尺寸均为 100mm×100mm×100mm。
制备保温浆料标准试件,应按产品说明书中规定的比例或生产商推荐的水料比混合搅拌制备拌合物,按照规范规定的拌制办法搅拌均匀,允许用油灰刀沿插捣数次,然后将高出部分的拌合物沿试模顶面削去抹平。试件成型后用聚乙烯薄膜覆盖,并按要求进行养护。
2、胶粘剂、抹面胶浆检测
将填涂胶粘剂、抹面胶浆的水泥砂浆块试样的胶粘剂、抹面胶浆层向上,水平置于标准砂浆上面,然后注水到水面距离砂浆块表面约5mm 处,静置7d 后将试件取出并侧面放置24h,在50℃±3℃恒温干燥箱内干燥,然后于试验条件下放置24h后进行试验。
3、耐碱网布检测
国家建筑工程行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149- 2003 中试样按 《增强材料机织物试验方法》GB/T7689.5- 2001 表 1 规定制备并测定初始断裂强力 F0和断裂伸长值。将耐碱试验用的试样全部浸入 23℃±2℃的 5%NaOH 水溶液中,试样在加盖封闭的容器中浸泡 28d;取出试样,用自来水浸泡 5min 后,用流动的自来水浸泡 5min,然后在60℃±5℃恒温烘箱内中烘 1h 后,在试验环境中存放 24h,测试试样的耐碱断裂强力。
五、结束语
建筑节能材料的应用与检测在现代社会中是至关重要的,因此,在建筑工程的后续发展中,要不断提高节能材料的使用,加强对材料检测的重视,严格进行管理,促进社会的可持续发展。
参考文献
[1].新型节能型建筑材料的发展方向[J].现代经济信息(学术版),2009,(01)
篇3
关键词:建筑节能;外墙保温技术;节能材料
中图分类号:C94 文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)06-0359-02
1 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。
1.1 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。
1.2 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。外挂式的保温材料有岩(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。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。由贝聿铭先生设计的中国银行总行办公楼的外保温就是采用的这种设计。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一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型,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,聚苯板起保温作用,可减少围护保温措施。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。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋,L型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能比较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节省了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都采用了钢丝网架,造价较高,且钢材是热的良导体,直接传热,会降低墙体的保温效果。我们对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体进行了试验研究。试验结果表明,在混凝土中水泥浆量合适的条件下,直接自用混凝土作为粘接剂来粘合聚苯板是完全可能的。当我们对聚苯板的背面进行处理之后,其与混凝土的粘接力进一步提高(其平均粘接强度可以达到0.07Mpa,而且破坏均发生在聚苯板内)。此技术取消了钢丝网架,其保温性能提高,而且板的成本再次降低。在经过对其长期耐久性论证之后,工程中可以推广使用。
(3)聚苯颗粒保温料浆外墙保温。
将废弃的聚苯乙烯塑料(简称EPS)加工破碎为0.5-4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。例如与聚苯板外保温相比较,每平方米可降低25元左右。在天津云琅新居高层外墙保温工程中采用的就是此种技术。此外,节能保温墙体技术中还有墙体做成夹层,把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可以现场发泡)等填入夹层中,形成保温层。
2 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,可在现在的基础上节能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。外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护,开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的有效措施。目前世界各发达国家,均对绝热材料的生产和应用十分重视,之所以建筑节能工作做得好,与他们重视和发展保温材料是分不开的。
2.1 绝热材料诉性能
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,一般有机高分了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型的无机材料,这对于保温绝热是有利的。
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,材料的导热系数的比较小的。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。
由于孔隙的存在,材料的潮湿的环境下,不可避免地要吸水,而水的导热系数(0。5815W/MK)比静止空气的导热系数(0。0233W/MK)要大很多,因此,当环境温度增大时,材料的平衡含水率增大,材料的导热系数将会降低。所以作为保温绝热材料,材料自身的吸湿率要尽量低,如不可避免时,要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。
另外,保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度,其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。
2.2 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。它们的性能对比见表1。
岩(矿)棉和玻璃保护网有时统称为矿物棉,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,其搞拉强度也低,耐久性比较差。
玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,但其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉为高。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好,机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。
硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能,它的导热系数之低(0。025W/M•K)是其化材料所无法与之相比的。
同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能,由于不需要额外的绝缘防潮,简化了施工程序,降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃,这就限制了它的使用。
聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。
保温胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装,使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒,充分搅拌后形成塑性良好的膏状体,将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便,保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品,也可以以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,这对于防制白色污染、保护环境十分有益的。但此种保温材料吸水率较其他材料为高,使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成,可长期有效控制防护裂缝的产生。
3 结语
篇4
实心黏土砖的生产不符合国家节能节地政策,必将逐渐被淘汰。但从甘肃全省范围来看,当前承重墙的墙体材料主要还是黏土实心砖、黏土空心砖和混凝土小型砌块等。这是因为甘肃地处世界黄土堆积层最厚的黄土高原上,生产烧结黏土砖的黄土相当丰富。在经济比较落后的非中心城市,过去有许多生产黏土砖的砖厂,这些乡镇企业生产技术成熟,如转产多孔砖,将在改善材料热工性能、提高建筑舒适度、节能节地等方面取得成效。从这些情况考虑,经济欠发达的非中心城市发展烧结多孔砖及其结构体系,在今后相当一段时间内将是一项可行的技术方案。目前,甘肃省已经制定出相应的规程及构造图集,今后只要进一步加强生产企业的管理,提高产品质量,保证措施配套,多孔砖结构体系在多层住宅建筑中还将是一个比较经济可行的方案。
由于甘肃省建筑结构体系在节能节地方面的还存在不足,寻求一种在多层建筑领域内能替代烧结黏土砖的结构材料,一直是建筑科技工作者的一项重要任务。近10年来,借鉴国内外经验,得到了一个基本共识,即从综合因素(包括节能节地等方面)考虑,以水泥、砂、石为基本材料的混凝土小型空心砌块是传统烧结黏土砖的最主要替代产品。生产混凝土小型空心砌块所用的骨料(砂石)系地方材料,在我国西北地区均比较普遍,所用的胶结料(水泥)系我国的长线产品,砌块生产既可以采用大型机械化生产线,也可以采用中小型机具,而且质量一般可以得到保证。另外,经过这些年的研究,可以认为,通过芯柱、构造柱与圈梁等可靠连接,小型砌块结构完全可以满足甘肃地震区对结构抗震性能的要求。尽管混凝土小型空心砌块在使用中还存在一些问题,但从长远的眼光来看,混凝土小型空心砌块必将在西北经济欠发达地区得到进一步的发展。
2、几种墙体材料经济技术指标分析
现以陇东学院6#、7#学生公寓楼和2#实验楼的结构材料方案为例比较几种墙体材料的经济技术指标。
陇东学院6#、7#学生公寓楼为6层砖混结构,单体建筑面积均为5786.03m2。根据研究需要,结合工程实际,6#学生公寓楼墙体材料采用黏土多孔砖(240mm×115mm×90mm),7#学生公寓楼墙体材料采用黏土实心砖(240mm×115mm×53mm),然后对这两种方案进行经济测算和对比分析。
陇东学院2#实验楼为5层框架结构,建筑面积为9883.03m2,基础采用钢筋混凝土柱下交梁基础。根据研究需要,结合本工程实际,内隔墙除采用轻质五防板外,其余填充墙体材料采用了黏土空心砖(240mm×240mm×115mm)和混凝土小型空心砌块(390mm×290mm×190mm)两种方案,然后对这两种方案进行经济测算和对比分析。
1、测算内容及范围
墙体所消耗的砖、砂、石及人工指标和墙体材料的物理、热工性能指标,其中,学生公寓楼墙体体积2507.37m3,实验楼墙体体积836.98m3。
2、测算依据
现行甘肃省预算定额,庆建发[2004]69号文件2004年第一期建设工程一类材料指导价。
3、测算结果与经济技术指标分析(见表1、表2)
4、结论
(1)墙体采用黏土多孔砖比之采用黏土实心砖,可降低造价2036.75元,单位面积造价降低0.35元/m2,降低率为0.6%;可节约1102个工日,节约率为25.9%。
(2)墙体采用黏土多孔砖比采用黏土实心砖可节约黏土31.9%,减少用地,降低能耗,满足建筑节能的要求;墙体自重可减轻22.0%,基础宽度可随之减小,工程造价也将随之降低;黏土多孔砖与黏土实心砖的强度等级相当。这是因为,黏土多孔砖与黏土实心砖相比,虽然孔洞的客观存在减少了砖的有效承载面积,但由于挤出成型时压力较大,黏土多孔砖外壁的致密度提高,补偿了因承载面积减小造成的强度损失。
(3)黏土多孔砖与黏土实心砖相比,导热系数降低了48.8%,传热系数降低了16.7%,热惰性指标提高了31.9%,保温隔热性能显著提高。
(4)墙体采用混凝土小型空心砌块比采用黏土空心砖可降低造价27393.34元,单位面积造价降低1.15元∕m2,降低率为2.2%。
(5)混凝土小型空心砌块与黏土空心砖相比,强度高,表观密度小,墙体自重减轻2.7%,可降低对基础的承载要求;在减轻建筑物重量的同时,还可以节约原材料;体积大,可提高砌筑工效,加快施工进度;避免使用黏土,可达到保护环境、治理污染、节约土地、节约资源的目的。
(6)混凝土小型空心砌块与黏土空心砖相比,导热系数降低了32.4%,传热系数降低了17.1%,热惰性指标提高了7.6%,保温蓄热效果好,可以满足《节能设计标准》规定的热工性能要求。
(7)采用混凝土小型空心砌块与采用黏土空心砖相比,可以实现墙体材料生产由高能耗向低能耗转化、由重型向轻型转化、由小体积向大体积转化、由挖土毁田向节能利废转化的目标。
3、西北欠发达地区节能墙体材料的前景
(1)烧结黏土多孔砖是在普通烧结黏土实心砖的基础上发展起来的,两者的生产工艺基本接近。承重用多孔砖的空洞率一般约为25%~30%,强度有7.5、10、15、20、25、30等几个等级,目前主要有PK型和DM型两种。PK型多孔砖的主规格尺寸为240mm×115mm×115mm,导热系数为0.5~0.7W/mK,其中的PKI型是甘肃省早期用作多层住宅承重墙体的主要材料。PK型多孔砖的生产工艺简单,价格低廉(仅比普通空心砖略高),墙体承重也有所减轻(约比普通空心砖墙体降低20%),墙体热阻也比普通实心砖要大,是甘肃省为满足第一阶段节能要求而推荐的主要承重材料。但是由于这种产品墙体热阻提高不多,一般厚度为370mm的墙体仍然不能满足第二阶段节能的要求,因此,建材生产部门在PK型多孔砖的基础上,进一步增大块体的空洞率(大于30%),并使其主规格尺寸与当前提倡的建筑模数相吻合,生产出主规格尺寸为190mm×190mm×90mm的模数多孔砖(即DM砖),其导热系数经测定可达0.3~0.5W/mK。在寒冷地区,一般厚度(400mm)可基本满足第二阶段节能的要求,且生产成本增加不多。应当说,烧制模数多孔砖在今后相当一段时期内,在我国西北经济不甚发达、并且黄土资源又很充裕的地区,还是一个相对可行的墙体结构方案。
(2)普通混凝土小型空心砌块的原材料是水泥、砂、石,生产规模可大可小,无需大量挖土,同时由于空洞率较大(一般均大于40%),墙体的重量相对于实心砖要轻一些。近几年来,混凝土小型空心砌块在我国西北地区得到了长足的发展,有些地区已发展成为承重墙体的主要材料。不过,混凝土小型空心砌块发展水平极不均衡,在甘肃省非中心城市,承重用的混凝土小型空心砌块才刚刚开始起步,仅有少数几家单位在筹备生产线。可以预见,从西北地区范围来看,混凝土小型空心砌块作为承重墙体的主要材料必将得到进一步发展和完善,并逐步取代黏土实心砖和黏土多孔砖,在多层住宅建筑中得到广泛地应用。
4、几点建议
搞好建筑节能是既经济又合理的民心工程,应该动员全社会共同努力,加快实现预期节能目标。根据西北经济欠发达地区当前情况,提出以下几点建议。
(1)推行建筑节能必须是政府行为。目前,绝大部分建筑的建设者、使用者和管理者三方面是分离的,经济上没有直接的利害关系,建设者往往着眼于少花钱多盖房子,重建筑面积,轻使用功能。如果采用建筑节能措施,虽增加了少量投资,却能取得很大效益。所以,从持续发展的战略出发,从维护国家的整体利益和人民群众的长远利益出发,建筑节能必须进行政府干预。
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关键词:房屋建筑;节能材料;应用;节能施工技术
一、房屋建筑节能施工常用材料
(一)建筑砌块。建筑砌块是房屋建筑施工中普遍应用的一种节能材料,其在房屋建筑施工材料中具有很多的优势,如重量轻、抗震效果好等。建筑砌块主要应用于地基施工处理中,在地基施工处理过程中,应用建筑砌块时需要使用的砂土量比较少,施工效率相σ步细摺=ㄖ砌块的主要材料是粉煤灰,其在节能和环保的优势下可以有效的提高建筑企业的经济效益。
(二)烧结空心砖与烧结多孔砖。在房屋建筑施工过程中,烧结空心砖与烧结多孔砖能够起到很好的保温效果,其是在自然材料的基础上焙烧形成的,自身重量较轻,施工过程中需要的泥沙量也相对较少,能够在施工过程中节约更多的空间。但是,烧结空心砖与烧结多孔砖在实际的应用中也存在一定的区别,烧结空心砖可以应用于不需要承重的施工中;烧结多孔砖的强度高于烧结空心砖,在实际的施工中效果更佳。
(三)石膏墙板。石膏墙板在建筑工程施工中进行应用能够在使用时间上进行保证,同时,在施工中,具有非常好的稳定性,在使用中非常的结实,不会出现被损坏的情况,具有很好的防火性能,在稳定性方面也非常好。因此,在很多的建筑工程施工中得到了广泛的应用。
(四)玻璃棉以及玻璃制品。玻璃棉是一种无机纤维,在建筑工程施工中进行应用主要是其具有很好的热导效果,同时,在隔热效果以及防腐蚀性方面比较好。因此,在建筑工程施工中经常被用作关键部分。
二、房屋建筑节能技术的应用
(一)屋面节能施工技术。房屋建筑施工中的屋面节能施工技术在实际的施工过程中要遵循因地制宜的基本原则,并针对实际的施工情况制定科学、合理的施工方法。比如:在我国南北地区气候差异性较大,节能施工技术的应用过程中,按照工程施工地区的气候进行节能施工技术的选择,在夏热冬冷的地区,需保证其屋面的保温及其隔热效果,在屋面上设有通风隔热层,加强对其高效保温材料地应用。以此同时,在屋面节能施工过程中,要选择容量高、导热和吸水性好的节能施工材料,加强对屋面节能施工过程中施工工艺的监督和管理工作,并结合实际施工情况和施工设计要求,对屋面厚度和坡度进行科学、合理的调整,从而保障屋面的整体施工质量和施工效果。
(二)墙体保温节能施工技术。墙体保温施工处理在房屋建筑的施工中具有重要作用,墙体保温节能施工技术的应用对建筑工程整体的节能施工具有重要意义。在墙体保温节能施工过程中,要对墙体的内部和外部都进行保温节能处理,一般来说,墙体的内部保温节能施工技术相对于外部节能施工技术来说相对比较简单,但是内部的保温效果不如外部的保温效果好;外部的墙体保温施工相对于内部的保温施工来说,用到的材料更少,但是,一旦施工操作不当,很容易引发外部保温材料的开裂和脱落,导致材料的使用寿命降低。
(三)门窗节能施工技术。门窗节能施工技术在现代房屋建筑的节能施工中应用越来越普遍。面对人们对房屋建筑采光需求的提高,房屋建筑的门窗需要预留的面积不断加大,导致房屋建筑节能施工的难度也不断增加。在实际工程项目的施工中,基本上都是采用各种手段,使得门窗保温的效果、采光效果更好。主要内容:1、房屋建筑的门窗节能施工时,应注重对节能环保型玻璃的使用。辐射较低的玻璃。这种玻璃与一般的玻璃相比,不仅有着一层半导体氧化物质,太阳能也能投射出,进而增加室内温度及其照明的质量;2、对门窗的大小进行合理设置,因为大门窗虽在采光方面有着较大优势,但是门窗较大其缝隙也更大,在一定程度上增加了散热的效果;3、提升门窗与墙壁接触位置的气密性,进而控制房屋室内的温度,可采用泡沫型的塑料密封条进行设置,以保证门窗的密封性。
(四)新型节能材料与技术。在房屋建筑工程的施工中,对新型节能材料的应用也是节能施工技术的应用关键。在工程施工设计的时候,采用了节能环保新材料,极大的促使节能施工技术应用。科学发展水平的不断提升下,节能环保材料也在不断的优化升级,逐渐成为工民建施工节能地必要条件。但是与现阶段对节能材料应用性的研制也不够,材料性能和国外相比,还存在着差异性,多数的节能材料都需要购置国外的。在国家节能环保不断重视,我国正在逐步增大新型材料开发力度,加大了新型材料研制的工作,并且取得了较大成绩。
(五)绿色能源的运用。地源热泵技术。在房屋建筑物中,空调系统节能实现就十分重要,必须充分地利用地源热泵的技术,工作原理就是应用地表层中储存地能量,实现对温度的调节。因为室内气温变化幅度较大,地表下低温状态较为稳定。一般情况下,一年都保持低温恒定,在夏季建筑物中的多余热量便会持续排除,这个时候,大地就是吸收热量,进而使得建筑物温度维持在一定范围。其技术应用,可以有效的减少能耗,有着环保的功能,利于日常维护。
三、结语
总而言之,建筑工程节能施工是以后建筑行业发展的趋势,因此,在施工中对建筑节能材料以及节能施工技术进行重视非常必要,在节约能源的同时,也能更好的促进建筑行业发展,保证经济快速发展。
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关键词:节能评价;温度阻尼率;相变蓄能建筑材料;节能效率
建筑行业进入新世纪以来呈现良好的发展势头,在诸多创新性建筑手段中,利用相变潜热来储存与调用能量已经成为建筑行业大力发展的项目之一。相变蓄能材料对温度的调节建立在其发生相变过程时优秀的能量交换率。
一、评价依据及方法
建成的建筑物在使用过程中,主要是维持室内温度这个方面耗费能量,所以要想节能,就要在维持室内温度的方面着手。避免由于制冷与制热造成的能量过度损失。而相变物质正是具有优秀的热量调节性能,可以将能量进行可控地吸收与输出,能够有效地控制室内的温度,避免空调系统耗费较大能量,所以才被广泛使用在建筑物节能方面。
建立健全有效的评价系统,开展相变蓄能建筑材料节能评价工作,灵活地根据相变蓄能建筑材料的特性来改变节能系统的工作原理。本文主要研究了间接法和直接法这两种主要的节能方法。
二、评价指标
2.1 温度阻尼率
在间接评价方法中,温度阻尼率是一个十分重要的方法。此方法合并了温度的保持方法与节能量二者,以时间为基础对节能效果进行评估。由于在我国建筑行业,普遍规定的室内舒适温度为十六到十八度,低于人体舒适温度二十五度,因此当室内温度比十六度还要低时,建筑物通常自行进行集中供暖。而相变点蓄能建材的施用能够避免室内温度出现急剧变化,将室温维持在较舒适的水平,这种能够对室温进行调节的作用就是温度阻尼作用。
为了使得到的数据便于统计,我们在计算时通常忽略室内外的热量交换,而仅仅考虑墙壁对热量的阻隔作用,以及壁面对热量的传导。忽略墙内壁与室温之间的温度差异,外壁与气温之间的温度差异,假设温度不影响热导率λ,而在室内,温度的改变也仅仅沿着垂直于壁面的方向,把墙体的瞬时导热问题转化为状态较为稳定的平面墙壁传热问题。
2.2 节能效率
节能效率直接以对比试验的形式测定了相变蓄能建筑材料对建筑物的节能所做出的贡献,并将其以数据的形式表现出来。由于建筑物与环境之间时刻存在着能量的传递,所以室温的维持要依靠空调系统,而空调系统的使用就意味着大量能量的流失。因此我们制定了节能效率这一标准对相变材料的节能效果进行评估。
节能效率η为相变材料储存与释放的的总能量与维持室温所消耗的总能量的比值。
反观建筑物的采暖,由于温度阻尼的影响,合适的室温通常可以延长较长时间,在一般情况下,使用供暖系统的时间被压缩,进而节约电量。而在没有使用相变蓄能材料的建筑里,为了保持室温的合适,需要使用空调系统来进行调节,进而造成了较大的能量耗费,而采用了蓄能建材的建筑则在这方面的消耗有所减少。
三、指标的测定
3.1 选用装置
仔细分析建筑材料的温度阻尼率,可以发现在进行指标测定时,降温环境的构建是必要的,以测定室温从高温降到十六度所需要的时间,并记录在这个时间内所花费的电量大小。可以使用气候箱来构建相同的外部环境,并在气候箱内建筑“房屋”,接通适量的电阻丝来发热,构成一个与现实世界相似的建筑系统。为了确保取得的数据之间可以横向比较,要保证实验的环境相同,构建实验设备的材料也要相同。在测量的时候,所用的实验材料与现实的相变材料的成分要相同。
在搭建好实验样板之后,在实验箱中构建起样板模型,其相变温度设为tm,使用太阳或者人工光源进行照射,加热实验箱体内的空气,箱内温度升到tc之后,相变材料由于温度过高融化成液态,然后将电阻丝放入实验箱体之中,保持其温度不变为 ts,并比前几个温度都要低,这样就可以保持较低的外界温度。准备完成之后使用空调系统对两个实验箱体同时降温,当温度降至材料的相变温度tm的时候,材料的相变反应开始,阻碍箱体内环境温度的下降,记录对照箱体温度下降至tp所需要的时间,并使用电参数测定仪来确定温度下降至此消耗的电能之和,通过连续十二小时的实验,最终计算得出加热器消耗的电能之和,使用温度测试仪来记录实验箱体内部气温的变化情况。使用上述方式可以较为精确地测出相变蓄能建筑材料的阻尼率。
3.2 试验步骤
实验中的蓄能物质使用了羧酸混合物,在室温二十度的条件下就可以触发相变反应发生,每克能够产生133J的相变热。在实验中,将石膏板放入温度为七十度的干燥箱中,并记录其重量,接着加热到四十度,混合蓄能物质与石膏板,是蓄能物质充分进入石膏板中,二者充分相互渗透之后,在石膏板表面涂上足够的防水涂料,待其表面沉淀成膜,一块崭新的相变蓄能石膏板就诞生了。在另一组实验箱体中,架设大小、重量等实验数据都与实验组相同的石膏板进行对照,以方便得出实验结果。
3.3 结果与思考
实验结束后进行数据汇总,结果发现,架设了相变材料的箱体中,温度由二十五度降至十六度花费了270分钟,而没有假设任何材料的对照组中,在温度变化相同的条件下,花费的时间为330分钟,由此可见相变材料对温度的保持作用是十分明显的。根据相关公式可以计算得出材料的温度阻尼率γ约为22%,充分肯定了相变物质对室温的保持作用,可以将室温保持在调节之前的水平,并增长其变化时间,起到了空气调节器的作用,避免过多地使用到采暖设备,以免耗费过多电能。
上述分析显示了阻尼率与节能效率之间的显著差异,二者的侧重点不同,一个使用了相变物质来改变建筑材料的作用,使其可以自我对温度进行调控,阻止了室温的极具性改变,使在室内的人感到舒适惬意。阻尼率的高低直接决定了建材的舒适性高低,其阻尼率越高,就意味着更高的自我调节能力,也能更好的保持室内舒适度;而节能效率扎根于蓄能建材本身,其评价体系直接以能量为基础,所得到的数值越高,就具有更好的节能效率。
四、总结
在充分了解蓄能建筑材料的工作原理,以及以实验的方式摸清了如何使室温的舒适程度满足人类日常生活需求之后,直接提出阻尼率与节能效率这两个概念,以此来评价蓄能建筑材料的节能效果高低。实验者自己动手制造了相变石膏板等实验设备,进行了评价指标的研究,取得了一定的成果。(作者单位:沈阳城市学院)
参考文献
[1]王智宇 林旭添 陈锋 王小山 阮华 樊先平 钱国栋;相变储能保温建筑材料的制备及性能评价[J];新型建筑材料;2011年11期
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【关键词】建筑节能;墙体保温材料;性能;应用
前言
近年来,随着建筑行业的迅速发展,引起了很多建筑能耗问题,国家已经针对这种情况,颁布了一些与节能相关的政策和标准规范,充分强化了建筑节能的必要性和重要意义。从某种程度上说,这种建筑节能已经成为了市场经济建设中的关键环节。我们应该合理选择保温材料,提高建筑的保温性能,减少能耗,从而促进建筑行业更快更好的发展。在建筑中,护结构的热损耗较大,我国地域辽阔,严寒地区及寒冷地区的外墙保温技术显得尤其重要,有必要对建筑节能墙体保温材料的性能及应用进行认真的研究和分析。
1建筑节能墙体保温材料的应用技术及发展现状
在过去几十年,我国主要采用珍珠岩、复合硅酸盐以及有机复合材料来对墙体进行外保温。北方地区的冬季寒冷,采暖耗能大,更重视墙体的保温,因此这些材料在北方地区的应用具有较大的发展前景。为了进一步加强节能功能的效果,我国也在对节能标准给予不断的完善和强化,从而提高产品的性能。但是上述产品的性能指标很难达到相关的标准和要求。部分从业企业的生产规模小,生产设备也较落后,生产过程的控制要求不符合相关的要求,这就导致在实际的施工过程中,很难对其质量给予严格的控制。随着市场的进一步发展,国内也加强对新型的节能技术和节能材料的开发,例如应用于外墙保温的各种泡沫塑料保温材料。在建筑物的隔热方面,我们采用了硬质聚氨酯以及泡沫塑料等等。这类保温材料具有较低的导热性和吸水率,隔音性能较为良好。因此,其在外墙保温系统中具有较为显著的应用效果。在实际的市场使用过程中,我们还会发现,硬质聚氨酯泡沫塑料是目前公认的保温材料,其施工简单具有较好的性价比。这种材料的保温性能优良,导热系数也较低,力学性能也满足实际的应用需求。而且PU泡沫塑料的韧性比较好,在具体的应用过程中,很少产生开裂。这种材料的防水和防潮性能非常好,相比较其它的保温材料而言,具有较好的应用价值。但是这种泡沫材料基本上都是以石油为原材料构成的,在满足建筑保温工程建设使用需求的同时,也会产生较大量的石油消耗。而且这种材料主要的构成成分是有机材料,在使用的过程中就容易出现易燃问题,施工过程不规范或者构造不合理都容易引起火灾事故。
2建筑节能墙体保温材料的应用趋势拓展
2.1有效加强对混凝土砌块墙体保温系统的推广和应用
纵观目前的建筑墙体保温现状,我们会发现,建筑墙体的保温主要是外墙保温以及保温系统和墙体等复合而成。这种复合材料的最大问题就是保温系统和建筑的主体的寿命不统一,通过大量的检测,外保温系统寿命主要为20年左右,而建筑物的使用寿命一般都为50年,这样就衍生出一个问题,外保温建筑在实际的使用过程中面临着二次改造的问题,而且外保温的保护层比较单薄,非常容易损坏,防火性能也比较差。墙体的保温系统是指按照一定的建筑结构,采用合理的材料类型,对相关的墙体性能等物理性能指标进行认真的研究,保证其相关的性能满足实际的要求。而且,通过对设计、材料加工、施工和验收等多个环节给予严格的把关,经过数月的检验,成功地解决质量问题,更好地满足建筑节能的要求。混凝土砌体能够进一步满足建筑的保温节能要求,通过对材料的应用,具有良好的使用性能和耐久性,实现良好的保温效果。
2.2环保建筑材料的研发以及应用
2.2.1木塑复合材料的应用木塑复合材料主要是指将木质纤维和树脂材料按照一定的比例混合,然后经过高温、挤压成型等多个过程中的材料。由于木质纤维和树脂是木塑复合材料的重要组成部分,因此,复合材料也就具有了两者的特性,例如:抗紫外线、稳定性强以及绝缘等等。除此之外,机械性能也要比木质材料好很多。木塑复合材料的隔热性能也比铝合金材料要好很多。木塑复合材料能够防止结冰结霜以及漏水等情况的发生。除此之外,这种木塑复合材料的表面可制造金属和大理石的效果,具有较好的装饰效果。而且这种木塑复合材料不仅具有较好的防水和抗腐蚀特点,还可以进行百分之百再生产,因此,这种应用本身就是一种环保,值得相关人员进行进一步的研究和开发。2.2.2聚苯乙烯泡沫塑料板的应用聚苯乙烯泡沫塑料板用途主要分为两种:①绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板,简称为EPS板;②绝热用挤聚苯乙烯泡沫塑料板,也就是XPS板。前者在实际的应用过程中,经过处理后,可以进行急速加热,实现保温的目的。而且其密度小,质量轻,机械强度高,抗腐蚀性。XPS板主要是以聚苯乙烯树脂作为主要的原料,然后在此基础上,添加少量的添加剂,起到良好的保温效果,而且XPS板耐吸水,抗压能力强,抗腐蚀,具有良好的导热性能。这两种材料都可以通过添加阻燃剂来进一步提高其阻燃性能。聚苯乙烯泡沫塑料板的外形简单,处理方便,而且密度小,具有较好的抗腐蚀性,得到了人们的喜欢。2.2.3聚氨酯硬泡体保温材料的应用聚氨酯硬泡体保温材料主要是一种具有保温和隔热性能的材料,防水性能比较高,具有良好的粘结力。节能保温性能也比较好,其比传统的保温材料具有更好的阻燃性能。而且这种材料在实际的操作过程中较为方便,能够在较短的时间内,实现较好的成型效果。因此,其使用的工期也比较短,其成型的速度非常快,受到外界的影响小,有良好的环保效果。2.2.4无机玻化微珠保温砂浆的应用无机玻化微珠保温砂浆是目前市场上应用最多的保温材料,其以玻化微珠作为主要的材料,以水泥为胶凝材料,同时添加适量的添加剂,经过均匀的混合形成,其导热系数小,重量比较轻,具有较好的保温和防火隔热性能。这种材料达到了国家的防火等级要求,在使用中很少会发生破坏,提高了工作效率和保温效果。因此在实际的使用过程中,我们要提高对此材料的利用率,对相关的成本给予严格和有效控制。而且这种材料在实际的应用过程中,对于墙体基层的平整度要求比较低,这给施工带来了更大的便利。
3结语
综上所述,建筑节能墙体保温材料的性能是决定建筑材料在何种状况下,以何种方式,实现保温的关键条件,建筑墙体保温材料的有效应用可以提高材料的利用率,实现了节能的目的,具有较好的应用效果。为此,相关人员应该对其给予足够的重视。我们在对其进行应用的过程中,应该对相关的保温材料的性能进行有针对性的分析,对材料给予综合利用。这样也可以在一定程度上,促进建筑行业更快更好的发展。
参考文献
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[4]王蒙.谈建筑节能墙体保温材料的性能及应用[J].山西建筑,2013,39(5):96~97.
篇8
关键词:绿色材料;建筑节能;创新
建筑节能是建筑行业获得持续发展的重要渠道之一,因为材料是建筑得以建成的基础,所以在建筑节能方面重点关注建筑材料,创新绿色建筑材料,改变传统材料结构,不断发展新型材料,使用绿色清洁而且可再生的能源,比如太阳能等,这对建筑行业来说能够节约大量的材料成本,对居民来说,更有利于身心健康,对环境来说,污染物将越来越少,因此意义十分重大。
1 建筑节能创新的必要性
建筑行业快速发展带动了我国经济的发展,但是也为我国其他方面的房展带来了不利影响,特别是环境。根据相关资料数据显示,我国建筑行业制造的垃圾所占的比例非常高,而且有些材料对环境的污染非常高,再加之,其不易消解,所以这种消极影响往往是持久性的,因此选择使用建筑节能材料,是建筑行业发展必须选择的一条道路,这对我国社会发展也有积极的意义。绿色材料实际上就是建筑节能材料,大力研发这种材料,是建筑行业做到节能环保的重要手段。绿色材料的应用不仅有利于建筑行业购买材料的成本,而且会使建筑使用者更加的健康安全,因为绿色材料具有重复适用性,也就是可再生性,比如太阳能等,所以建筑成本将大大降低,同时绿色材料具备无污染性,所以不会对建筑使用者身体造成伤害。尽管目前我国的建筑绿色节能环保材料有很多,但是研发人员要更加努力去研发,不断创新,只有如此,建筑行业才能真正的变为绿色行业,无论从哪一个环节都能够做到节能环保,比如新型能源的开发,如何合理的使用地下水等。
建筑行业的发展不能以牺牲任何一方面为代价,否则只会越发展面临的困难越大,所以以绿色材料为出发点,引导建筑行业走向节能十分必要。建筑节能最重要的表现方面就是使用绿色材料,但是因为现阶段绿色材料的研发技术以及人员意识的问题,使得绿色材料还未完全的推广使用,因为这是一个漫长的推广应用过程,在这一过程中,各方都是应该承担起相应的责任,这样才能确保我国的建筑行业稳步发展。
2 建筑节能绿色材料的创新
2.1 墙体材料的节能创新
墙体材料是建筑材料最重要的组成部分,如果其使用的材料节能环保,整个建筑基本上也就实现了节能环保。目前我国的新型墙体节能绿色材料主要有三种,分别为砖、块、板等,类型多样,比较常见的优势粘土空心砖以及加气混凝土等。国外的发达国家绿色节能墙体材料在已得到了普遍的应用,也获得社会公民的认可,而且其还在加大研发力度。墙体材料主要是利用结构的改变来达到节能环保的目的。目前,我国建筑行业中,正在被逐渐推广使用的是墙体材料属于轻质类型,其属于多功能的材料,自身重量低,并且导热系数也比较低,不仅防水、隔音,同时其保温性能以及吸湿作用也十分明显,而且这种轻质材料完全可以大规模生产,易加工,如果能够将此种材料大规模的使用在建筑墙体中,不仅能够减轻建筑自身的重量,同时还能够节约材料,降低消耗。
墙体材料占整个建筑材料一半以上的比例,其中要想不言而喻,其节能环保的作用自然也非常大。在研发绿色节能墙体材料时需要综合考虑各种问题,比如保持生态平衡、节约能源等,这是基本的要求,此外,还应与国家产业发展政策相适应,建筑自身的功能得到有效的改善等。
2.2 新型防水密封材料
近年来,由于多个行业对高质量建筑防水材料的需求,防水密封材料在我国有了较快的发展。目前,防水材料已不单一是纸胎油毡,还包括沥青油毡(含改性沥青油毡)、建筑防水涂料、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国建筑防水材料品种齐全,并且形成了防水材料工业体系。
防水材料是建筑业及其它相关行业所需要的重要功能性材料,是建材工业的一个重要组成部分。对于防水密封材料应重点发展新型防水材料,扩大新型防水材料如:SRS、APP、APO等改性沥青油毡和高分子防水卷材等的市场份额。
2.3 新型节能屋面和门窗
屋面是热量损耗的主要通道,要降低屋面的热量损耗,可以利用导热系数小,吸水率低并且有一定硬度的保温材料,将其铺设在防水层和屋面之间,提高屋面的节能保温性能。可使用加气混凝土块、聚苯板等板块状材料或在浇筑水泥中掺入膨胀珍珠岩、炉渣等散料,利用保温材料减少屋面的热能消耗。
门窗由于经常发生物理热交换和热传导,热能消耗比较大。可通过安装节能门窗,如中空玻璃、Loe玻璃等,保证玻璃的隔热性和气密性,减少热量的流通。在门、窗边框与建筑物之间的缝隙中添加发泡保温材料,减少通过门窗的空气渗透而导致的热量流失,提高建筑的节能保温性能。
目前,门窗的制造材料从单一的木、钢、铝合金等发展到了复合材料,如铝合金-木材复合、铝合金-塑料复合、玻璃钢等。应用比较广的节能门窗品种有:PVC塑钢门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。而玻璃的性能对门窗节能效果影响最大,目前节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。其中的中空玻璃及真空玻璃在节能方面比较突出,尤其在北方建筑,无论是住宅还是厂房与公用建筑均得到了普及,对于冬季室内保暖效果显著。而热反射镀膜玻璃、镀膜低辐射玻璃是近几年发展起来的新型节能玻璃,可见光具有较高的透射率,同时对红外光具有较高的反射率,既可以保证室内的能见度,又能减少冬季室内热量的向外发散,还能控制夏季户外热量过多地进入室内,提供舒适的居住生活环境,这将是未来节能玻璃主要应用品种。目前在南方沿海城市的写字楼已经开始使用,但因为生产成本的原因还没有得到普遍的接受和应用。
虽然我国新型节能建筑材料已得到较快发展,但是与发达国家相比,我国节能材料的普及率较低,国家政策扶持力度不够,其技术水平也与发达国家存在较大差距。这就需要全民共同努力,将我国制造和应用节能建筑材料的水平提高到一个新台阶。
结束语
综上所述,可知目前我国建筑行业正处于推广绿色节能材料的阶段,也就说,绿色节能材料还未得到大面积的普及,这与建筑单位的个人意识有关系,同时与目前的绿色材料研发也有一定的关系,所以建筑节能创新是一项艰巨的任务,需要一起共同努力,才能够完成的任务。
参考文献
[1]郭继军.住宅建筑节能浅谈[J].中国房地产,2003(9).
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关键词:节能保温;建筑材料;影响因素;应用技术
中图分类号: TU5 文献标识码: A 文章编号:
随着全球建筑行业的不断发展,建筑能源的需求化、节能化与探究化等特点愈加明确,如此,才能保障更好地发展建筑行业,实现环保型社会的理念目标。据相关数据显示,我国建筑直接耗能占有社会总耗能的30%,如果加上期间建筑材料生产过程中的耗能,则比例高达46%-47%。处于如此建材能耗背景下,则更加需进行节能保温建筑材料的研究与开发,让其得以广泛地运用到现阶段以及未来的建筑事业上,重视对于选材的严格把关,使其完成整体性的保温、隔湿、气密优异等效果。在应用过程中,强调技术检测分析,从而保障节能保温建筑材料地实际与稳定应用。
一、常见玻璃幕墙节能保温的影响因素
玻璃幕墙作为一种外墙形式,在20世纪80年代被引入我国建筑行业,其作为满足人们采光、通风、风景观赏等需求,更是实现节能保温、隔热防湿、隔音等性能,一直沿用到今日,其遍布我国大中型城市。玻璃幕墙,严格意义上去探析,其将建筑美学、建筑节能保温、建筑材料与建筑风格等因素,进行了一定程度上的整合统一。然而,在对其应用过程中,依旧存在些许缺点:光污染、能耗大,极大地影响了当地人们生活状况。因此,近些年我国不断发展玻璃幕墙新材料与新技术的结合,融入建筑结构、建筑材料与建筑节能保温的综合研究体系中,使其不断地优化与广泛运用,实现其现实重要意义。
1.玻璃材料的研究
玻璃幕墙,其本质材料是以玻璃材料为主,根据常规玻璃幕墙的组成结构,一般性占外立面的85%以上,其中光能转热能的百分比较大,能耗相对较多。因此,作为其本体玻璃材料更是要符合节省能源的标准,从而实现其节能保温的功效。常见的玻璃材料:白玻中空、;单片热反射镀膜、单片白玻、;low-e中空玻璃、;热反射镀膜中空。
2.玻璃幕墙的分类
一般性,对于玻璃幕墙的基本三分类:第一类:框支承玻璃幕墙,包括明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙;第二类:全玻幕墙;第三类:点支承玻璃幕墙,包括金属支承结构点式玻璃幕墙、全玻璃结构点式玻璃幕墙、拉杆(索)结构点式玻璃幕墙。如此分类,其本质是为了让玻璃板块缝隙更好地实现节能保温的性能。以明框幕墙为例,其结构在室内外铝材料之间无其他隔热材料,但相对于隔热断桥铝材料应用于室内外,其具有一道直接的铝材隔热体,来完成对于节能保温的性能。
3.玻璃幕墙的分格
基于玻璃幕墙本身建筑特点,对于玻璃幕墙的分格亦应当考虑室内外功能与视觉上的相得益彰,一般采用分格长宽比在(1:1.2)-(1:1.5)之间,层间设计大于900mm的防火分格,对于柱形以及房间结构设计中,应当尽量设置分格线,精心量取玻璃幕墙结构之间的尺寸、利用率、缝隙大小等方面,从而实现玻璃幕墙的整体气密性,促进房间内部空气流动性,从而保障玻璃幕墙对于建筑的保温作用。
4.玻璃幕墙的设计
玻璃幕墙,作为一种艺术与建筑的结合体,更加强调设计中体现建筑艺术,又能够实现节能保温的性能。其本质在于结合建筑施工项目、建筑地域性、建筑玻璃幕墙等综合方面的相互影响,实现减少玻璃幕墙光热的传感问题。其设计核心,必须遵循两个方面:其一,进行科学化与实际化的玻璃幕墙朝向设计,保障接受太阳直射时间与热度的产生量,对于建筑幕墙本身以及当地人们生活的影响在于可调控范围内,设计玻璃幕墙分散点,尽量采取朝南,不宜直对社区;其二:符合建筑行业节能环保计划,尽量在使用玻璃幕墙过程中,不影响艺术与建筑的结合情况下,以考虑减少玻璃幕墙使用量为基础,严格把握铝合金门窗与玻璃幕墙在整体室外建筑表观面积上的比例,从而实现降低建材能耗。
二、新型结构技术在建筑幕墙节能的设计应用
在我国建筑幕墙发展过程中,近些年来不断地涌现一些新结构技术,并得以初步应用,比如:双层玻璃幕墙、可循环雨水的玻璃幕墙等,其中最为推崇与广泛研究与应用的便是双层玻璃幕墙,其符合未来建筑节能的科学发展观。
双层玻璃幕墙在一般情况下,由内、外双层玻璃幕墙所构成的。内层幕墙,一般性采用明框幕墙或者铝合金门窗;外层幕墙,大致采用隐框、点式玻璃幕墙等。在处理传统玻璃幕墙其能耗高、空气流动差、光污染等问题上,有着其双层幕墙结构特点,提供了优质的采光与通风,增强了室内空气的质量,增强了隔音、隔热、防湿等性能,从而实现能耗的降低。大致计算其进行采暖与制冷时的节能百分比,大约在47%±5%和49%±11%。
双层玻璃幕墙作为已应用的新型结构技术,其未来发展具有广阔的实际应用。现阶段传统的单层玻璃幕墙其传热、传导、空气流通等性能不理想,极大程度上降低了绝大部分建筑师对于玻璃幕墙的使用率。然而,通过双层玻璃幕墙的技术应用,让其拥有更多的现实意义,改变传统的光污染严重、空气流通差、光热能传导过度等问题,减少与阻断其太阳光直射与折射率,构建起一道建筑结构上的遮阳体系,从而实现对整体建筑的节能保温功效。
除此以外,对于双层玻璃幕墙而言,为了能够实现更好地节能保温作用,根据其实际设计建筑结构的不同,采取多种附加遮阳系统,从结构上划分:水平式、综合式、挡板式、百叶式以及垂直式的遮阳结构,为建筑外墙实现遮阳与减热的效果,让其外墙能耗减少,起到节能保温的实际应用。
结语
总而言之,建筑幕墙节能保温,是我国建筑节能环保事业的体现,是实现新型建筑幕墙材料发展的现实研究课题。破除传统玻璃幕墙的缺点,不断地形成新型结构技术的幕墙材提升,不断地提升新型幕墙体材料的应用现实意义,鼓励建筑行业增强其研发力度与应用范围,从而深入我国建材节能保温事业的顺利开展,不断改革与创新,形成其科学发展观,让建筑幕墙产业得以质的发展,从而完善我国的建筑体系。
参考文献:
[1]李杰.双层玻璃幕墙节能辅助设计方法[J].民营科技,2011(01)
[2]邸芃;杨阿丽;王垚.玻璃幕墙建筑的节能研究[J].四川建筑科学研究,2011(06)
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我国的建筑行业非常庞大,传统的建筑材料应用占整体建筑材料的70%以上,可以说传统的建筑材料仍然是主要的建筑材料。它与环保型建筑材料相比较,虽然其应用的范围非常广泛,但是所存在的缺点也非常明显。主要有以下几个方面:其一,传统的建筑材料其组成主要是化工类的材料,这些材料都含有一定的毒性,对人们的身体会造成很大的伤害。其二,所有的传统材料都含有甲醛等刺激性的气体,这些气体的危险性在孩子的身上体现得最为明显。其三,传统的建筑材料其成本很高,根本没有办法做到环保的相关属性。
2运用环保型建筑节能材料的必要性
随着人们对环保建筑节能材料的重视,使得节能材料逐渐地有了自身的应用市场。而从长远的发展角度来看,在建筑领域运用环保型建筑节能材料是非常有必要的。其表现主要体现在以下几个方面:其一,环保型建筑节能材料对清洁生产来说非常必要。现阶段应用环保型建筑节能材料逐渐成为未来的发展趋势。因此,我国的很多建筑材料产业都做了自身产业方面的升级,使自身所生产的材料能够具备环保节能的相关特性。因此对环保型节能建筑材料的应用,我们要充分的理解清洁生产的作用。其二,环保型建筑节能材料符合我国节能减排的相关政策。目前我国制定了节能减排的相关政策,主要是号召全社会创建低碳的生活。随着环保理念的不断深入,环保型建筑节能材料的应用也越来越多。而在我国的政策上,节能减排可以说是一项基本的政策,正在逐渐促使多个行业转变其发展模式,所以应用环保型建筑节能材料符合我国节能减排的相关政策要求。其三,环保型建筑节能材料对节约资源能耗非常有必要。我们应用环保型建筑节能材料就是为了确保建筑的环保特性和节能特性,可以说环保型建筑节能材料的应用过程就是一个能够满足节约能源和降低能耗的过程。所以,我们要对环保型建筑节能材料应用有一个清晰的了解,以确保节约和降低能耗目标的实现。
3环保型建筑节能材料的发展
现阶段环保型建筑节能材料的发展主要是朝着低成本的方向发展,因为目前困扰环保型建筑节能材料应用的一个突出问题就是新材料的研发费用非常高,这也就导致了材料的制造成本始终处于较高的状态,只有一些小型的环保节能材料在小范围内进行应用。所以,想要真正的做到大规模的使用环保型建筑材料,就要降低研发的成本和制造环保型建筑节能材料的成本。
4环保型建筑节能材料的应用
4.1新型节能墙体材料
新型的墙体材料主要分为三大类:分别是砖、块、板。在这三类墙体材料中,轻质墙体材料的导热系数很小,保温的性能也非常好,能够大幅度的降低建筑物自身的自重,减少材料以及能源的消耗。目前我国的大部分建筑中,大量的墙体都还是运用的传统钢筋混凝土、水泥砂浆等表现形式,但是由于水泥和钢筋都具有快速传导的特性,如果将水泥和钢筋大面积的用到建筑物上,就会对建筑的节能造成很大的影响,也会造成大量的建筑能耗。墙体是护结构的主体,所用材料的保温性能能够直接影响到建筑物的耗热量,目前我国基本上都是以黏土砖作为墙体的基本材料,但是黏土砖这一墙体材料并不能够满足设计的相关标准,所以要进一步推广复合墙体等新型的节能材料。
4.2新型节能屋面及门窗