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摘要:我国既有建筑及每年新建建筑量巨大,加之居住人口众多,建筑能耗占全国能耗的1/4以上,特别是高能耗建筑大量建造,建筑能耗的增长远高于能源生产的增长速度,尤其是电力、燃气、热力等优质能源的需求急剧增加。鉴于建筑用能的严重浪费,抓紧建筑节能工作是国民经济可持续发展的重大课题。建筑节能的众多领域中,外墙保温技术作为一种新兴的建筑节能技术,有着广阔的发展前途,大力推广外墙保温技术不仅可以提高人民居住条件,从而提高了人们的生活质量和生活水平,还可以节约能源和资源,提高能源和资源的利用率。
关键词:建筑外墙保温技术建筑节能
中图分类号: TU767 文献标识码: A
一、建筑能耗
1.建筑耗能的定义
建筑能耗有两种定义方法:广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工,一直到建筑使用的全过程能耗。狭义的建筑能耗,即建筑的运行能耗,就是人们日常用能,如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗,他是建筑能耗中的主导部分。
2.建筑耗能的影响因素
1)室外热环境的影响:建筑物室外热环境,即各种气候因素,通过建筑的围护结构、外门窗及各类开口直接影响室内的气候条件。与建筑物密切相关的气候因素为:太阳辐射、空气温度、空气湿度、风及降水等。
2)采暖区和采暖度日数:采暖区是一年内日平均气温稳定低于5℃的时间超过90天的地区。采暖区与非采暖区的界线大体为陇海线东、中段略偏南,西延至西安附近后向西南延伸。
3)太阳辐射强度:冬季晴天多,日照时间长,太阳入射角低,太阳辐射度大,南向窗户阳光射入深度大,可达到提高室内温度,节约采暖用能的效果。
4)建筑物的保温隔热和气密性:建筑围护结构的保温隔热性能和门窗的气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。围护结构的传热热损失占70%-80%;门窗缝隙空气渗透的热损失占20%~30%。加强围护结构的保温,特别是加强门窗,包括阳台门的保温性和气密性,是节约采暖能耗的关键环节。
5)采暖供热系统热效率:采暖供热系统是热源热网和热用户组成的系统。采暖供热系统热效率包括锅炉运行效率和管网运送效率。锅炉运行效率是指锅炉产生的可供有效利用的热量与其燃烧煤所含热量的比值。在不同条件下,又可分为锅炉铭牌效率(又称额定效率)和锅炉运行效率。室外管网输送效率是指管网输出总热量与管网输入总热量之比值。
二、建筑节能的含义
能源是人类赖以生存和发展的基本条件。20世纪70年代的石油危机,对石油进口国的经济发展和社会生活产生极大的冲击,给发达国家敲响了能源供应紧张的警钟。同时能源大量消费造成了了大气污染和全球温室效应,生态环境迅速恶化。
节能,是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。这既是《中华人民共和国节约能源法》对:“能源”的法律规定,也是国际能源委员会的节能概念。
节能不能简单地认为只是少用能。节能的核心是提高能源利用效率。从能源消费的角度,能源效率是指为终端用户提供的能源服务与所消耗的能源量之比。
建筑节能是指通过采取合理的建筑设计和选用符合节能要求的墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,这样所建造的房屋,与没有采取节能措施的房屋相比,在保证相同的室内热舒适环境条件下,它可以提高能源利用效率,減少建筑能耗。
世界上“建筑节能”的概念曾有过不同的含义,自从1973年发生世界性石油危机以后的30年,在发达国家,建筑节能经历了三个发展阶段:第一阶段,成为在建筑中节约能源(energy saving in buildings ),意思是减少建筑中能量的散失,在我国成为建筑节能;第二阶段,称为建筑中保持能源(energy conservation in buildings),意在建筑中减少能源的散失;第三阶段,近年来,普遍称为在建筑中提高能源利用率(energy efficiencyinbuildings ),也就是说并不是消极意义上的节省,而是从积极意义上提高利用效率。在我们中国,现在仍然通称为建筑节能,但其含义应该进到第三阶段的内涵,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率。
三、民用建筑外墙保温技术的类型及应用
墙体节能保温技术关键之处就是外墙保温。外墙保温结构主要分为四种:外墙自保温、外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温。
1、外墙内保温
外墙内保温就是将保温材料置于外墙内侧,相当于在建筑结构的内部设置了一个保温层,这个保温层(保温材料)一般采用苯板、聚合物保温砂浆、石膏保温砂浆等,此保温方式在进行建筑节能的保温施工的初期应用非常广泛,技术也相对比较成熟。
外墙内保温的优点:
1)对建筑物垂直度要求不高,外墙面无耐候要求。由于保温材料的位置处于墙体内侧,垂直度与否不影响保温材料的施工及其保温功能的发挥,且外界的大气污染和雨水侵蚀无影响。
2)施工便利,施工进度快。保温材料被楼板分隔开来,且在一个高度范围内进行施工,无限搭设脚手架。室内连续工作面不大,还不受外界天气的影响,有利于提高施工效率。
3)安全性较高。保温材料的外侧构造均为难燃建筑材料组成,对于防火要求较高的建筑物有很好的安全性能。
4)造价较低。
2、外墙自保温
外墙自保温就是指墙体自身的材料具有隔热阻热的功能发挥作用的保温材料其实就是墙体的一部分,相当于在同一外墙的内、外侧墙片之间增加了保温材料。而这个充当墙体的保温材料科采用粘土砖、加气硅砌块等。
外墙自保温的优点:
围护和保温合二为一,无需另外附加保温隔热材料,在完成建筑施工后又满足保温节能要求。
外墙自保温的缺点:
1)保温材料强度较低,抗裂性能不好,长时间会产生裂缝。
2)并且在实际的工程中,此保温方法在建筑的整体稳定性与节能要求上很难达到统一:保障了整体稳定性,易产生冷热桥问题;解决了冷热桥问题,砌体和承重结构的变形难以统一,影响整体稳定性。
3)在使用砌体的结构中,实际填充墙所占比例有限,保温效果有限。
3、外墙夹芯保温
外墙夹芯保温简言之就是苯板与硅一次性交织成的符合墙体即在模板中间放置苯机在苯板的左右两侧浇筑硷,使其稳定的练成一体充当节能保温墙体。
墙夹芯保温的优点:
1)可代替加气混凝土砌块作为填充结构,解决加气混凝土砌块在施工中存在着灰缝不密实和裂缝等质量问题。
2)绝热保温性能优于内保温技术,其绝热保温效率能达到50%~75%
3)墙体与保温层一次成活,夹芯部分厚度可调,保温和墙体一次成活,工效提高,施工便利。
4)造价较低。
外墙夹芯保温的缺点:
1)热桥的影响会削弱墙体绝热性能。
2)墙体较厚,增加公摊面积,从而减少实际使用面积。
四、EPS板薄抹灰外墙外保温系统
1、构造
以聚合物砂浆做胶粘剂,将EPS板固定在墙外侧(必要时可用锚栓做辅助固定,但胶粘剂应承受全部荷载),并在外表面涂刷聚合物抹面胶浆,以保证薄抹灰外墙外保温系统的机械强度和耐久性(如图1所示)。由于聚苯板的膨胀系数和面胶浆的线膨胀系数不同,所以必须使用耐碱的纤玻网格布,将其铺设在抹面胶浆中,形成薄抹灰增强防护层,以提高防护层的机械强度和抗裂性。
图2-1 EPS板薄抹灰系
2、适用范围
1) EPS板薄抹灰外墙外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统,EPS板导热系数较小,可满足严寒地区节能设计要求,广泛用于寒冷地区和严寒地区。
2)从经济方面考虑,该系统适用范围是设计要求EPS板厚度≥3cm的地区。若按节能50%计算,在夏热冬冷地区或夏热冬暖地区,选用<3cm厚的EPS板,EPS板薄抹灰外墙外保温系统就不是经济的节能选择方案。
3)用于各种新建民用建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑的节能改造。
4)用于多层建筑和高层建筑。
3、技术要求
1)基层墙体的挠度不应超过L / 240 ( L为建筑层高或开间)。
2)在墙体的某些部位有抗冲击要求时,需对该保温系统进行加强措施处理。即在该系统的标准网布下再增设加强网布。
3)为了保证墙体的透气性能,基层墙体内表面不宜采用不透气材料,如乙烯类墙纸。
结语:
由于外墙外保温的优越性越发被各界所认识和接受,中国进行外墙外保温施工的建筑正在快速增加;而且既有建筑的节能改造已经提上日程并开始实施。外墙外保温必然是建筑节能改造的一项有效措施。
参考文献:
[1]顾天舒,谢莲玉.建筑节能与墙体保温.工程力学,2006, (23):167-183
[2]庄剑英.建筑节能与节能建筑材料.建筑节能,2005,(7):47-49
关键词:建筑外墙保温技术建筑节能
中图分类号: TU767 文献标识码: A
一、建筑能耗
1.建筑耗能的定义
建筑能耗有两种定义方法:广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工,一直到建筑使用的全过程能耗。狭义的建筑能耗,即建筑的运行能耗,就是人们日常用能,如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗,他是建筑能耗中的主导部分。
2.建筑耗能的影响因素
1)室外热环境的影响:建筑物室外热环境,即各种气候因素,通过建筑的围护结构、外门窗及各类开口直接影响室内的气候条件。与建筑物密切相关的气候因素为:太阳辐射、空气温度、空气湿度、风及降水等。
2)采暖区和采暖度日数:采暖区是一年内日平均气温稳定低于5℃的时间超过90天的地区。采暖区与非采暖区的界线大体为陇海线东、中段略偏南,西延至西安附近后向西南延伸。
3)太阳辐射强度:冬季晴天多,日照时间长,太阳入射角低,太阳辐射度大,南向窗户阳光射入深度大,可达到提高室内温度,节约采暖用能的效果。
4)建筑物的保温隔热和气密性:建筑围护结构的保温隔热性能和门窗的气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。围护结构的传热热损失占70%-80%;门窗缝隙空气渗透的热损失占20%~30%。加强围护结构的保温,特别是加强门窗,包括阳台门的保温性和气密性,是节约采暖能耗的关键环节。
5)采暖供热系统热效率:采暖供热系统是热源热网和热用户组成的系统。采暖供热系统热效率包括锅炉运行效率和管网运送效率。锅炉运行效率是指锅炉产生的可供有效利用的热量与其燃烧煤所含热量的比值。在不同条件下,又可分为锅炉铭牌效率(又称额定效率)和锅炉运行效率。室外管网输送效率是指管网输出总热量与管网输入总热量之比值。
二、建筑节能的含义
能源是人类赖以生存和发展的基本条件。20世纪70年代的石油危机,对石油进口国的经济发展和社会生活产生极大的冲击,给发达国家敲响了能源供应紧张的警钟。同时能源大量消费造成了了大气污染和全球温室效应,生态环境迅速恶化。
节能,是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。这既是《中华人民共和国节约能源法》对:“能源”的法律规定,也是国际能源委员会的节能概念。
节能不能简单地认为只是少用能。节能的核心是提高能源利用效率。从能源消费的角度,能源效率是指为终端用户提供的能源服务与所消耗的能源量之比。
建筑节能是指通过采取合理的建筑设计和选用符合节能要求的墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,这样所建造的房屋,与没有采取节能措施的房屋相比,在保证相同的室内热舒适环境条件下,它可以提高能源利用效率,減少建筑能耗。
世界上“建筑节能”的概念曾有过不同的含义,自从1973年发生世界性石油危机以后的30年,在发达国家,建筑节能经历了三个发展阶段:第一阶段,成为在建筑中节约能源(energy saving in buildings ),意思是减少建筑中能量的散失,在我国成为建筑节能;第二阶段,称为建筑中保持能源(energy conservation in buildings),意在建筑中减少能源的散失;第三阶段,近年来,普遍称为在建筑中提高能源利用率(energy efficiencyinbuildings ),也就是说并不是消极意义上的节省,而是从积极意义上提高利用效率。在我们中国,现在仍然通称为建筑节能,但其含义应该进到第三阶段的内涵,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率。
三、民用建筑外墙保温技术的类型及应用
墙体节能保温技术关键之处就是外墙保温。外墙保温结构主要分为四种:外墙自保温、外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温。
1、外墙内保温
外墙内保温就是将保温材料置于外墙内侧,相当于在建筑结构的内部设置了一个保温层,这个保温层(保温材料)一般采用苯板、聚合物保温砂浆、石膏保温砂浆等,此保温方式在进行建筑节能的保温施工的初期应用非常广泛,技术也相对比较成熟。
外墙内保温的优点:
1)对建筑物垂直度要求不高,外墙面无耐候要求。由于保温材料的位置处于墙体内侧,垂直度与否不影响保温材料的施工及其保温功能的发挥,且外界的大气污染和雨水侵蚀无影响。
2)施工便利,施工进度快。保温材料被楼板分隔开来,且在一个高度范围内进行施工,无限搭设脚手架。室内连续工作面不大,还不受外界天气的影响,有利于提高施工效率。
3)安全性较高。保温材料的外侧构造均为难燃建筑材料组成,对于防火要求较高的建筑物有很好的安全性能。
4)造价较低。
2、外墙自保温
外墙自保温就是指墙体自身的材料具有隔热阻热的功能发挥作用的保温材料其实就是墙体的一部分,相当于在同一外墙的内、外侧墙片之间增加了保温材料。而这个充当墙体的保温材料科采用粘土砖、加气硅砌块等。
外墙自保温的优点:
围护和保温合二为一,无需另外附加保温隔热材料,在完成建筑施工后又满足保温节能要求。
外墙自保温的缺点:
1)保温材料强度较低,抗裂性能不好,长时间会产生裂缝。
2)并且在实际的工程中,此保温方法在建筑的整体稳定性与节能要求上很难达到统一:保障了整体稳定性,易产生冷热桥问题;解决了冷热桥问题,砌体和承重结构的变形难以统一,影响整体稳定性。
3)在使用砌体的结构中,实际填充墙所占比例有限,保温效果有限。
3、外墙夹芯保温
外墙夹芯保温简言之就是苯板与硅一次性交织成的符合墙体即在模板中间放置苯机在苯板的左右两侧浇筑硷,使其稳定的练成一体充当节能保温墙体。
墙夹芯保温的优点:
1)可代替加气混凝土砌块作为填充结构,解决加气混凝土砌块在施工中存在着灰缝不密实和裂缝等质量问题。
2)绝热保温性能优于内保温技术,其绝热保温效率能达到50%~75%
3)墙体与保温层一次成活,夹芯部分厚度可调,保温和墙体一次成活,工效提高,施工便利。
4)造价较低。
外墙夹芯保温的缺点:
1)热桥的影响会削弱墙体绝热性能。
2)墙体较厚,增加公摊面积,从而减少实际使用面积。
四、EPS板薄抹灰外墙外保温系统
1、构造
以聚合物砂浆做胶粘剂,将EPS板固定在墙外侧(必要时可用锚栓做辅助固定,但胶粘剂应承受全部荷载),并在外表面涂刷聚合物抹面胶浆,以保证薄抹灰外墙外保温系统的机械强度和耐久性(如图1所示)。由于聚苯板的膨胀系数和面胶浆的线膨胀系数不同,所以必须使用耐碱的纤玻网格布,将其铺设在抹面胶浆中,形成薄抹灰增强防护层,以提高防护层的机械强度和抗裂性。
图2-1 EPS板薄抹灰系
2、适用范围
1) EPS板薄抹灰外墙外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统,EPS板导热系数较小,可满足严寒地区节能设计要求,广泛用于寒冷地区和严寒地区。
2)从经济方面考虑,该系统适用范围是设计要求EPS板厚度≥3cm的地区。若按节能50%计算,在夏热冬冷地区或夏热冬暖地区,选用<3cm厚的EPS板,EPS板薄抹灰外墙外保温系统就不是经济的节能选择方案。
3)用于各种新建民用建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑的节能改造。
4)用于多层建筑和高层建筑。
3、技术要求
1)基层墙体的挠度不应超过L / 240 ( L为建筑层高或开间)。
2)在墙体的某些部位有抗冲击要求时,需对该保温系统进行加强措施处理。即在该系统的标准网布下再增设加强网布。
3)为了保证墙体的透气性能,基层墙体内表面不宜采用不透气材料,如乙烯类墙纸。
结语:
由于外墙外保温的优越性越发被各界所认识和接受,中国进行外墙外保温施工的建筑正在快速增加;而且既有建筑的节能改造已经提上日程并开始实施。外墙外保温必然是建筑节能改造的一项有效措施。
参考文献:
[1]顾天舒,谢莲玉.建筑节能与墙体保温.工程力学,2006, (23):167-183
[2]庄剑英.建筑节能与节能建筑材料.建筑节能,2005,(7):47-49