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摘要:保温隔热材料在建筑围护结构设计中起到非常重要的作用。保温隔热材料除具备保温、隔热性能外,还具有较强的抗腐蚀、抗压能力,可以有效抵抗外界不良因素的影响,维护建筑结构稳固性、安全性,延长建筑使用寿命。本文就对保温隔热材料在围护结构重要的应用加以分析探讨,以供参考。
关键词:保温隔热材料;围护结构;安全性
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-05-126
随着技术的完善,相关领域对保温隔热材料的要求逐渐提高,现阶段的保温隔热材料,种类繁多、功能齐全,可结合建筑施工要求科学选择材料种类,以优化建筑性能,满足大众需求。
1建筑保温隔热材料的特点
保温隔特材料就是具备保温和隔热效果的材料,前者是为阻止热能向外流失,后者则是阻挡外界多余热能进入室内,维持室内温度平衡。该类型材料多以封闭性空桩结构构成,空隙内填充较多空气,导热系数低,不会因外界环境温度变化而变化。尤其是在冬夏较为分明的地区,保温隔热材料的应用能够在外界温度较高环境下,阻挡外界热能进入到建筑内部,维持内部舒适性,并在温度较低环境下,减少内部热能向外的散失,维持室内温度。
将保温隔热材料应用到建筑围护结构中,对于建筑外墙结构质量、室内温暖舒适性有着积极作用。当前生产的各类型保温隔热材料较多,具备耐久性强、抗压能力高、耐腐蚀性强等特征,有助于延长建筑的使用寿命。
2保温隔热材料在围护结构的应用
某住宅建筑工程,因所在地区冬季较为寒冷,需要科学设置围护结构,以保证建筑内部空间舒适性。住宅建筑共5层,地上4层,地下1层,建筑面积约在3122米,地下一层高度2.2米,上层建筑平均高度3米,体型系数为0.29。建筑内部使用的采暖方式以散热器采暖为主。在设计围护结构时,了解到建筑外墙厚度在370毫米左右,以实心黏土砖砌筑,内墙面采用石灰麻刀砂子打底。内外墙均进行涂料涂刷,并未做任何保温处理。本项目是对原有结构存在问题加以改造升级,选用合适的保温隔热材料,优化外墙围护结构性能,解决建筑存在的热能损失问题。
2.1建筑现状
在了解建筑围护结构主体的传热系数时,采用热流计法和动态数据分析方式,得出精准的传热系数。测试时间设定在一月份,每半小时对建筑内外墙温度变化加以测量。正月温度变化平稳,室内温度基本保持在23摄氏度,室外温度则在2摄氏度以内。此时测量外墙、屋面的热传导系数,分别在1.23、0.78、4.24,均超出规定范围,与现有的节能要求不相符。另外,该建筑的窗结构以单玻璃铝合金筒为主,气密性较差,存在严重的热能散失问题。
在围护结构设计中,应充分考虑上述问题,科学选择保温隔热材料,减少热能损耗。根据对建筑结构的了解,参照现有数据资料,以及热工计算展开综合分析评定,要求改造设计方案中结构达到65%的节能目标,提高建筑居住舒适度。
2.2改造方案
在本项目设计和建设中,为实现节能目标,加大新材料、新技术、新工艺的应用,从墙体、屋面、门窗三方面尝试保温改造,以优化建筑保温隔热性能,降低热能散失率。方案具体内容包括:
1)墙体工程
墙体工程中,为完善外墙结构性能,可选用模塑聚苯保温板和发泡水泥保温板,前者燃烧性能控制在B1级,后者的燃烧性能控制在A级。改造过程中,要保证原本外墙结构质量,尽可能不破坏外墙结构承载性能,增强保温效果,降低能源损耗。同时设计中要求编制完整的应急解决方案,快速处理施工中存在的安全隐患,以提升外墙承重效果,维护建筑的安全性。
2)屋面工程
屋面改造中,选择的保温隔热材料为燃烧等级在B1级的硬质泡沫聚氨酯,改造作业中除要维护原结构质量外,还需对屋面坡度予以科学把控,及时修补破损区域,这要求在改造后不允许任何人进入屋顶。改造中需要对屋面的排水系统加以重新调整,防水等级提升到二级。
3)门窗工程
原建筑使用的是单玻璃铝合金外窗,由于气密性较差,结构稳定性不高,使得建筑在供暖时出现较为严重的热能损耗现象,这样不仅无法维持室内居民的正常生活,降低舒适度,还会带来严重的能源损耗,不利于建筑行业的发展。为此,在改造工程内,将原有的窗结构更换成中空玻璃塑料平开窗,该结构中选择的窗玻璃为三层中空玻璃结构,厚度分别为5、9、5毫米。窗边框与墙体连接密实度较强,中间空隙部位直接利用塑封胶条加以封堵,降低热能散失的可能。经检测,该窗结构的物理性能完全符合设计规范要求,可有效突显节能效果。
4)节能设计
在本次围护结构设计和建设中,为改善保温隔热效果,对门窗结构、门窗与墙体比例进行科学规划与处理,结合所在地区特征优势,尝试科学调整和优化,以加强建筑的节能性。同时准确计算围护结构的传热系数,优化外墙保温性能,从而提高室内环境舒适度,减少热能散失。
3结果分析
在围护结构设计中,为确保保温隔热材料选择的合理性,就需要对建筑节能耗热量加以准确计算,对比分析标准规范要求,注重材料选择合理性。在计算节能耗热量中,建筑耗热量与单位建筑的围护结构传热耗热量、空气渗透耗热量及内部得热情况有直接关系,其中内部得热参数一般取值每平方米3.8W,空气渗透耗热量则要根据空气比热容、空气密度、换气次数和体系进行准确计算。围护结构传热耗热量则与室内平均温度、采暖期室内平均温度、围护结构传热系数、传热修整系数以及建筑和维护面积有直接关系。通过对上述数据的收集,计算得出最终节能耗热量在每平方米14.88W左右。在该地区规定限制内,设计内容符合规定要求。
4结语
保温隔热材料在围护结构中的应用,不仅是为了增强建筑内部舒适性,还可达到节能降耗控制目标,深化建筑实用价值。为此,专业人员应加大对保温隔热材料选用的重视力度,参照建筑实际情况,做好建筑结构内部建設和改造工作,优化建筑的保温隔热性能,从而改善人们的生活品质,促进建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]付波,张鑫.保温隔热材料在围护结构的应用研究[J].新型建筑材料,2019,046(001)
[2]王福森.保温隔热材料在建筑外墙外保温中的应用研究[J].装饰装修天地,2019,000(005)
[3]李紫微.基于GA-BPNN的节能居住建筑多目标优化模型构建研究[D].内蒙古科技大学,2019.
[4]龚佳康,郑梦莲,赵俊雄.PCM-空气隔热系统应用于户外逆变器模拟[J].能源工程.2020,(4).35-41,54.
[5]董璐玮.秦岭河谷型乡镇仿古建筑围护结构优化设计研究[D].长安大学,2019.
[6]邸芃,巨斌.寒冷地区装配式建筑外围护结构节能设计研究[J].新型建筑材料,2018,(1).5-8,36.
[7]王坤,刘川.改性发泡水泥保温板外墙外保温工程应用技术[J].新型建筑材料,2015,(11).50-53.
[8]李海鹏.建筑围护结构节能材料的应用及前景分析[J].建筑工程技术与设计,2015,(22).1971-1971.
关键词:保温隔热材料;围护结构;安全性
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-05-126
随着技术的完善,相关领域对保温隔热材料的要求逐渐提高,现阶段的保温隔热材料,种类繁多、功能齐全,可结合建筑施工要求科学选择材料种类,以优化建筑性能,满足大众需求。
1建筑保温隔热材料的特点
保温隔特材料就是具备保温和隔热效果的材料,前者是为阻止热能向外流失,后者则是阻挡外界多余热能进入室内,维持室内温度平衡。该类型材料多以封闭性空桩结构构成,空隙内填充较多空气,导热系数低,不会因外界环境温度变化而变化。尤其是在冬夏较为分明的地区,保温隔热材料的应用能够在外界温度较高环境下,阻挡外界热能进入到建筑内部,维持内部舒适性,并在温度较低环境下,减少内部热能向外的散失,维持室内温度。
将保温隔热材料应用到建筑围护结构中,对于建筑外墙结构质量、室内温暖舒适性有着积极作用。当前生产的各类型保温隔热材料较多,具备耐久性强、抗压能力高、耐腐蚀性强等特征,有助于延长建筑的使用寿命。
2保温隔热材料在围护结构的应用
某住宅建筑工程,因所在地区冬季较为寒冷,需要科学设置围护结构,以保证建筑内部空间舒适性。住宅建筑共5层,地上4层,地下1层,建筑面积约在3122米,地下一层高度2.2米,上层建筑平均高度3米,体型系数为0.29。建筑内部使用的采暖方式以散热器采暖为主。在设计围护结构时,了解到建筑外墙厚度在370毫米左右,以实心黏土砖砌筑,内墙面采用石灰麻刀砂子打底。内外墙均进行涂料涂刷,并未做任何保温处理。本项目是对原有结构存在问题加以改造升级,选用合适的保温隔热材料,优化外墙围护结构性能,解决建筑存在的热能损失问题。
2.1建筑现状
在了解建筑围护结构主体的传热系数时,采用热流计法和动态数据分析方式,得出精准的传热系数。测试时间设定在一月份,每半小时对建筑内外墙温度变化加以测量。正月温度变化平稳,室内温度基本保持在23摄氏度,室外温度则在2摄氏度以内。此时测量外墙、屋面的热传导系数,分别在1.23、0.78、4.24,均超出规定范围,与现有的节能要求不相符。另外,该建筑的窗结构以单玻璃铝合金筒为主,气密性较差,存在严重的热能散失问题。
在围护结构设计中,应充分考虑上述问题,科学选择保温隔热材料,减少热能损耗。根据对建筑结构的了解,参照现有数据资料,以及热工计算展开综合分析评定,要求改造设计方案中结构达到65%的节能目标,提高建筑居住舒适度。
2.2改造方案
在本项目设计和建设中,为实现节能目标,加大新材料、新技术、新工艺的应用,从墙体、屋面、门窗三方面尝试保温改造,以优化建筑保温隔热性能,降低热能散失率。方案具体内容包括:
1)墙体工程
墙体工程中,为完善外墙结构性能,可选用模塑聚苯保温板和发泡水泥保温板,前者燃烧性能控制在B1级,后者的燃烧性能控制在A级。改造过程中,要保证原本外墙结构质量,尽可能不破坏外墙结构承载性能,增强保温效果,降低能源损耗。同时设计中要求编制完整的应急解决方案,快速处理施工中存在的安全隐患,以提升外墙承重效果,维护建筑的安全性。
2)屋面工程
屋面改造中,选择的保温隔热材料为燃烧等级在B1级的硬质泡沫聚氨酯,改造作业中除要维护原结构质量外,还需对屋面坡度予以科学把控,及时修补破损区域,这要求在改造后不允许任何人进入屋顶。改造中需要对屋面的排水系统加以重新调整,防水等级提升到二级。
3)门窗工程
原建筑使用的是单玻璃铝合金外窗,由于气密性较差,结构稳定性不高,使得建筑在供暖时出现较为严重的热能损耗现象,这样不仅无法维持室内居民的正常生活,降低舒适度,还会带来严重的能源损耗,不利于建筑行业的发展。为此,在改造工程内,将原有的窗结构更换成中空玻璃塑料平开窗,该结构中选择的窗玻璃为三层中空玻璃结构,厚度分别为5、9、5毫米。窗边框与墙体连接密实度较强,中间空隙部位直接利用塑封胶条加以封堵,降低热能散失的可能。经检测,该窗结构的物理性能完全符合设计规范要求,可有效突显节能效果。
4)节能设计
在本次围护结构设计和建设中,为改善保温隔热效果,对门窗结构、门窗与墙体比例进行科学规划与处理,结合所在地区特征优势,尝试科学调整和优化,以加强建筑的节能性。同时准确计算围护结构的传热系数,优化外墙保温性能,从而提高室内环境舒适度,减少热能散失。
3结果分析
在围护结构设计中,为确保保温隔热材料选择的合理性,就需要对建筑节能耗热量加以准确计算,对比分析标准规范要求,注重材料选择合理性。在计算节能耗热量中,建筑耗热量与单位建筑的围护结构传热耗热量、空气渗透耗热量及内部得热情况有直接关系,其中内部得热参数一般取值每平方米3.8W,空气渗透耗热量则要根据空气比热容、空气密度、换气次数和体系进行准确计算。围护结构传热耗热量则与室内平均温度、采暖期室内平均温度、围护结构传热系数、传热修整系数以及建筑和维护面积有直接关系。通过对上述数据的收集,计算得出最终节能耗热量在每平方米14.88W左右。在该地区规定限制内,设计内容符合规定要求。
4结语
保温隔热材料在围护结构中的应用,不仅是为了增强建筑内部舒适性,还可达到节能降耗控制目标,深化建筑实用价值。为此,专业人员应加大对保温隔热材料选用的重视力度,参照建筑实际情况,做好建筑结构内部建設和改造工作,优化建筑的保温隔热性能,从而改善人们的生活品质,促进建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]付波,张鑫.保温隔热材料在围护结构的应用研究[J].新型建筑材料,2019,046(001)
[2]王福森.保温隔热材料在建筑外墙外保温中的应用研究[J].装饰装修天地,2019,000(005)
[3]李紫微.基于GA-BPNN的节能居住建筑多目标优化模型构建研究[D].内蒙古科技大学,2019.
[4]龚佳康,郑梦莲,赵俊雄.PCM-空气隔热系统应用于户外逆变器模拟[J].能源工程.2020,(4).35-41,54.
[5]董璐玮.秦岭河谷型乡镇仿古建筑围护结构优化设计研究[D].长安大学,2019.
[6]邸芃,巨斌.寒冷地区装配式建筑外围护结构节能设计研究[J].新型建筑材料,2018,(1).5-8,36.
[7]王坤,刘川.改性发泡水泥保温板外墙外保温工程应用技术[J].新型建筑材料,2015,(11).50-53.
[8]李海鹏.建筑围护结构节能材料的应用及前景分析[J].建筑工程技术与设计,2015,(22).1971-1971.