时间:2022-07-26 13:12:41
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇保温材料论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:保温材料屋面
上海锦秋加州花园是由香港远东发展有限公司投资兴建的一个大型住宅小区,其最大的建筑特点是引入美国加州小别墅建筑理念,采用外形充满浪漫情调的异形屋面形式(圆拱型屋面)。但这给屋面保温层的施工带来了诸多麻烦,对保温材料的热工性能、耐久性以及经济性提出了更高的要求。
该工程共分4期,一期工程已于1997年底建成并投入使用,其屋面保温采用的方案是:10cm厚普通混凝土+2cm厚砂浆十5cm厚珍珠岩保温板+2.5cm厚砂浆。该方案存在的缺陷是:
(1)保温材料耐久性不好
(2)施工程序复杂,施工速度太慢
(3)保温材料热绝缘系数较小(仅为0.75m2.K/w),达不到《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定(该规范要求屋面保温材料热绝缘系数不小于0.9lm2,K/W)
(4)珍珠岩板保温工程经济性不良。此外,该工程在保温层上钉2层彩色防水瓦防渗,要求保温层具有良好的可钉性。但该方案中砂浆层性脆,可钉性达不到要求。为此,建设单位迫切要求对这一保温方案进行技术改进,克服上述缺陷。基于目前这一课题的普遍性,我们承担了这一课题的研究攻关任务。
2.高性能复合屋面保温材料的试验研制
《屋面工程技术规范》(GB50207-94)将目前普遍使用的屋面保温层分为松散材料保温层(主要有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等)、板状材料保温层(主要有高分子材料泡沫板、膨胀珍珠岩板等)和整体保温层(主要有水泥膨胀珍珠岩、沥青膨胀珍珠岩等)。总结上述各种保温材料在上海各类建筑工程中的实际应用效果,我们发现:由于与之相应的施工工艺的局限性以及这些材料固有的缺陷,使上述各种保温材料往往达不到《屋面工程技术规范》提出的技术要求:“屋面保温材料应具有吸水率低、表观密度和导热系数较小,并有一定强度。”综合目前国外屋面保温材料的发展动向以及高分子保温材料和混凝土技术的新成果,尤其是考虑到陶粒混凝土具有质轻、保温、耐久性和可钉性好的优点,我们发现采取“高分子保温材料板十高性能陶粒混凝土”技术路线可实现规范对屋面保温材料的各项技术要求,而且可加快施工进度,并取得良好的经济效益。
2.1试验用原材料及其性能
(1)高分子保温材料板:根据异形屋面特点、尺寸以及屋面工程对保温层热绝缘系数的要求在上海某化工厂定制。这种材料密度为20kg/m3,导热系数0.04lW/(m.K),其吸水率为3%,耐水性良好,并具有一定的塑性和强度。
(2)陶粒:常州产粘土陶粒。其筒压强度为4.3MPa,堆积密度为525kg/m3,颗粒表观密度为890kg/m3,空隙率为41%,吸水率为8.2%。
(3)细骨料(A料):为提高经济性,并贯彻执行上海市政府关于综合利用工业废料的有关政策,选用一种工业废渣代替陶砂。这种废渣除颗粒级配不理想外,其它性能均满足《轻集料混凝土技术规程》(JGJ51-90)对轻细集料的要求。
(4)水泥:上海水泥厂产425#矿渣硅酸盐水泥。
(5)掺合料(B料):一种微细工业废料粉。适量掺入可改善陶粒混凝土施工性能和耐久性,尤其可提高混凝土拌和物的稠度。
(6)冷拔钢丝:直径为4mm的冷拔钢丝。
(7)特种纤维(C料):适量掺入可显著提高陶粒混凝土的抗拉强度,防止在结构突变部位产生裂缝。
(8)高效减水剂(D料):一种引气型高效萘系减水剂。
2.2高性能复合保温材料的研制
2.2.1高性能复合保温层的组成方案
参照《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定,再根据建设单位提出的要求以及我们选用的材料的性能,我们提出的高性能复合保温材料组成方案为:5cm厚高分子材料保温板+3.5cm厚高性能陶粒混凝土,其中高性能陶粒混凝土的配制是关键。
2.2.2高性能陶粒混凝土的配制
(1)工程对陶粒混凝土的技术性要求
28d抗压强度达到CLl5等级,干密度不大于1250kg/m3,陶粒混凝土屋面不能开裂,异型屋面陶粒混凝土施工不使用模板。
(2)高性能陶粒混凝上的配制
锦秋加州花园采用“圆拱型”屋面型式,这种屋面型式坡度大,结构上又有突变部位,上浇薄层陶粒混凝土,并使之达到上述技术要求,对配合比设汁提出了新的要求。按照《轻集料混凝土技术规程》(JG51-90)设计的陶粒混凝土(代号为ES-1)无法实现上述目标,为此我们利用现代高性能混凝土和纤维混凝土技术的有关成果进行优化设计和反复试配,配制了2组代号分别为ES-2和ES-3(用于结构突变部位)的高性能陶粒混凝土,满足了工程要求。上述3组陶粒混凝土的配合比及有关性能见表1。
2.3样板工程试验研究
为了对我们设计的施工方案和研制的高性能复合屋面的保温材料进行检验和评估,进行了样板工程的试验研究。样板工程的结构尺寸和形状与实际房型一模一样,浇筑样板工程的屋面结构层并养护至规定龄期后,在结构层上面进行保温层的试验研究。试验研究内容共分3部分:
(1)对施工方案的可操作性、工作效率以及对工程质量的影响等因素进行综合分析,并对其加以改进和完善
(2)按现场施工条件完成屋面保温层的施工,并测定其有关性能
(3)从技术性和经济性两方面对新老屋面的保温方案进行对比研究。
2.3.l施工方案的确定
根据实际施工操作顺序,我们设计了施工方案,通过对现场施工遇到的问题进行研究,并考虑施工工艺对保温材料性能的影响,对方案进行了补充和完善,最终采用方案如下
(1)用特殊材料和特殊工艺高效快速固定保温板,保温板错缝布置,可防裂并加快浇筑陶粒混凝土速度
(2)在保温板上绑扎冷拔钢丝,并使冷拔钢丝从保温板上垫起3cm,固定冷拔钢丝网,使之与保温板形成一个整体,可改善施工质量
(3)严格按规范对陶粒进行预湿处理,严格控制砂率大小及外加剂掺量,按规范和我们研制的配合比浇筑陶粒混凝土
(4)48h后洒水养护14d。
2.3.2新老屋面保温方案对比研究
我们制定的新屋面保温方案为:10cm厚普通混凝土(第1层)+5cm厚高分子材料保温板(第2层)+3.5cm厚高性能陶粒混凝土(第3层)。新老保温方案的耐久性优劣已为实践和研究所证实,因此本文主要对这2个保温方案的热工性能和经济性进行对比研究.
工程应用举例
通过样板工程的试验研究,保温材料的配制得到“了优化,施工工艺得到了改进,香港远东发展有限公司对我们的试验结果非常满意,同意在锦秋加州花园二期屋面工程采用这项科研成果。锦秋加州花园二期屋面工程总建筑面积为29705m2,要求在10~11月完成施工。上海l0~11月份阴雨天气比较多,施工难度较大,但由于我们选用的材料具有很好的耐水性,可以克服阴雨天气给施工带来的不利影响,因此施工单位在45d内就完成了29705m2的屋面保温工程施工任务。而按老方案进行屋面保温工程施工,至少需要75d才能完成施工任务(据一期工程推算)。达到规定龄期后,经质检部门鉴定,该屋面保温工程各项性能指标均达到或超过有关规范规定的数值。
结论
(1)本项目采用新保温方案,使上海锦秋加州花园二期屋面保温工程取得了良好的技术经济效果。
关键词:建筑,墙体,节能新技术,展望
0.引言
所谓建筑节能,最初是指减少建筑物中能量的流失,现在则普遍称为“提高建筑物中的能源利用率”,即在保证提高建筑物舒适度的前提下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。它所界定的范围是指建筑使用能耗,包括空调、采暖、照明、家用电器、炊事等方面的能耗。目前,我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段,工业的增长、城镇化进程的加快、居民消费结构的升级,使得我们对能源、经济资源的需求更加迫切。而在建筑领域,我国建筑能耗占全社会商品能耗的比例已经由1978年的10%上升到目前的30%,单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍以上,超过所有发达国家的总和,已成为世界第二大能源消耗国。由此可见,建筑节能是我国构建资源节约型社会,实现可持续发展战略的重要环节。墙体节能技术是建筑节能的关键,本文探讨了建筑墙体节能新技术发展与展望。
1.建筑墙体节能技术发展现状
1.1单一材料保温技术
单一材料,即采用保温,隔热性能较好的产品作为墙体材料。如框架结构或者内浇外砌(内墙为现浇钢筋混凝土剪力墙)结构中用加气混凝土砌块做外墙,同时满足结构和保温隔热的功能要求。一般说来,单一材料保温是较为经济与合理的形式。因为可以把保温与建筑的围护结构的功能合二为一,减少了单独设立保温层的施工工序和相关费用。但是这种方法要注意保证墙面抹灰的质量,要避免空鼓,开裂和脱落现象。尤其是砌体结构和框架之间极易产生裂缝的地方要注意,在砌体沉降稳定后常用抗剪玻璃纤维网布增加易产生裂缝处抹灰层的强度。就夏热冬冷地区而言,能够代替单独保温材料的热工要求的墙体材料并不多。因为要求材料保温性能好,往往是轻质,密度小的材料;而轻质密度小的材料不仅仅要满足一定的结构强度,还同时要满足隔热的需要。对隔热指标的判定,其中最重要的热惰性指标一项跟材料的密度密切相关,密度大的材料,其热惰性指标较好。因此在两个互相矛盾的要求之下,能满足两方面的需要的材料,达到平衡的材料目前只有加气混凝土砌块。尽管如此加气混凝土的保温性能也只能达到要求目前节能50%的要求,对下一步节能再节能30%就无能为力了。
1.2内保温墙技术
外墙内保温即在外墙内侧(室内一侧)增加保温措施。免费论文参考网。这是一种常见的外墙保温方式。它对材料性能,配套技术要求不太高,而且易于施工维修,造价也比较低。但是在夏热冬冷地区这样湿度比较大的地区,内保温的保温层容易受潮而降低保温性能,而且内墙表面过湿也不利于人体健康。相对来说施工要比外保温施工要复杂,主要是因为在门、窗过梁、圈梁、钢筋混凝土柱、构造柱、支承在墙上的楼板等部位的墙上的热桥难以进行良好的保温处理。若采用内保温处理,尤其湿度较大的时候,这些部位在寒冷的冬季往往会出现结露,不仅使该部位附近的保温材料受潮,而且受潮的部位会逐渐扩大,结露的面积也越来越大,甚至在受潮区部位出现长霉,发黑,不仅影响室内美观,而且影响居室卫生。
另外外墙做内保温还有其他的缺点:如采用内部位的建筑在进行二次装修时候往往会破坏原有的保温层,这将会降低保温节能效果;在进行外墙内保温时候,往往会影响工程进度。如内装修及厕所卫生洁具,以及部分电气管道的安装都要在保温工程完毕之后才能进行;外墙内保温同时造成建筑主体结构直接暴露在温差变化大,干湿变化大的大气环境中,墙体变形大,变形应力对结构的影响大,所以更容易引起墙体或保温层开裂;外墙内保温由于受到热桥较多影响,需要加强保温层的厚度才能达到相应的节能效果,故要多用较多的保温材料,也就会提高保温工程的造价;采用内保温的外墙,在外墙内侧悬挂或者固定物件(暖气片、空调器、窗帘盒、管道等)较为困难,而且对保温层的破坏也较大。
图1 内保温墙示意图图2 外保温墙示意图
1.3外保温墙技术
外保温即墙体外侧(室外一侧)增加保温措施。其具有以下优点:它能有效地切断外墙上的混凝土圈梁、构造柱形成的热桥。提高外墙保温的整体性和有效性,防止外墙内表面在冬季出现结露:外保温做法把容重比较大的结构材料层设置在室内一侧,重质材料热容量大,在非稳定传热的时候对室内空气有一定的调节作用,从而能提高房间的热稳定性;同时能提高外墙内表面的温度,较好地改善室内的热舒适环境;采用外保温,能对外墙的主体结构层起到良好的保护作用,而不受室外周期性变化的空气温度和太阳辐射的影响;把保温材料放在密实结构材料层的外侧,符合围护结构防潮设计原则,外墙内部不会存在冷凝水而影响保温材料的性能;外保温更加适合已有建筑的保温节能改造,保温施工不用进入室内就可以完成,对住户的干扰少。
同质的保温材料,用于外墙外保温和内保温,其保温效果也是不一样的。达到同样的保温效果,当采用外保温时候,外保温的保温材料也比内保温少,其原因有:
①保温层用于外侧,在冬季,保温层处于较低温度(与内保温相比)下使用(所以虽是同一保温材料和同一厚度),在这种条件下它的导热系数较小,这就在一定意义上提高了该保温材料的热阻值。②保温层用于外墙的外侧,在冬季其含水率较低(与内保温相比),导热系数也更小,实际热阻值也更大。这是因为在冬季室外空气的绝对湿度比室内空气的绝对湿度要小得多,处在室外一侧的保温材料的平衡含湿率也小得多所致。③保温层用于外墙的外侧,在冬季保温层两侧的温差较大,在单位保温层厚度上形成的温度降低也大,即保温梯度大,这是外保温比内保温优越的又一重要原因。尤其是热桥部位更加突出。免费论文参考网。
总之,外保温基本消除了“热桥”的影响,保温效果好;不容易产生冷凝现象,使墙体潮湿的情况得到改善;外保温同时能保护主体结构,延长建筑物的寿命;而且既适应于新建建筑,又便于对既有建筑物进行改造和施工,适用范围广;与内保温比较,外保温的热工效率较高,室内温度稳定,热环境好,不占用室内空间,对保护主体结构有利,同时相对减少保温材料的用量。
当然,由于采用保温层,其要固定在外墙整个高度上,较内保温那样一层一层地分别固定在外墙主体上会比较困难。而且保温层处于室外环境温度变化剧烈的地方,因而对保温体系的材料要求比较严格;保温材料的耐久与耐候性要求较高;材料要求配套,对保温体系的抗裂,防火,防水,透气,抗震,抗风要求高;在设计的时候对材料的选用要考虑到不能影响外墙的装饰质量和效果;造价也较高,还要有严格的施工队伍和技术支持。
1.4夹芯保温墙技术
夹芯保温是把保温材料(如聚苯,岩棉,玻璃棉等)放在墙体中间,形成夹芯墙。一般由内叶墙、保温层、外叶墙三层构成。在北方的多层居住建筑中,通
常用240mnl厚的砖砌体做承重的内叶墙,以120nnIl厚的砖砌体做围护结构的外叶墙,并用适当数量的经过局部防腐处理的钢筋穿过夹在内、外叶墙中间的保温层,钢筋两端(弯钩)砌筑在内外墙叶里,以实现内外墙连接。这种做法墙体结构与保温层同时完成,对保温材料的保护较为有利。
但是为了保证墙体的结构强度,这种方式很容易产生热桥,如钢筋混凝土楼板、过梁、圈梁等部位;施工相对困难一些;同时由于保温两侧墙体温差较大,使外墙的建筑结构寿命缩短,墙面裂缝不容易控制;结构性能差,抗震性能不好。此种结构由于保温材料把墙体分为内外“两层皮”,因此内外层墙皮之间必须采取可靠的拉接措施,有抗震要求的地区更加要做好。
图3 夹芯保温墙示意图
图3所示的夹芯保温墙体类型多用于施工要求快,机械化,装配化程度较高的工业厂房与间歇性空气调节的建筑物。因为这样的夹芯保温墙体和保温材料一次成型,施工周期可大大缩短,而且此类墙体一般是轻质墙体,热容量较小,空调可以调节较快,能够降低能源负荷。
2.建筑墙体节能新技术展望
2.1集成化
随着科学技术的发展,建筑物承担了越来越多的功能,墙体节能同时也涉及到越来越多的学科,如材料科学、光学、热工学、流体力学等多个学科领域。墙体除了遮风挡雨,为建筑物提供屏蔽功能外,还要为作为划分空间,通过精心设计的建筑细部,能够提高墙体保温隔热性能或者降低建筑物的能源消耗,减少不可再生能源的消耗。免费论文参考网。这里所讲的细部是指为了满足建筑物的特定使用功能而存在的细部,并非仅为装饰或对文化片断的拼贴。现在的外墙对于建筑物的节能有着重要的作用。按照作者看来,建筑物的外墙应该按照一种环境过滤器来设计,它应该像一种“过滤”装置,而不是一个“密闭”的表皮。它应该有可以调节的“开口”,能作为“有可变部件的过滤器”加以操作。墙面的设计应该是多功能集成化的:窗户、百页、墙身等组合在一起,发挥透光、遮挡直射阳光、蓄热、通风等多种作用。能获得自然通风;控制穿堂风;满足对外视线要求;具有夏季遮阳和寒冷季节御寒作用等。同时还要增加建筑的美观。
2.2绿色化
在可持续发展的浪潮之下,越来越多的人们,开始关注“绿色建筑”与“生态建筑”。建筑物在其建造过程中所消耗的材料与产品,对环境有着直接或者间接的巨大影响。如何在墙体材料中减少对环境的影响和破坏,是建筑师必须要考虑的问题。一般来说,节能墙体所使用的材料能包括墙材、保温层、粉刷层、保护层、装饰层等。墙体材料的绿色化一般会以以下的一些方式体现:尽量使用当地的建筑材料;尽量使用环境成本较低的材料,如石头与木头等;使用时候考虑全寿命周期的能量消耗;不使用含氟利昂和卤代烷等破坏臭氧层的材料;使用可以拆除和重新装配的施工方法;尽量使用钢结构而不是混凝土结构;在砌体结构中使用石灰砂浆,以便于砖头、石板、和石块的再回收利用。尽量使用天然而不是合成的材料。建筑材料的绿色化是全球建筑行业的大趋势,同样也是夏热冬冷地区的发展方向。
2.3智能化
随着科学技术的进一步发展,夏热冬冷地区节能墙体的功能也会更加复杂。先进的节能墙体将会走上仿生学的道路。建筑物的表皮将会像生物的表皮一样,随着外界环境的变化而变化。天气过热就关闭建筑墙体得热的通道,温度过低则尽量获得外界的热量。例如现在先进的双层墙体内部的遮阳系统,就能够随着太阳角度的变化而自动调整开合,内部的空调系统也能随着外部环境与内部环境的条件变化而启动运行,自动调节室内的气温与湿度。不需要人们投入很多的精力进行管理。
参考文献
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[论文摘要]文章根据我国主要保温材料的应用,分析其各自特点,结合国外保温材料的发展现状,分析今后我国保温材料的发展。
一、概述
据有关部门估计,我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑;既有建筑近400亿平方米,95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上。据建设部预测,未来10年我国建筑业发展速度仍会高于国民经济的发展速度,其中住宅建设也将处于增长型发展时期。预计“十一五”期间,全社会房屋竣工面积将达到90亿平方米,其中新建住宅将达到60亿平方米以上。按照《建筑节能标准》要求,如此巨大的建筑工程量,将带动建筑保温材料市场的蓬勃发展。
目前,我国用于建筑外保温的节能材料种类较多,主要有:岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统、聚苯颗粒保温料浆等。由于我国各地经济发展、资源分布不平衡,导致以上保温材料在我国不同地区有不同程度的应用。我国的保温材料市场还普遍存在技术水平低、低档产品多的现状。但可以看到,我国正大力发展保温技术,研发生产质量稳定可靠的产品,组建专业工程队伍进行专业化施工,保温材料及技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。以下先介绍现今我国正不同程度应用的各类保温材料。
二、我国保温材料简介
(一)矿物棉
岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好,能够做到与结构寿命同步,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。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件,但价格较岩棉为高。
(二)聚苯乙烯泡沫塑料板
聚苯乙烯泡沫塑料板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,主要应用有聚苯板、钢丝网架夹芯复合内外墙板、金属复合夹芯板。虽然聚苯板作为保温材料在使用中具有良好的保温效果,但由于板材的特点使得聚苯板在施工中与主体连接时是以点固定为主、面固定为辅,板材之间要进行必要拼接、黏结,不适应外形较复杂建筑物的保温,施工工艺较复杂、综合成本高。同时,由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应,导致其面层以外的后续施工质量不易保证,容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题,对建筑物的外装饰如面砖、涂料的施工构成了很大的制约。
(三)发泡水泥
使用发泡水泥制作保温层,用于屋面保温和外墙保温,与聚苯乙烯板等其他隔热材料相比,导热系数较高,但是发泡水泥与结构层的附着性能较强,施工较方便、环保性较好。采用发泡水泥作为屋面保温隔热材料,使得隔热层与楼板基面之间结合附着性能大大提高。过去大多数地暖施工中采用苯板做隔热层,不能与原基面很好地结合,更没有有效的附着力,造成脱层、空鼓、龟裂等。采用发泡水泥体作为保温隔热层,使发泡水泥隔热层与原楼板细小凸凹不平的基面填平,并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。施工后使原有面层基本达到水平程度,给下道工序带来方便,并可保证面层薄厚均匀的整体效果。
(四)新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统
膨胀珍珠岩是一种传统的建筑保温材料,应用非常广泛。上个世纪,由于膨胀珍珠岩吸水率较高,在墙体温度变化时,珍珠岩因吸水膨胀产生鼓泡开裂现象,降低了材料的保温性能。另外,由于珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体,就出现了难以解决的强度与导热系数的矛盾,这给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。国家建设部一度下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温浆料。科研人员经过几年的科研攻关,先后成功研制了闭孔珍珠岩和玻化微珠。
闭孔珍珠岩加工工艺是采用电炉加热的方式,‘通过对珍珠岩矿砂的梯度加热和滞空时间的精确控制,使产品表面溶融,气孔封闭,内部保持蜂窝状结构不变。闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的特点,延伸了膨胀珍珠岩的应用领域。
玻化微珠,是一种无机玻璃质矿物材料,经过特殊生产工艺技术加工而成,呈不规则球状体颗粒,内部多孔空腔结构,表面玻化封闭,光泽平滑,理化性能稳定,具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性,可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用,是一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料。从以下产品主要性能对照,就可以根据不同理化性能分别加以应用。
闭孔珍珠岩和玻化微珠不但具有珍珠岩具有的重量轻、稳定抗老化、防火、绿色环保等特点,又克服了一般珍珠岩导热系数高的弊端,是理想的外墙保温系统的轻质骨料。 经过多年来对膨胀珍珠岩内外墙保温砂浆的分析研究,我国研制开发了新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统。新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统是由与基础墙体相黏接的保温界面层、珍珠岩骨料层、表面抗裂层组成的复合保温系统。黏接保温界面层浆料采用无机材料和有机添加剂合成,用喷枪在基础墙体上喷涂1cm厚,与基础墙体形成一体。同时黏接保温界面层具有一定的弹性,以保持与基础墙体的稳定性。中间珍珠岩骨料层由闭孔珍珠岩或玻化微珠与无机材料和有机添加剂合成,由人工披涂在中间层。最后,可用喷枪喷涂外层抗裂层。这种保温体系具有抗风强、抗裂性好、保温性好、防火性好、耐老化等优点。
(五)聚苯颗粒保温料浆
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。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,也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,这对于防止白色污染、保护环境十分有益。但此种保温材料吸水率较其他材料高,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层裂缝的产生。聚苯颗粒保温料浆可以克服板材类的不足,因此它构成了建筑保温隔热材料的重要组成部分。
三、我国保温材料的发展
以上保温材料在我国建筑保温施工中都有不同程度的应用,因为我国幅员辽阔,保温原材料分别不均,生产力发展不平衡,在选择保温材料时,各地都有不同的考虑。但就其综合性能来讲,聚苯乙烯泡沫塑料板的应用较广,它保温效果好、成本低,但施工性能差、强度低、与基体结合不牢的缺点突出,该材料仍有待提高。作为新型复合保温材料的代表,聚苯颗粒保温料浆正得到不断的推广和应用,它结合了水泥的施工优点和高分子材料的保温优点,再配以引气剂、憎水剂等外加剂,综合性能尤为突出,应用前景非常广阔。目前,发达国家在浆体保温材料研制开发方面,以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高,如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时,这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性,如无氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等,可以满足不同使用条件的要求。此外,国外非常重视保温材料工业的环保问题,积极发展“绿色”保温材料制品,从原材料准备(开采或运输)、产品生产及使用,日后的处理问题,都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。
论文摘 要 随着我国建筑业的发展,新型建筑材料在产品种类、产品质量和技术更新上得到了较快的发展。在研究分析新型建筑墙体材料类型、性能及存在问题的基础上结合我国墙改政策、节能建筑实施政策和节能建筑技术要点,详细论述了建筑外保温技术的应用和特性,总结了新型墙体材料和节能建筑的技术应用。
随着国民经济持续稳定地增长,建筑业作为国民经济支柱产业得到了迅速发展。国家墙体材料改革与建筑节能政策和措施的落实,以及经济可持续发展的需要,为新型墙体材料的发展提供前所未有的发展机遇。我国的新型墙体材料在工艺技术上呈现了多元化、工业化发展的新趋势。
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,随着国家一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的出台,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3-5倍。分析研究新型建筑墙体材料及节能建筑保温技术对我国经济的可持续发展有重要的意义。
1 新型建筑墙体材料概述
新型建筑墙体材料是指不以消耗耕地、破坏生态和污染环境为代价,适应建筑产品工业化、施工机械化、减少施工现场湿作业、改善建筑功能等现代建筑业发展要求而生产的墙体材料,就我国现阶段而言是指除黏土实心砖以外的所有建筑墙体材料。
《新型建筑墙体材料专项基金征收和使用管理办法》中将新型建筑墙体材料共分六类:1)非粘土砖,包括:孔洞率大于25%非粘土烧结多孔砖和空心砖,混凝土空心砖和空心砌块,烧结页岩砖。2)建筑砌块,包括:普通混凝土小型空心砌块,轻集料混凝土小型空心砌块,蒸压加气混凝土砌块和石膏砌块。3)建筑板材,包括:玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板,纤维增强低碱度水泥建筑平板,蒸压加气混凝土板,轻集料混凝土条板,钢丝网架水泥夹芯板。石膏墙板,金属面央芯板,复合轻质夹芯隔墙板、条板。4)原料中掺有不少于30%的工业废渣、农作物秸秆、垃圾、江河淤泥的墙体材料产品。5)预制及现浇混凝土墙体。6)钢结构和玻璃幕墙。
2 新型建筑墙体材料存在的问题
目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。其次新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用; 材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制,部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型墙体材料的开发应用和推广等。
3 新型建筑墙体材料简介及节能建筑保温技术应用
我国是人均资源短缺的国家,能源紧缺是制约我国经济发展的主要矛盾,因此,建筑节能就成为缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活环境质量、减轻环境污染、实行可持续发展战略目标的关键一环。推广建筑节能将是我国发展住宅建设的一项长期国策。目前,在建筑中常使用的墙体保温主要有内保温、外保温等方法,下面就两种保温方法进行
论述。
3.1 建筑中常使用的外墙内保温材料及技术
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。
3.2 建筑中常使用的外墙外保温材料及技术
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。
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。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。
总之,用各种新型建筑墙体材料建造房屋,要看最终产品商品房的造价能否被市场所接受。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。只有全面的进行综合经济分析,认真地选择建筑体系,实事求是的宣传,新型建材房屋才能在更多的地方推广。新型建筑墙体材料的开发应用需要社会长期而持久的关注,应根据具体情况来确定近期和今后发展的品种和产量,分别满足不同地区各类建筑墙体工程的要求,真正实现建筑行业节能工作的有效落实。
参考文献
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关键词:发泡水泥;促凝剂;减水剂;泡孔结构
中图分类号:C93文献标识码: A
一、实验原料与方法
1、实验原料
42.5R普通硅酸盐水泥,福州水泥公司生产;双氧水,质量分数27.5%,市售;聚羧酸减水剂,固含量30%,最佳掺量0.5%,减水率28.5%(厂家提供数值),市售;硬脂酸钠,市售;自来水。
2、凝结时间测定
按照GB/T 1346-2013《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》中规定方法对水泥(或水泥+促凝剂)凝结时间测定。
3、发泡水泥试样制备
发泡水泥试样制备方法可简述如下:准确称量水泥、水、外加剂等原料,称量结束后将液体类外加剂加入水中混合均匀,固体类外加剂与水泥混合均匀;将固体物料加入水中搅拌1~2min后再加入双氧水搅拌30~60s,然后将料浆注入模具中发泡成型(模具温度约为45℃,所用水温为60℃,搅拌速度约为100r/min)。料浆发泡结束后,在试样表面覆盖薄塑料膜以防止水分蒸发并将模具放入45℃烘箱内恒温养护;放入烘箱中6h后脱模,脱模后用锯条切除试样上部超出模具上沿部分,再将试样放入标准养护箱(25℃,相对湿度95%)中养护至规定龄期。
4、性能测试
按照《无机硬质绝热制品试验方法》中规定方法对试样28d抗折及抗压强度、体积吸水率进行测定;按照《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》对试样导热系数进行测定。
2、结果与讨论
2.1促凝剂的选择
发泡水泥制备时,料浆的发泡过程往往在加入发泡剂后1~3分钟左右即完成,此时如果料浆的凝结硬化速度过慢,料浆中产生的气泡就会发生兼并最终从试样表面溢出,导致试样塌模。目前对于密度小于250kg/m3的发泡水泥保温材料主要采用硫铝酸盐水泥作为胶凝材料,这是因为此类水泥凝结硬化时间短、早期强度发展快,其凝结硬化速率与气体产生速率一致性好。硫铝酸盐水泥虽具有上述优点,但其价格要远高于普通硅酸盐水泥,显著增加了产品生产成本,并且其制品耐久性差,尤其用于建筑外墙时,在风吹日晒、冰霜雨露等自然环境作用下,其制品使用寿命会大大缩短。
针对硫铝酸盐水泥的弊端,本论文中采用42.5R普通硅酸盐水泥为胶凝材料,并通过加入促凝剂来克服其凝结硬化时间慢的缺点。根据已有试验经验,要求选用的促凝剂必须能使42.5R普通硅酸盐水泥凝结时间满足表1中要求,此时水泥的凝结硬化速率与气体的产生速率协调性好。分别研究了硫酸钠、偏铝酸钠以及三乙醇胺对42.5R普通硅酸盐的促凝效果,结果如下所述。
硫酸钠对水泥凝结时间的影响,硫酸钠为水泥和混凝土最常用的无机早强剂。本节研究了硫酸钠不同掺量(水泥的质量比,下同)对水泥凝结时间的影响,结果如图1所示。
由图1可见,硫酸钠加入虽能缩短水泥的初、终凝时间,但其促凝作用很弱,在1.0%~3.0%掺量下,远无法满足表1中要求。同时试验中发现,当其掺量大于2.0%后,试样表面将出现泛霜现象。由上可见,硫酸钠无法满足本论文中对促凝剂要求。
三乙醇胺对水泥凝结时间的影响,三乙醇胺为混凝土中最常用的有机早强剂,其能显著提
高水泥及混凝土早期强度,且对后期强度也有一定的增强作用。本节中研究了其不同掺量对水泥凝结时间的影响,结果如图2所示。
由图2可见,随着三乙醇胺掺量的增加,水泥初、终凝时间均呈现先降低后增高趋势,拐点出现在0.03%处。掺量小于0.03%时,其对水泥起促凝作用,随着其掺量的增加,试样初、终凝时间逐渐降低,而当掺量大于0.03%后,随着其掺量的增加,试样初、终凝时间逐渐增加,并且当其掺量大于0.04%后,此时初、终凝时间反而比空白试样更长,即开始起缓凝作用。当掺量为0.03%时,此时初、终凝时间达到最低,分别为140min和208min,较空白试样降低很少,即促凝作用很弱。可见三乙醇胺无法满足本课题中对促凝剂要求。
偏铝酸钠对水泥凝结时间的影响,NaAlO2作为传统水泥速凝剂的主要成分,推测其对水泥应该具有显著促凝作用。按照这种推测,研究了其不同掺量对水泥凝结时间的影响,结果如图3所示。
由图3可见,正如推测所想,NaAlO2的加入确实对水泥具有显著的促凝作用。当掺量小于1.00%时,随着掺量的增加,水泥初、终凝时间迅速降低,而掺量大于1.00%后,随着掺量的增加,水泥初、终凝时间趋于稳定。掺量为1.00%时,此时水泥的初、终凝时间分别为40min和82min,已满足表1中要求,可见NaAlO2能够作为本课题的促凝剂。为了节省其用量,其掺量取1.00%为最佳。
图4为空白及1.00%NaAlO2掺量试样3d龄期的SEM图。对比图4(a)与4(b)可见,未掺NaAlO2时,试样内部水化产物主要为C-S-H凝胶,并且C-S-H凝胶结构较疏松,内部存在大量空隙、孔洞。而加入NaAlO2后,试样内部的C-S-H凝胶结构较空白试样要明显致密,除此之外,还存在有大量针状钙矾石。造成上述现象的原因是由于加入NaAlO2后,其会迅速与水泥浆体中的Ca(OH)2以及石膏发生反应,生成钙矾石(如式(1)所示)。生成的钙矾石在水泥颗粒间迅速相互交叉形成三维网络结构,使得水泥呈现速凝现象。同时上述反应的进行,降低了水泥料浆中Ca(OH)2的液相浓度,从而加剧水泥组分溶解速率,促进了C3S和C2S的水化,使得C-S-H凝胶结构变得更加致密。
促凝剂确定后,分别确定轻质发泡水泥保温材料的最佳水灰比和最佳发泡剂掺量,得出轻质发泡水泥保温材料的配合比,如表2所示,其中硬脂酸钠为稳泡剂和防水剂。此时试样干密度、28d抗折及抗压强度、体积吸水率和导热系数如表3所示。
2、减水剂对发泡水泥保温材料性能的影响
减水剂可在保证发泡水泥料浆和易性相同的情况下,显著降低料浆水灰比,提高泡孔壁的致密度,从而提高制品的力学性能、热工性能等。在1#号配比的基础上,加入聚羧酸减水剂,研究其对轻质发泡水泥保温材料性能的影响。试样配合比如表4所示,试样干密度、28d抗折及抗压强度、体积吸水率和导热系数如表5所示。
由表5可见,与未加减水剂的1#配比试样相比,加入减水剂后试样的28d抗折、抗压强度分别增加了26.3%及18.9%,试样力学强度提高明显。同时试样导热系数和体积吸水率分别降低了10.7%和15.7%,试样保温隔热性能及防水性能均得到提升。图5为加入减水剂前后试样泡孔结构图。
由图5(a)可见,未掺加减水剂时,试样内部泡孔粗大、大小不一,形状不规则,泡孔间连通率较高。而掺入减水剂后试样内部泡孔变得细小、大小均一、类球形度高,泡孔间连通率显著降低,试样的泡孔结构得到明显改善。由物理学知识可知,试样内部泡孔尺寸越细小、大小越均一、形状越接近于球形、连通率越低,则受力时应力分布就越均匀,应力集中就越小,因而使得力学强度显著提高。此外试样内部泡孔的相互连通会为水及热量传递提供通道,使得热量在试样中的传递速率更快,水分更容易渗透到试样内部。掺入减水剂后,试样泡孔间连通率降低,阻塞了水及热量传递的通道,因而试样的导热系数及吸水率得到降低。
聚羧酸减水剂对发泡水泥泡孔结构的改善作用主要来源于两点:(1)发泡水泥中的气泡是被一层极薄的液膜相互隔开,气泡的稳定性主要取决于液膜的表面粘度、液膜弹性以及液膜内水泥料浆的粘度。聚羧酸减水剂分子中含有大量的―OH、―O―及―COOH集团,这些集团能与水分子间通过氢键缔合形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜,从而一方面提高了液膜内水泥料浆的粘度,降低了液膜内水泥料浆的排液速度;另一方面其吸附在气体与水泥料浆界面上,增强了液膜的表面粘度与液膜弹性,从而使得气泡的稳定性显著增强。(2)聚羧酸减水剂的加入显著降低了料浆的水灰比,从而减少了水泥石中毛细孔及孔隙数量,使得泡孔壁的致密度明显提高。
结束语
综上所述,NaAlO2可满足轻质发泡水泥保温材料中对促凝剂的要求,其最佳掺量为1.00%。聚羧酸减水剂可显著改善发泡水泥保温材料的内部泡孔结构,从而可使其力学强度、保温隔热性能以及防水性能均得到提升。轻质发泡水泥保温材料的最佳配合比为:水泥100g、水灰比0.47、偏铝酸钠1.00%、发泡剂6.0%、聚羧酸减水剂0.5%、硬脂酸钠1.5%。此时试样密度为215kg/m3,28d抗折、抗压强度分别为0.24MPa和0.44MPa,导热系数为0.056W/(m・k),体积吸水率7.5%。
参考文献
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Keywords: building energy efficiency; Rack board; CL structure system; Fire control measures
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
2011年11月28日,国家发改委公布了《“十二五”墙体材料革新指导意见》,指导意见提出,到2015年,新型墙体材料产量所占比重达65%以上,新型墙体材料产品生产能耗下降20%。建筑应用比例达75%以上。同时,由于央视新址火灾、上海胶州路火灾和沈阳皇朝万鑫火灾三把大火后,建筑外墙保温材料的防火性能问题被上升到政策高度。公安部下发“公消[2011]65号文件”规定,自2011年3月15日起,民用建筑外保温材料消防监管一切从严,其中最严格的一款是强调从严执行“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料,同时严格执行(公通字[2009]46号)第二条规定”。因此,建筑节能己成为国家“十二五”期间的重点课题。而在目前各种新型墙体材料中,CL复合保温墙材由于它集节能、消防、结构于一体而成为首选的节能墙材。
1. CL复合墙板的组成
CL复合墙板是由CL网架板两侧浇筑混凝土后形成的一种复合墙体。而CL网架板是一种内夹保温板的立体空间钢筋焊接网架,其中保温板两侧的钢筋焊网由一定数量均匀分布的三维斜插钢筋连成一体(见图1)。CL复合剪力墙室外一侧的混凝土较薄,采取现场浇筑为50㎜,采取现场喷抹为40㎜。室内一侧混凝土的较厚,其厚度根据承载要求分别为100~120㎜、140~160㎜、>160㎜(见表1)。保温板的材质可根据实际情况选用EPS、XPS等,其厚度根据节能要求确定。
表1CL墙板构造详表
2. CL复合墙板的特点
作为新型的复合保温墙材,CL复合墙板是集节能措施与结构一体化的技术,同时又能起到防火的作用。特别是随着公安部65号文出台后,作为现浇混凝土复合保温的代表,CL建筑体系更加被建筑专家及消防专家一致认可。
2.1 节能特点
CL结构可达到65%节能标准,由于CL墙板是钢筋混凝土与保温板相结合的复合墙体。室内一侧至少100㎜厚的混凝土层完全可以满足建筑物蓄热要求,而室外一侧50㎜的混凝土层既能对保温板起到终生的保护作用,这样就形成了保温层与建筑物同寿命(见图2),由于采用复合保温的形式,保温层的选材及厚度几乎不受限制,其传热系数可以达到0.4w/㎡.k以下,因此CL复合保温墙可以满足不同热工地区的节能需要。免去了建筑物外保温的后期维修的费用。同时,由于CL复合墙体是将保温材料和混凝土现浇在了一起,形成了节能与结构的一体化。
2.2防火特点
由于CL复合墙体两侧的混凝土通过保温板上的斜拉筋连结成一体,并且在保温板和混凝土之间没有空隙,同时在该复合墙体中存在多层焊接的钢筋网片可防止失火时由于高温而引起的钢筋集中失稳。因此,当该墙体遇到高温时,其密闭的混凝土保护层可以将保温板与空气隔绝,避免或延迟保温层燃烧。即使保温板热熔后,该密闭的整体结构也要优于其他结构的防火性,从而提高了复合墙体的耐火极限。2010年9月,经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心测试,CL建筑体系复合墙体的耐火极限达4h以上,保温措施的耐火极限已经远高于该部位结构构件的耐火极限要求。即使局部发生火灾,也不会引起火灾蔓延,并且过火墙体如经检测依然能满足结构使用,可以向其中注入发泡聚氨酯等措施对保温层进行修复。
2.3 其他特点
CL结构有着良好的抗震性能,是砖混结构的1.6-2.5倍,也优于框架结构;并且可扩大住房的使用面积7%左右,并能有效的节约成本。由于CL复合保温墙体中的网架板可由工厂加工,提高了施工速度。
3. CL复合墙板的施工
3.1 CL网架板的吊装、就位
应根据施工段划分、安装顺序、CL网架板编号对应施工图轴线位置安装。安装采用塔吊吊装方式进行(见图3)。
3.2CL网架板与边缘构件连接
在整个CL结构体系施工中其关键核心技术就是CL墙板与边缘构件的连接工艺,其工艺连接(见图4、图5)。
3.3. 混凝土浇筑和养护
在CL复合墙板中,采用自密实细石商品混凝土,坍落度控制在260~280㎜之间。自密混凝土浇筑时应两边同时进行,不能侧重于一边,以防止CL网架板中保温板因两侧混凝土高差产生的侧压力而导致偏移或变形。
4. 结束语
CL结构体系作为一种保温、结构和消防于一体的新型结构体系正越来越广泛地被全国各地的业内人士认可和接受。随着“十二五”的规划,社会主义新农村的建设、城镇化的发展,CL结构会有着非常广泛的应用前景。
注:该论文来自于河北省教育厅课题。
参考文献:
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新型建筑材料.2011.5
论文摘要:在建筑施工中,外墙外保温技术应用广泛,本文主要阐述外墙外保温系统的主要技术特点,外保温技术,建筑节能的意义和内容。
目前,建筑节能化是大势所趋,在建筑外墙保温我国在建筑节能方面已投入了相当的人力、财力和物力资源,并已取得了一定的成绩,但研究工作主要限于建筑节能技术和建筑节能政策方面,对于建筑施工阶段的质量管理和控制仍关注不足,研究节能建筑外墙外保温的施工管理过程,在实际分析基础土,提出相应的管理措施和建议,提高节能建筑外墙外保温施工的质量管理水平。
1 外墙外保温系统的主要技术特点
对外墙进行保温,无论是外保温、内保温还是夹心保温,都能够使冷天外墙内表面温度提高,使室内气候环境有所改善。然而,采用外保温则效果更加良好,其原因是:
1.1 外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了能耗。
1.2 在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳光照或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢,室内较为稳定,生活较为舒适:也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能,而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。
1.3 室内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响,这就证明,通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少釆暖负荷,节约能源。
1.4 由于采用了外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护,室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。
2 外温技术
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。
2.1 外挂式外保温
在施工中,采用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。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。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。
2.2 聚苯板与墙体一次成型
采用聚苯板与墙体一次成型技术,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。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,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠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,结合性能也较好。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。
2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温
将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为eps)加工破碎成为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。这种工法是目前仍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层易掉粘空鼓、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。
3 建筑节能
3.1 建筑节能的意义
为了可持续发展,必须保护能源。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,带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。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。
3.2 建筑节能的内容
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效果很好,建筑环境将更加舒适。(2)通风良好。空气经过过滤后,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、改善门窗的密闭程度,节约能源。
参考文献