围护结构保温材料与结构

一、我国建筑围护结构保温隔热的特点建筑围护结构的变化传统粘土砖砌体的导热系数0．81W／(m.K)，泡沫聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等高效保温材料，0.035－0.04w／(m.K)左右一、我国建筑围护结构保温隔热的特点建筑围护结构的变化复合墙体---用高效保温材料、隔汽材料和覆面加强材料组合而成的复合墙体，可以以薄得多的结构，取得高许多倍的保温隔热效果①混凝土砌块在美国和日本，建筑砌块已成为墙体材料的主要产品，分别占墙体材料总量的34%和33%。欧州国家中，混凝土砌块的用量占墙体材料的比例约在10%-30%之间。各种规格、品种颜色配套齐全，并制定了完善的混凝土砌块产品标准、应用标准和施工规范等。②灰砂砖产品种类很多，从小型砖到大型砌块。灰砂砖以空心制品为主，实心砖产量很小。灰砂砌块均为凹槽连接，具有很好的结构稳定性。德国是灰砂砖生产和使用量较大的国家，灰砂砖产量较大的国家还有俄罗斯、波兰和其他东欧国家。③纸面石膏板美国是纸面石膏板最大生产国，目前年产量已超过20亿平方米。日本，目前年产量为6亿平方米。其他产量较大的有加拿大、法国、德国、俄罗斯等。在石膏原料方面，近年来，用工业废石膏生产石膏板和石膏砌块发展迅速。④加气混凝土俄罗斯是加气混凝土生产和用量最大的国家，其次是德国、日本和一些东欧国家。在原料方面，加大了对粉煤灰、炉渣、工业废石膏、废石英砂和高效发泡剂的利用。法国、瑞典和芬兰已将密度小于300Kg/m3的产品投入市场，产品具有较低的吸水率和良好的保温性能。⑤复合轻质板包括玻璃纤维增强水泥（GRC）板、石棉水泥板、硅钙板与各种保温材料复合而成的复合板，金属面复合板、钢丝网架聚苯乙烯夹芯板等。是目前世界各国大力发展的一种新型墙体材料。优点：集承重、防火、防潮、隔音、保温、隔热于一体。法国的复合外墙板占全部预制外墙板的比例是90%,英国是34%,美国是40%。（二）国内墙体材料发展现状我国建筑材料行业流行着3个70%的说法,即房建材料的70%是墙体材料；墙体材料的70%是实心黏土砖；而建筑行业节能的70%有赖于墙体材料的改革。这种说法一方面是国内墙材应用的真实写照，另一方面也说明墙材革新有着巨大的潜力。我国的墙体材料改革已经历了10多个年头，但与工业发达国家相比，相对落后40-50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。（三）新型墙体材料技术新型墙体材料主要是非黏土砖、建筑砌块及建筑板材。实际上，新型墙材已经出现了几十年，由于这些材料我国没有普遍使用，仍然被称作新型墙体材料。特点：轻质、高强、保温、隔热、节土、节能、利废、无污染、可改善建筑功能、可循环利用！有利于提高外墙夏季隔热效果的措施：外表面涂刷浅色涂料；外墙内侧采用重质材料。！（四）新型墙体材料在工程应用中的技术要求《砌体结构设计规范》GB50003《民用建筑热工设计规范》GB50176《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003（五）复合外墙技术复合墙体：在墙体主结构上增加一层或多层保温材料形成内保温、夹心保温和外保温复合墙体。保温隔热性能好；能保护主体结构，延长建筑物使用寿命；保温层不占室内使用面积，不影响室内装修和设施安装（五）复合外墙技术复合墙体A级无机保温材料：岩棉，泡沫玻璃。缺点导热系数不够好，岩棉很容易变形。B1、B2级保温材料：改性酚醛、EPS聚苯板和XPS挤塑板。泡沫玻璃膨胀聚苯板质轻、绝热、防潮性好（五）复合外墙技术膨胀聚苯板与混凝土一次现浇外墙外保温系统，用于：多层和高层民用建筑现浇混凝土结构外墙外保温工程膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统，用于：民用建筑混凝土或砌体外墙外保温工程机械固定钢丝网架膨胀聚苯板外墙外保温系统，用于：民用建筑混凝土或砌块外墙外保温工程！胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统，适用于：寒冷地区、夏热冬冷和夏热冬暖地区民用建筑的混凝土或砌体外墙外保温工程现浇混凝土复合无网聚苯板胶粉聚苯颗粒找平外保温工法适用于：多层、高层建筑现浇钢筋混凝土剪力墙结构外墙保温工程和大模板施工的工程（2）通风墙体夏季冬季（2）通风墙体干挂瓷板面砖干挂式背通风外墙保温隔热体系外墙面设龙骨，以多种增强板作面层装饰龙骨间填保温材料在龙骨上安装复合好的保温装饰板（2）通风墙体北京MoMa（万国城）保温形式：100mm复合聚苯板，表面有铝箔反射层，干挂彩釉玻璃幕墙，中间10cm空气层（2）通风墙体与普通外墙相比，通风外墙的隔热性能提高约20％需要根据气候条件选择合理的夹层宽度、开口面积适用于不太注重保温的夏热冬冷、夏热冬暖地区。2门窗的节能措施（一）门窗节能的意义：门窗（幕墙）是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位，是墙体热损失的5～6倍，约占建筑围护结构能耗的40％。2门窗的节能措施（二）门窗节能技术：外窗的节能措施：采用热阻大的玻璃和窗框窗扇材料；降低东、西向外窗玻璃的遮阳系数；提高外窗的气密性等，具体有：尽量减少门窗的面积（北向≤25％，南向≤25％，东西向≤30％）选择适宜的窗型（平开窗、推拉窗、固定窗、悬窗）增设门窗保温隔热层（空气隔热层、窗户框料、气密性）注意玻璃的选材（吸热玻璃、反射玻璃、贴膜玻璃）设置遮阳设施（外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘）！2门窗的节能措施（三）门窗节能设备：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。节能门窗：PVC塑料门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。节能玻璃：中空玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃、电致变色玻璃、玻璃替代品（聚碳酸酯板）！（1）中空玻璃中空玻璃应用的是保温瓶原理，是一种很有发展前途的新型节能建筑装饰材料。具有优良的保温、隔热和降噪性能。（1）中空玻璃北京天恒大厦地上22层，总建筑面积5万7千多平方米，真空玻璃幕墙7000多平方米，真空玻璃窗2500平方米，所用真空玻璃传热系数小于1.2W/m2·k，计权隔声量高于36dB。它是世界首座全真空玻璃大厦，也是世界首座采用大面积真空玻璃幕墙的大厦。（1）中空玻璃国家体育馆外围护玻璃幕墙玻璃分为两种方式，西、北立面采用以乳白色双层玻璃内填白色30厚挤塑板玻璃幕墙为主（传热系数控制在0.8以内），Low－E中空玻璃幕墙为辅；东、南立面采用Low－E中空玻璃（传热系数控制在2.0以内）。在玻璃表面镀金属或金属化合物膜，使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、热性能。在夏季光照强的地区，热反射玻璃的隔热作用十分明显，可有效衰减进入室内的太阳热辐射。但在无阳光的环境中，如夜晚或阴雨天气，其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度来看它不适用于寒冷地区，因为这些地区需要阳光进入室内采暖。（2）热反射镀膜玻璃又称low-E玻璃，是表面镀上拥有极低表面辐射率的金属或其他化合物组成的多层膜层的特种玻璃。Low-E玻璃将是未来节能玻璃的主要应用品种。高透型Low-E玻璃，对以采暖为主的北方地区极为适用。遮阳型Low-E玻璃，对以空调制冷的南方地区极为适用。（3）镀膜低辐射玻璃（3）镀膜低辐射玻璃2006－2010年中国Low-E玻璃需求量情况单位：万平方米（3）镀膜低辐射玻璃五棵松体育馆外墙应用2.7万平米中空Low-E玻璃幕墙，采用纳米超双亲镀膜技术，导热系数K≤2，遮阳系数≤0.45。国家会议中心玻璃幕墙五棵松体育馆玻璃幕墙几种玻璃的主要光热参数表玻璃名称玻璃种类、结构透光率（%）遮阳系数Sc传热系数（w/m2℃）U冬U夏透明中空玻璃6C+12A+6C810.872.753.09热反射镀膜玻璃6CTS140+12A+6C370.442.583.04高透型LOW-E玻璃6CES11+12A+6C730.611.791.89遮阳型LOW-E玻璃6CEB12+12A+6C390.311.661.70也称有色玻璃，能吸收大量红外线辐射能、并保持较高可见光透过率。在玻璃表面镀金属或金属化合物膜，使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、热性能。生产吸热玻璃的方法有两种：一是在普通钠钙硅酸盐玻璃的原料中加入一定量的有吸热性能的着色剂；另一种是在平板玻璃表面喷镀一层或多层金属或金属氧化物薄膜而制成（汽车）。（4）吸热玻璃（4）吸热玻璃（波长）透过不同玻璃的太阳能辐射量（5）电致变色玻璃由基础玻璃和电致变色系统组成。通过选择性地吸收或反射外界热辐射和阻止内部热扩散，可保温隔热，减少能耗。（7）玻璃替代品（聚碳酸酯板－PC板）又称PC板、耐力板、阳光板，俗称“防弹胶”，属于热塑性工程塑料，是具有最大冲击强度的韧性板材。透光性好、强度高、抗冲击、重量轻、耐老化、易施工，而且隔热、隔音、防紫外线、阻燃。有机玻璃是一种通俗的名称。这种高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，英文简称PMMA，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。特点：高度透明性，机械强度高，重量轻，易于加工。（3）双层玻璃幕墙（DSF）①原理：DSF在夏季利用“烟囱效应”，通过通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。（3）双层玻璃幕墙（DSF）②形式外挂式走廊式井箱式百叶窗式GSW外景GSW东、西办公室内景“城市之门”外景杜塞尔多夫的ARAG总部ARAG总部Debis总部大楼外层幕墙由无框的可旋转玻璃百叶板组成德国邮政大楼实景照片实景照片西立面敞开式外走廊丝网印刷玻璃＋可调节内遮阳內凹式玻璃遮阳上部分反光中部遮阳玻璃倾斜角度不一样（3）双层玻璃幕墙（DSF）③我国的使用现状编号项目名称地点用途建成时间DSF类型朝向1清华大学超低能耗示范楼北京办公2005内循环式交互式走廊式南南东2清华大学环境节能楼北京办公2006外循环走廊式南、东、西昆仑公寓北京公寓2007内循环式3锦秋国际大厦北京办公20054凯晨广场北京办公建设中箱式四周5中青旅总部北京办公2005内循环式6国家会计学院北京办公1998走廊式南7国贸旺座北京办公2003箱式8北京公馆北京公寓2005箱式四周9中石油大厦北京办公建设中内循环式南向10奥运射击馆北京体育2007外循环式南向11南京人寿南京办公建设中外循环式12久事大厦上海办公2003内循环式13游船码头上海设计中14东昌金融办公区上海办公设计中外循环式15亚洲铝厂广州办公建设中走廊式16广州珠江城广州办公建设中内循环式南北朝向目前我国存在盲目推广双层皮幕墙的问题，认为双层皮幕墙就是节能法宝，忽略了其气候适应性特点以及设计构造的高要求，应用中出现比较多的问题，包括（1）不考虑气候特征和建筑类型，盲目采用单一类型“不节能”的双层幕墙形式。例如，南方炎热地区办公建筑盲目采用内呼吸双层幕墙，不考虑与外界通风，结果消耗量风机能耗、利用室内低温空气带走空腔热量，节能效果有限。又如，现在比较多的高档住宅也采取双层幕墙形式，有时候完全没有必要。（3）双层玻璃幕墙（DSF）③我国的现状设计中构造错误，甚至违背双层皮幕墙设计基本原理。问题1：分不清外呼吸、内呼吸幕墙系统对内、外层玻璃的不同性能要求。问题2：无法通风，或者无法有效通风。主要原因包括夹层空间面积不够，或者上下多层连通通风，实际通风效果有限。问题3：夹层不设置遮阳百叶，或采用简单的丝网印刷或彩釉百叶，或者遮阳百叶设置在室外（如北京某建筑）。3屋面的节能措施（1）保温隔热屋面一般保温隔热屋面（平屋顶或坡屋顶，最为常用）倒置式屋面（2）架空通风屋面（3）种植屋面（4）蓄水屋面倒置式屋面（3）种植屋面德国作为最先开发屋顶绿化技术的国家，在新技术研究方面处于世界领先的地位。到2007年，德国的屋顶绿化率达到80%左右，是全世界屋顶绿化做得最好国家。欧美其它国家如英国、瑞士、法国、挪威、美国等也都非常重视屋顶绿化，并获得了很好的效果。日本政府特别鼓励建造屋顶绿化建筑。东京规定新建建筑物占地面积超过1000平方米者，屋顶必须有20％为绿色植物覆盖，否则要被予以罚款。（3）种植屋