54建筑节能

建筑节能建筑节能与外保温当前建筑采暖主要使用天然燃料，但是自然界的燃料资源是有限的，而且燃烧天然燃料会加剧环境污染。一个由各国著名科学家组成的罗马俱乐部，在1972年出版的《发展限度》一书中，估计天然燃料资源使用年限如下：石油，2025年；煤，2125年；天燃气，2025年。据统计，原联邦德国总能耗的48%用于建筑物的采暖和热水供应，因此建筑节能意义深远。在建筑外围护结构中墙体所占的比例最大，墙体传热造成的热损失所占的比例也最大，因此墙体的保温是建筑节能的一个极其重要环节，保温效果的好坏直接关系到采暖和制冷负荷的大小、室内热环境质量以及人体热舒适感等。所谓复合外墙是通常指在传统外墙的内面或外面上增设一层由高效保温材料组成的附加墙体，并分别被称为内保温和外保温。1、外墙外保温主要特点1)适用范围较广；2)保护主体结构、延长建筑物的寿命；3)基本消除了“热桥”的影响；3)基本消除了“热桥”的影响；4)使墙体潮湿情况得到改善；5)有利于室温保持稳定，有利于改善室内热环境质量；6)有利于提高墙体的防水和气密性；7)建筑物进行便于旧节能改造；8)可减少保温材料用量；9)增加房屋的使用面积。以上所述外墙外保温九大优点可以看出，无论从建筑节能的机理或从实际节能效果来衡量，外保温做法是最佳选择。在国外采用外保温的建筑已有40余年的历史。近年来，在我国严寒地区、寒冷地区和夏热冬冷地区也相继建造了一大批外保温的建筑，取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。2、做好外保温墙体的关键技术近年来，外墙外保温技术迅速发展，外墙外保温技术的研究开发工作涌现出不同材料、不同做法的技术。在取得成功经验的同时，出现了不少问题。外墙外保温技术在建筑节能设计中需要解决的问题主要有：1)安全性。保温层与结构层、保温层与保护层以及保护层与饰面层应有良好的粘结性能和安全的构造措施；2)防裂性。防止和消除保护层和饰面层出现裂缝，采取减少保温层及其保护层应力集中和收缩变形的措施；3)耐久性。解决好保温层、保护层与饰面层的抗老化和耐候性问题。3、风荷载对外保温的影响建筑物的风荷载是指空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生压力或吸力。风荷载的大小主要与风的性质、风速、风向有关，与建筑物所在地的地貌及周围环境有关，也与建筑物本身的高度、形状有关。风荷载作用于建筑物的压力分布是不均匀的，迎风面所受的为推力，为正风压；侧风面和背风面所受为吸力，为负风压。对有空腔的外保温体系来说，当保温墙面局部所受负风压较大时，空腔内与外表面的压力差必然会提高，从而向外产生一个推力，加大风荷载作用于保温墙面向外的吸力，由于内外压力差造成的对保温层向外的推力。往往是造成有空腔保温墙面破坏的主要因素之一。风荷载作用随着建筑物的高度增加而增加，在高层建筑结构中，应充分重视风荷载对外墙外保温的破坏作用，应尽可能地提高粘接面积，采用无空腔，减小空腔，在此基础上还要做补充的机械固定防护措施，提高建筑的抗风压性能。4、外墙外保温中保温面层产生裂缝的主要原因4．1裂缝的基本概念裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝，大于0．05mm的裂缝称为宏观裂缝。由于外保温系统是非承重复合墙面，其裂缝的危害不影响结构安全，而主要是水的渗透对保温系统的破坏以及对住户的审美和心理的影响。水分子的直径(约0．3×10mm)可穿过任何肉眼可见的裂缝，所以从理论上是不允许产生裂缝的。但实际情况由于水的表面张力等原因以及由于保温墙面是与雨水重力平行的，即便考虑到风的影响也认为当裂缝的宽度不超过0．2mm是无水渗透的，是无害裂缝。通常所说的要防止保温面层出现裂缝并不是说完全不产生裂缝，而是说要控制面层不产生大于0．2mm的有害裂缝。4．2墙体保温面层裂缝的类型保温墙体裂缝大体可分为：结构墙体裂缝、保温层裂缝、防护层裂缝以及装修层裂缝等。形成保温墙体开裂的因素有温度、干缩以及冻融破坏、设计构造的合理性与否、材料及施工质量原因、外力引起的不均匀沉降变形、开裂；风压、地震力等引起的机械破坏等原因。保温系统裂缝发生的原因、系统抗裂机理及抗裂性能的评价均与结构有所不同。4．3保温墙面裂缝产生的原因1)内保温板缝的开裂主要由外围护墙体变形引发，外保温面层的开裂主要由保温层和饰面层温差和干缩变形而致；2)玻纤网格布抗拉强度不够或玻纤网格布耐碱强度保持率低或玻纤网格布所处的构造位置有误；3)钢丝网架聚苯乙烯芯板中水泥砂浆层厚度及配筋位置不易控制形成裂缝；4)保温层面层腻子强度过高；5)聚合物水泥砂浆柔性强度不相适应，有机材料耐老化指标低等。5、墙体饰面砖层出现脱落和开裂的主要原因1)温度变形。墙体内外由于温差的变化，饰面砖会受到三维方向温度应力的影响，在饰面层会产生局部应力集中，如在纵横墙体交接处；墙或屋面与墙体连接处；大面积墙中部等位置应力集中，饰面层开裂引起面砖脱落，也有相邻面砖局部挤压变形引起面砖脱落。2)砂浆抹灰层变形空鼓，造成大面积面砖脱落。3)反复冻融循环，造成面砖粘接层破坏，引起面砖脱落。4)外力引起的面砖脱落：如组合荷载作用、地基不均匀沉降等引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落，还可能由风压、地震力等引起的机械破坏等。6、在设计外墙外保温时应考虑的外界影响因素1)热应力。由温差变化导致的热胀冷缩，会引起非结构构造的体积变化，从而使之始终处于一种不稳定状态，因此，热应力是高层建筑外墙外保温层的主要破坏力量之一。2)风压。风压对高层建筑外保温层会造成很大的破坏。外保温层应具备相当的抗风压能力。保温层采取无空腔构造，杜绝空气层，可以有效避免风压特别是负风压导致保温层内空气层的体积膨胀而造成对保温层的破坏。3)地震力。地震力会导致高层建筑结构和保温面层的挤压、剪切或扭曲变形，而保温面层刚性越大。承受的地震力就越大，引起的破坏就可能越严重。4)水或水蒸气。为避免水或水蒸气对高层建筑的破坏，应选用憎水性好、水蒸气渗透性好的外保温材料系统，避免水或水蒸气在迁移过程中出现墙体结露或保温层内部含水率增高的现象，提高高层建筑外保温层的耐雨水侵蚀以及抗冻融能力。5)火。高层建筑比多层建筑的防火等级要求更高，高层建筑的保温层应具有更好的抗火灾功能并应具有在火灾情况下防止火灾蔓延和防止释放烟尘或有毒气体的特性，材料强度和体积也不能损失降低过多，面层无爆裂、无塌落，否则，就会给住户或消防人员造成伤害，对施救工作造成巨大的困难。7、高层建筑外墙外保温墙面粘贴面砖的安全性要求在高层建筑外墙外保温墙面上粘贴面砖，其安全性要求较高。饰面粘贴面砖主要应考虑保温系统内各层材料的粘结强度是否满足国家规范标准规定值。与重质墙体基层不同，外保温系统由于内置密度小、强度低的保温层，其形成的复合墙体往往呈现软质基底的特性。由于外保温系统置于建筑结构的外层，热应力、火、水或水蒸气、风压、地震等外界作用力直接作用于其表面，需要采取相应的安全加固措施，使建筑物和保温系统本身保持必要的安定性。在外墙外保温墙面上粘贴面砖，需要考虑的关键技术因素主要有：1)在保护保温层的前提下，使外保温系统形成一个整体，转移面砖饰面层荷载作用，改善面砖粘贴基层的强度；2)外保温粘结材料的压折比、粘结强度、耐候稳定性等指标以及整个外保温系统材料变形量的合理性；3)要考虑外保温材料的抗渗性以及保温系统的透气性，避免冻融破坏而导致面砖掉落；4)要提高外保温系统的防火等级，以避免火灾等意外事故出现后产生空腔，外保温系统丧失整体性在面砖饰面的自重重力的影响下大面积塌落；5)要提高外保温系统的抗震和抗风压能力，以避免偶发事故出现后的水平方向作用力对外保温系统的巨大破坏；6)要考虑外保温系统的面层荷载。8、当前我国外墙外保温系统所存在的问题1)保温材料供应严重不足；2)外墙外保温技术创新能力较差；3)外墙外保温系统的耐久性还需时间的考验；4)外墙外保温系统抗裂技术需进一步提高；5)外保温材料的防火性能不高；6)外墙外保温系统的检测及验收方法不完善；7)外墙外保温系统质量保证率不足；8)保温市场规范化有待提高。谢谢！