淺談墻體保溫與建筑節(jié)能
節(jié)能是當(dāng)今世界的熱門(mén)話題,建筑節(jié)能又是各關(guān)注點(diǎn)中的重要內(nèi)容之一。建筑節(jié)能最初是指“減少建筑中能量的散失”;現(xiàn)在普遍的內(nèi)涵則是“在建材的生產(chǎn)、房屋的建筑和構(gòu)筑物施工及使用過(guò)程中,滿足同等需要或達(dá)到相同目的的條件下,盡可能降低能耗”。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失主要涉及三個(gè)部分:①外墻;②門(mén)窗;③屋頂。這三部分的節(jié)能技術(shù)是各國(guó)建筑界都非常關(guān)注的。我國(guó)目前對(duì)現(xiàn)有建筑外墻節(jié)能的主要發(fā)展方向是,開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的保溫、隔熱材料和切實(shí)可行的構(gòu)造技術(shù),以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。兢墻體節(jié)能而言,傳統(tǒng)的用單一材料增加墻體厚度來(lái)達(dá)到保溫的作法已不能適應(yīng)節(jié)能和環(huán)保的要求,取而代之的是復(fù)合墻體。復(fù)合墻體一般用鋼筋混凝土等作為承重結(jié)構(gòu),與保溫隔熱材料復(fù)合,或在框架結(jié)構(gòu)中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。
1 我國(guó)主要保溫材料以及特點(diǎn)
建筑行業(yè)中的節(jié)能措施主要是從建筑材料的運(yùn)用以及設(shè)計(jì)中。實(shí)施建筑節(jié)能,當(dāng)前我國(guó)的保溫材料主要是巖棉、礦渣棉、玻璃棉、發(fā)泡水泥、聚苯乙烯泡沫塑料板、新型珍珠巖外墻外保材料、保溫混凝土多孔磚以及發(fā)泡玻璃等等。這些保溫材料在建筑的過(guò)程中,具有高品質(zhì)、高效率、環(huán)保等等特點(diǎn)。
(1)礦物棉
礦物棉屬于無(wú)機(jī)材料,包括巖棉和玻璃棉。巖棉是來(lái)自天然的礦物質(zhì),真正的無(wú)毒無(wú)害的綠色產(chǎn)品,并且這種材料具有耐久性、防火性在滿足保溫效果的同時(shí),而且還可以隔聲,并且可以和建筑結(jié)構(gòu)的壽命一致,價(jià)格低等特點(diǎn),但是巖棉的優(yōu)劣性相差很大,如果在保證保溫效果的時(shí)候,但是其密度就低,抗拉強(qiáng)度低。實(shí)驗(yàn)證明,在一定工藝條件下,對(duì)于化學(xué)組成及成份確定的巖棉保溫材料,在一個(gè)大氣壓及確定溫度下,存在一個(gè)對(duì)應(yīng)于最小導(dǎo)熱系數(shù)的最佳密度范圍,通常為80-100kg/m3。而玻璃棉與巖棉在性能上很相似,容重比巖棉低,導(dǎo)熱性能比巖棉好,渣球少,纖維韌性好,但是其使用溫度通常為300℃以內(nèi),而巖棉可以達(dá)到600℃左右,并且價(jià)格相對(duì)也比巖棉高,從而使其使用有了局限性。
(2)發(fā)泡水泥
采用發(fā)泡水泥可制作保溫層,用于外墻保溫和屋面保溫。發(fā)泡水泥含有大量封閉氣孔,是一種新型、輕質(zhì)化的絕熱保溫材料。它的干體積密度為普通水泥混凝土的1/5—1/8左右,使建筑物整體載荷減輕;同時(shí)它又有著絕好的保溫性能,導(dǎo)熱系數(shù)為0.06~0.28W/(m.K),熱阻約為普通混凝土的15倍左右;它的抗壓性能也很好,抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到0.6~25.0MPa。除了以上重要優(yōu)點(diǎn)之外,發(fā)泡水泥還具有隔音性能好,耐水性高,施工簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。發(fā)泡水泥制作的保溫材料具有制備工藝簡(jiǎn)單(工藝流程見(jiàn)圖1)、附著性強(qiáng)等特點(diǎn),這在施工的過(guò)程中,可以有效保證面層的薄厚均勻,改善隔熱層與樓板之間的附著性,減少使用其他材料時(shí)出現(xiàn)的脫層、龜裂、空鼓等問(wèn)題。發(fā)泡水泥的另一個(gè)突出特點(diǎn)是它的環(huán)保性,除了無(wú)機(jī)材料的水泥外,所使用的發(fā)泡劑也是中性的,不含苯、甲醛等有害物質(zhì),這將有效地保護(hù)環(huán)境,避免因材料產(chǎn)生的環(huán)境隱患。
(3)聚苯乙烯泡沫塑料板
利用聚苯乙烯泡沫塑料板作為保溫材料具有良好的保溫效果,聚苯乙烯泡沫塑料辦主要是以聚苯乙烯樹(shù)脂為材料,經(jīng)過(guò)發(fā)泡劑發(fā)泡而成的,聚苯乙烯發(fā)泡塑料板內(nèi)有很多小孔具有吸水率低、導(dǎo)熱系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高隔音效果好等特點(diǎn),但是這種材料的施工比較復(fù)雜,不適合復(fù)雜的建筑進(jìn)行保溫,并且綜合成本比較高。
(4)新型膨脹珍珠巖材料
傳統(tǒng)的膨脹珍珠巖吸水率較高,因此一旦墻體溫度發(fā)生變化時(shí),很容易因珍珠巖吸水膨脹而導(dǎo)致保溫層出現(xiàn)鼓泡開(kāi)裂現(xiàn)象,降低保溫的性能?;诖?,國(guó)內(nèi)珍珠巖行業(yè)相關(guān)科研人員經(jīng)過(guò)幾年的努力,研制出了閉孔珍珠巖和玻化微珠。閉孔珍珠巖不僅克服了傳統(tǒng)膨脹珍珠巖強(qiáng)度低、吸水率大等問(wèn)題,而且還延伸了膨脹珍珠巖的應(yīng)用領(lǐng)域。?;⒅榻?jīng)過(guò)特殊工藝生產(chǎn)加工而成,屬于一種無(wú)機(jī)玻璃質(zhì)礦物材料,其內(nèi)部為多孔結(jié)構(gòu),而表面光澤平滑,玻化封閉,而且理化性能穩(wěn)定,具有絕熱、質(zhì)輕、耐高低溫、防火等特性,是一種高性能新型環(huán)保型無(wú)機(jī)輕質(zhì)絕熱材料。
對(duì)比新型膨脹珍珠巖(即?;⒅椋﹫D2與傳統(tǒng)嘭脹珍珠巖圖3的顯微照片可以看出:?;⒅橥庥^呈圓球型,表面光滑無(wú)氣孔。該產(chǎn)品吸水率低,強(qiáng)度高,保溫耐火性能更加優(yōu)越。傳統(tǒng)珍珠巖外觀呈不規(guī)則形狀,表面多角刺,氣孔豐富。該產(chǎn)品吸水率高(高達(dá)400%以上),強(qiáng)度低。新型膨脹珍珠巖與傳統(tǒng)珍珠巖性能對(duì)比如表1。
(5)保溫混凝土多孔磚
保溫混凝土多孔磚是一種在生產(chǎn)過(guò)程中直接加入EPS保溫板的混凝土多孔磚,它實(shí)現(xiàn)了EPS板和混凝土的一次成型,是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的一次成型方法。保溫混凝土多孔磚由承重層、EPS保溫層、保護(hù)層組成(結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖4),它具有組磚體強(qiáng)度高,施工便捷,整體結(jié)構(gòu)合理,保溫效果好等特點(diǎn)。
用于建筑的保溫材料有很多種,除了前面提到的以外,還有各種已經(jīng)應(yīng)用到建筑中的如加氣混凝土、保溫砂漿以及其他的保溫材料。不同的材料在建筑上應(yīng)用的特點(diǎn)不同,其性能和利用價(jià)值也不同。隨著人們的要求不同以及對(duì)環(huán)保節(jié)能要求越來(lái)越高,建筑保溫材料將得到快速的發(fā)展和應(yīng)用。用于外墻保溫的材料一般有聚苯乙烯泡沫塑料板、玻離面板、巖棉板、保溫砂漿、充氣石膏板加氣混凝土塊等。
2 保溫材料在墻體中的應(yīng)用及發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的生活水平不斷提升,對(duì)房屋的要求也越來(lái)越高。在建筑中采用墻體保溫技術(shù),不僅可以滿足人們的要求,而且對(duì)建筑節(jié)能也是非常重要的。保溫材料在墻體中的應(yīng)用主要是在外墻保溫上方面,外墻保溫又可以分為外墻自保溫,外墻保溫、外墻內(nèi)保溫三種。
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