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建筑外围护结构常用节能技术措施

2010-08-15王新花

山西建筑 2010年17期
关键词:外保温遮阳保温材料

王新花

1 外墙体节能技术

提高墙体热工性能的有效途径之一是采用结构材料与高效保温材料结合而成的复合墙体。现将常见的几种复合墙体介绍如下[1]。

1.1 外保温

外保温是将外保温隔热材料置于外墙外侧,使建筑外墙达到保温效果的一种保温形式。最早的外墙外保温系统起源于20世纪40年代的瑞典和德国,而实际的外保温工程在欧洲已有35年以上的历史。目前,外墙外保温系统依然是欧美等发达国家市场占有率很高的一种建筑节能技术,也是目前我国大力推广的保温技术。外保温有其明显的优点:

1)外保温适用范围广,不仅适用于新建工程,也适用于旧楼改造;2)外保温有效的减少了建筑结构(混凝土梁、柱等部位)的热桥;3)保温层不占用室内使用面积,不影响室内装修;4)外保温技术含量高,技术更合理,消除了冷凝,防止墙体表面结露;5)外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,因此能延长结构寿命。

1.2 内保温

外墙内保温是将保温隔热系统置于外墙内侧,使建筑物外墙达到保温效果的一种保温形式。在20世纪90年代开始,在我国建筑节能技术发展的起步阶段,尤其在我国北方地区,内保温和夹芯保温技术曾经被广泛使用。内保温的优点:1)施工方便,内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭脚手架。2)由于这种节能墙体的外侧结构层密度大、蓄热能力强,因此采用这种墙体时室温波动相对较大,供暖时升温快,不供暖时降温也快。当然,内保温缺点也十分明显:1)内保温技术无法消除圈梁、楼板、构造柱等引起的冷热桥效应,热损失较大。同时设计中还要注意采取措施(如设置空气、隔气层),避免由于室内水蒸气向外渗透,在墙体内产生结露而降低保温隔热层的热工性能。2)由于这种节能墙体的绝热层设在内侧,会占据一定的使用面积,若用于旧住房节能改造,在施工时会影响室内住户的正常生活。3)内墙悬挂和固定物件等容易破坏内保温结构。

1.3 夹芯保温

它是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间(外墙为双层墙),这种保温方式会使外墙厚度增加很多,但外墙两侧均为重质坚硬材料,对公共建筑有一定适用性。优点:1)传统材料的防水,耐候等性能良好,对内侧墙面和保温材料形成有效的保护。对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用。2)对施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬期施工。近年来,在严寒地区得到了一定的应用。缺点:由于在非严寒地区,此类墙体与传统墙体相比尚偏厚,且内、外保温墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂以及地震区建筑中圈梁和构造柱的设置,不可避免地存在冷热桥效应,因此保温材料的效率仍然得不到充分的发挥。

1.4 外墙自保温

能满足外墙自保温要求的墙体材料有蒸压加气混凝土制品(砌块和外墙板)以及其他能满足外墙平均传热系数(K)和热惰性指标(D)要求的轻质混凝土制品或复合制品。适用于有节能设计要求的多层外墙,尤其适用于别墅建筑。当所设计的建筑为多层建筑,且建筑物外墙砌体面积较大时,才适宜考虑选用加气混凝土制品用于外墙自保温。

2 屋面节能技术

2.1 倒置式屋面

即采用保温层在防水层之上的做法,一般采用“找坡层—找平层—防水层—结合层—保温层—隔离层(可选)—保护层”的做法。保温层常用的保温材料有高密度膨胀聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫塑料等。倒置式屋面的做法可避免防水层产生由温度变化引起的早期破坏以及卷材防水层的鼓包现象、延长防水层的使用年限,并可充分发挥保温隔热层的节能作用,目前在各类建筑屋面上会优先考虑应用。选用倒置式屋面的保温材料时,保温材料本身除有较小的吸水率外,还要具有一定的压缩强度。国外典型的倒置式屋面较多采用挤塑聚苯板(XPS)作为保温材料。

2.2 正置式屋面

与倒置式屋面比较,其保温层与防水层的顺序相反。由于防水层直接与环境接触,在昼夜温差及室外温度的变化下防水层表面易产生较大的温度应力,经过几个交替循环后油毡表面延性降低,变脆、变硬、产生裂缝,致使防水层在短期内受到破坏。过去的正置式屋面多采用膨胀珍珠岩作为保温材料,膨胀珍珠岩具有很强的吸湿性,吸湿后在高温下产生湿气,易在防水层内侧外鼓形成气泡,而膨胀珍珠岩则因吸湿其保温效果大大降低。故尽量在全年和全天温度变化小的地区选用此类屋面。还应当尽量选用膨胀聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)等吸水率较小的保温产品。

2.3 整体现场喷涂保温屋面

此类屋面具有施工快,保温防水一次解决等特点,使用聚氨酯为喷涂材料时,其外表面就设置保护层,可使用细石混凝土,或防辐射涂层保护层防止聚氨酯老化。整体现场喷涂保温屋面较宜用于屋面平面较为规整,且找坡坡度较为平缓的工程。聚氨酯或其他保温材料的喷涂厚度除应按相应保温要求确定外,也应当考虑建筑屋面防水要求。

2.4 架空隔热屋面

架空隔热屋面主要用于提高屋面系统的夏季隔热的功能,避免建筑内表面温度偏高过于剧烈,一般多应用于厂房或仓库等工业建筑平屋面。

3 遮阳技术

3.1 窗户的遮阳

窗户的遮阳又可分为内遮阳和外遮阳。采用在窗的内侧悬挂窗帘等内遮阳方式可以防止太阳的辐射,但只是把太阳辐射热量转换为其他形式的热量,仍然散发到室内,对降低空调能耗的作用影响不大。窗户外遮阳可以有效的将太阳辐射阻挡在室外,从而也就不会构成室内得热。窗户外遮阳的基本形式可分为四种:水平式、综合式、垂直式、挡板式。

3.2 墙体遮阳

外墙遮阳的目的是防止夏季太阳直接照射在外墙表面,使外墙表面温度升高,增加向室内的传热量。西向外墙在日照下有时表面温度可超过50℃,导致室内炎热。

4 玻璃节能技术

外窗是建筑能耗比例较大的构件,除了前面所提到的遮阳措施以外,提高玻璃的隔热品质有助于明显降低能耗。有关资料的数据表明,门窗的能耗约为墙体的 4倍、屋面的5倍,约占建筑围护结构总能耗的40%~50%,夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%~30%[3]。影响玻璃热工性能的4个比较重要的参数为:1)玻璃的传热系数K值。2)遮阳系数 Sc。3)可见光透过率 VLT。4)太阳得热系数 SHGC。

总的来看,我国建筑门窗用节能玻璃的使用率与发达国家相比还有很大的差距,如美国在20世纪80年代,中空玻璃在全部住宅中的使用量约占85%,到 20世纪90年代已达到90%;在原西德,80年代就达到85%[3]。至今我国节能玻璃的使用量都非常的小。

[1] 上海现代建筑设计(集团)有限公司.建筑节能环保技术与产品——设计选用指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2] 韦延年.夏热冬冷地区节能住宅外围护结构保温指标的确定方法[J].四川建筑科学研究,2002,28(1):71-73.

[3] 付祥钊.夏热冬冷地区节能技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[4] 王 辉.住宅建筑外墙节能技术探讨[J].山西建筑,2009,35(2):240-241.

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