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摘要:為了減少建筑內(nèi)外部的熱量交換,保持建筑物舒適的室內(nèi)溫度,指出了應(yīng)用節(jié)能建筑外墻保溫材料的必要性,對(duì)比了幾種節(jié)能建筑外墻保溫方法的優(yōu)缺點(diǎn),包括外墻內(nèi)保溫、內(nèi)外混合保溫、外墻外保溫方法。介紹了節(jié)能建筑中常用的外墻保溫材料,包括有機(jī)保溫材料、無機(jī)保溫材料、復(fù)合保溫材料。展望了節(jié)能建筑外墻保溫材料的發(fā)展方向:加強(qiáng)對(duì)超級(jí)保溫材料的研究,提高保溫材料的防火性能和裝飾性能。應(yīng)選擇合理的保溫方式和材料,根據(jù)建筑物的實(shí)際,發(fā)揮保溫材料的優(yōu)勢(shì)和性能,滿足人們多元的居住需求。
關(guān)鍵詞:節(jié)能建筑;外墻保溫材料;應(yīng)用;發(fā)展
節(jié)能減排、綠色發(fā)展理念不斷深化,建筑節(jié)能問題已受到人們的廣泛關(guān)注,建筑外墻保溫材料應(yīng)用方面的相關(guān)研究越來越多,促使其向多元化方向發(fā)展。外墻保溫材料要在確保使用功能的基礎(chǔ)上降低能源消耗,提高能源利用率。要加大研發(fā)力度,研發(fā)新型的保溫節(jié)能材料,將其更好地應(yīng)用于節(jié)能建筑中,逐步推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1應(yīng)用節(jié)能建筑外墻保溫材料的必要性
節(jié)能建筑是能源消耗低的建筑,是在保證建筑使用功能的基礎(chǔ)上采用外墻保溫、自然資源利用等措施,降低建筑物的采暖能耗,確保室內(nèi)溫度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入,節(jié)能建筑越來越受到重視。我國(guó)制定了相應(yīng)的節(jié)能建筑指標(biāo),為節(jié)能建筑的發(fā)展提供了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)能建筑設(shè)計(jì)要滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的一般規(guī)定,外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)及采暖設(shè)計(jì)要滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于節(jié)能技術(shù)及節(jié)能材料的開發(fā)研究較為滯后,很多建筑材料無法很好地滿足節(jié)能要求,故而作為節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),建筑外墻保溫材料的應(yīng)用成為了降低建筑成本、降低能源消耗的重要措施。通過開發(fā)低成本、節(jié)能環(huán)保型的保溫材料,可以滿足節(jié)能建筑減小能耗的要求,降低建造成本。
2節(jié)能建筑外墻保溫方法
外墻內(nèi)保溫。外墻內(nèi)保溫施工簡(jiǎn)便,但只是對(duì)建筑內(nèi)墻進(jìn)行保溫,外墻部分沒有保溫措施,當(dāng)冬季氣溫較低時(shí),室內(nèi)易結(jié)露,導(dǎo)致墻面開裂。內(nèi)外混合保溫??稍诒容^易操作的部位進(jìn)行外保溫,不易操作的部分進(jìn)行內(nèi)保溫,但這種混合保溫方式易導(dǎo)致建筑外墻的主體部位因溫度不同產(chǎn)生形變,且形變的尺寸和速度不同,易導(dǎo)致墻體開裂。外墻外保溫。這是目前建筑施工中應(yīng)用較為廣泛的保溫方式。外保溫是利用保溫材料在墻體外部進(jìn)行防護(hù),減少墻體因溫度變化帶來的形變,保護(hù)墻體結(jié)構(gòu),可以很好地保溫隔熱。
3節(jié)能建筑中常用的外墻保溫材料
3.1有機(jī)保溫材料
有機(jī)保溫材料主要是石油的副產(chǎn)品,具有較好的保溫、隔熱及降噪性能等,常用的有機(jī)材料有硬質(zhì)聚氨酯、聚苯乙烯等,這兩類材料的應(yīng)用技術(shù)較為成熟,應(yīng)用廣泛。其中,硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料是很好的保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)很低,具有很好的隔熱性及阻燃性,如果溫度過高或出現(xiàn)明火,泡沫就會(huì)碳化,阻止燃燒。實(shí)際應(yīng)用中,由于其自身的黏結(jié)性強(qiáng),經(jīng)常通過噴涂使其附著在建筑外墻表面,不僅可以保溫,還具有很好的防水性能。實(shí)踐表明,70mm厚的硬質(zhì)聚氨酯泡沫,可以確保頂樓的室內(nèi)溫度與次頂樓的室內(nèi)溫度相差不超過2℃~3℃。聚苯乙烯泡沫的最高使用溫度為70℃~80℃,超過90℃就會(huì)變形,防火性能較差,在防火要求較高的部位不能使用,但其質(zhì)量輕,硬度較高,在建筑外墻的保溫施工中也有廣泛的應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用中,要在聚苯乙烯泡沫中加入一些輔助材料,降低其導(dǎo)熱系數(shù),提高其耐高溫性能,以有效減少空氣中有害物質(zhì)對(duì)墻體結(jié)構(gòu)的侵蝕,消除熱橋現(xiàn)象,有利于保持節(jié)能建筑內(nèi)部的溫度。
3.2無機(jī)保溫材料
無機(jī)保溫材料由工業(yè)廢渣、石塊等經(jīng)過多種工藝加工而成。近年來,我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,一些工業(yè)廢渣的利用成為了行業(yè)研究重點(diǎn),利用科學(xué)技術(shù)對(duì)工業(yè)廢渣進(jìn)行篩選、提純、合成,可用于建筑領(lǐng)域。在節(jié)能建筑外墻保溫中,膨脹珍珠巖、巖棉、砂加氣砌塊等應(yīng)用較為廣泛。其中,膨脹珍珠巖的導(dǎo)熱系數(shù)較低,可用于不同的氣候環(huán)境。巖棉的阻燃性能好,具有很好的抗酸堿性,質(zhì)地柔軟輕便,便于施工。實(shí)際應(yīng)用中,巖棉不僅用于建筑外墻的保溫,還可用于很多舊建筑的節(jié)能改造。采用巖棉作為外墻保溫材料,冬季可以減少墻體的熱量損失,夏季可以有效減少太陽輻射的熱傳導(dǎo),降低室內(nèi)溫度。砂加氣砌塊是多種材料混合而成的一種保溫材料,不含有毒化學(xué)物質(zhì),綠色環(huán)保,保溫性能好,具有很好的耐火性,且材料本身有很多小氣孔,隔音效果很好。
3.3復(fù)合保溫材料
復(fù)合保溫材料由有機(jī)及無機(jī)保溫材料復(fù)合而成,如玻化微珠、蛭石及硅酸鋁纖維等,再輔以多種無機(jī)礦物填料,利用多種工藝制成復(fù)合材料,滿足了節(jié)能建筑外墻的使用要求。復(fù)合保溫材料具有很好的保溫隔熱性能,屬不燃性A級(jí)材料,阻燃性能好,不含有毒有害物質(zhì),質(zhì)地較輕,實(shí)際使用中,直接涂抹在墻面即可,施工方便,已被中國(guó)建筑材料協(xié)會(huì)列為綠色建材推廣產(chǎn)品,未來的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣泛。
4節(jié)能建筑外墻保溫材料的發(fā)展方向
4.1加強(qiáng)對(duì)超級(jí)保溫材料的研究
超級(jí)保溫材料是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),改變保溫材料的結(jié)構(gòu),以最大限度降低其導(dǎo)熱系數(shù),提高其保溫性能、阻燃性能等。比如:納米孔材料中的氣凝膠,由于其導(dǎo)熱系數(shù)低,常溫下0.013W/(m·K),隔熱及降噪性能好,是很好的外墻保溫材料,具有廣闊的發(fā)展前景。此外,微孔有機(jī)材料、真空隔熱板等復(fù)合材料都是理想的外墻保溫材料,但是這些材料的生產(chǎn)成本高且施工難度較大,受到資金及技術(shù)的制約,目前還很難進(jìn)行廣泛應(yīng)用。要加大對(duì)這些材料的研究,發(fā)揮它們的性能優(yōu)勢(shì),降低成本及施工難度,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
4.2提高保溫材料的防火性能
高層建筑越來越多,墻體的外保溫材料不僅要具有保溫隔熱性能,還要有較好的防火性能,以降低火災(zāi)對(duì)建筑物及使用者的危害。因此,未來的保溫材料要提高防火性能。研究表明,在保溫材料中加入一些耐高溫材料,可以有效提高保溫材料的防火性能,在保溫材料中添加阻燃劑,可有效提高保溫材料的阻燃性能。
4.3提高保溫材料的裝飾性能
保溫材料要具有較好的裝飾性能,更好地滿足人們對(duì)建筑物的多元需求。過去,保溫材料的研究和應(yīng)用更為注重其保溫性能、隔熱性能,對(duì)其裝飾性能的要求不高。有的保溫材料長(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)開裂、脫落等現(xiàn)象,對(duì)建筑物整體的美觀造成不利影響。未來在進(jìn)行保溫新材料研發(fā)時(shí),除了要提高其保溫、防火性能外,還要提高其裝飾性能。
5結(jié)語
近年來,在綠色發(fā)展理念下,節(jié)能建筑應(yīng)運(yùn)而生,實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。節(jié)能建筑的外墻保溫要選擇合理的保溫方式和材料,根據(jù)建筑物的實(shí)際,發(fā)揮保溫材料的優(yōu)勢(shì)和性能,滿足人們多元的居住需求。
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作者:陳文國(guó) 單位:山東華宇工學(xué)院