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夏热冬冷地区外墙保温装饰

减小字体 增大字体 作者:魏海涛  来源:本站整理  发布时间:2019-11-3 10:01:55


魏海涛

摘 要:我国建筑行业中的能耗消耗比率较高,而且能耗使用结构不合理,在建筑能耗中通过外墙保温散失的热量比例较大,因此利用外墙保温来实现建筑能耗节约是关键目标。对夏热冬冷地区来说,使用外墙保温装饰一体化具有较大的保温隔热优势。

关键词:建筑能耗;外墙保温装饰;一体化系统;热工性能;热桥

我国是一个建筑大国,对建筑节能的要求越来越高,政府相关部门不断加大对建筑能耗的审查力度,保证建筑能耗中的质量和节约。我国建筑能耗中通过外墙传递冷热量的比例较大,因此对于加强外墙保温技术的研究有利于实现建筑节能。而外墙保温装饰一体化系统中的热工性能和热桥是外墙保温技术中的重点研究方向。

1 外墙保温装饰一体化系统概述

外墙保温装饰一体化系统组成部分主要包括墙体保温和立面装饰两个部分,保温材料主要有挤塑聚苯乙烯、模塑聚苯乙烯和聚氨酯等;立面装饰材料主要有彩色铝板饰面、彩色钢板外饰面等。外墙保温装饰一体化系统采用的主要施工方法有湿贴加锚固法、无龙骨干挂法、龙骨干挂法。

外墙保温装饰一体化系统有效地解决了保温和装饰隔离的问题,保证了系统施工质量、节约了施工周期以及降低了系统的综合成本。首先,外墙保温装饰一体化系统中一体化板材外饰面品种丰富,在工厂内采用现代机械化技术生产,进行施工时避免了再次加工,保证了产品的质量稳定;其次,一体化板材是由同一家生产商生产,在生产过程中有效的节约了时间,安装工序简单,因此大大缩短了施工工期;最后,外墙保温装饰一体化中的保温层加瓷砖比传统方式安全、施工简单,保温层加涂料的后期维修成本低,保温加干挂石材的初始投资成本比传统保温要小,所以一体化系统的综合成本具有较大优势。

2 外墙保温装饰一体化系统热工性能分析

我国目前夏热冬冷地区所采用的外墙保温装饰一体化系统主要有铝合金聚氨酯保温装饰一体化系统、石材干挂外墙保温系统和彩钢板预制干挂外墙外保温系统这三大系统,共同构成了外墙保温装饰一体化系统中的热功能性系统。

2.1 铝合金聚氨酯保温装饰一体化系统热功能性分析

分别对基层墙体材料选用钻土空心砖、混凝土多孔砖、蒸压灰砖和实心粘土砖。具体构造法如下:

钻土空心砖在250mm厚度的粉刷及内饰面中的导热系数为0.59w/m·k,系统传热系数为0.51w/m·k;混凝土多孔砖在250mm厚度的粉刷及内饰面中的导热系数为0.75w/m·k,系统传热系数为0.51w/m·k;蒸压灰砖在250mm厚度的粉刷及内饰面中的导热系数为1.12w/m·k,系统传热系数为0.54w/m·k;实心粘土砖在250mm厚度的粉刷及内饰面中的导热系数为0.82w/m·k,系统传热系数为0.52w/m·k。新版《公共节能建筑设计标准》GB 50189-2005中规定的夏热冬冷地区外墙保温系统的传热系数K≦1.0W/m2·K,以及依据不同体形系数指标所规定的不同外墙传热系数限值K≦0.8W/m2·K。根据计算结果可知,一体化系统采用不同的基层材料墙体的传热系数都小于夏热冬冷地区节能设计标准中规定的外墙传热系数的限值,因此,铝合金聚氨酯保温装饰一体化系统在夏冷冬热地区的应用会实现建筑节能的目标。

2.2 石材干挂外墙保温系统热工性能分析

石材干挂外墙保温系统主要组成部分为墙体结构层、保温层和饰面层。对石材干挂外墙保温系统的基层墙体材料进行构造来研究石材干挂外墙保温系统的热工性能。

厚度为25mm的内层内饰面中的导热系数为0.89w/m·k;厚度为250mm的砼墙中的导热系数为1.76w/m·k;厚度为150mm中的龙骨和空气层系统,其空气间距较大,不考虑热阻;厚度为25mm的XPS保温板,导热系数为0.05w/m·k;厚度为35mm的石材,导热系数为3.5w/m·k,通过计算得出石材干挂外墙保温系统的传热系数K=0.8W/m2·K。但是由于150mm厚度空间内的空气间距较大,因此无法较好地起到保温隔热的作用,因此在石材系统中将石材与金属构件的传热计算到系统中的传热系数中,通过选取厚度为30mm、导热系数为62w/m·k的不锈钢石材挂件,计算得出系统平均传热系数为1.0W/m2·K。因此可知石材的传热系数大大增加,保证了系统中的传热性能。

2.3 彩钢板预制干挂外墙外保温系统热工性能分析

彩钢板中采用的泡沫彩钢板、聚氨酯彩钢板、玻璃棉彩钢板等保温材料具有良好的保温隔热效果。对彩钢板预制干挂外墙外保温系统的主墙体材料研究热工性能的具体构造如下:

内层厚度为25mm的内饰面的导热系数为0.89w/m·k;厚度为250mm的砼墙中的导热系数为1.76w/m·k;厚度为150mm—300mm的龙骨和空气层系统中的空气间距较大,不考虑热阻;最后是厚度为25mm的彩钢板,热阻R=0.59m2·K/w,不考虑空气间隔的严肃得出传热系数K=0.88W/m2·K。接着考虑到空气间距的因素,选取厚度为25mm、导热系数为60w/m·k的彩钢板,计算得出的系统平均传热系数为1.02W/m2·K.由此可知,系统地传热系数增加了16%,有效地保障了彩钢板预制干挂外墙外保温系统中的传热性能。

3 外墙保温装饰一体化系统热桥分析

热桥是指处在外墙和屋面等围护结构中的一些部位,这些部位热流相对密集、内表面温度较低、传热能力较强,称为热桥。建筑结构中的热桥主要是由于该部位的传热系数相对于其部位周围的传热系数要大,保温性能较差所致使形成。外墙保温装饰一体化系统热桥的影响主要表现为复合龙骨和金属龙骨对一体化系统传热性能的影响。

3.1 外墙保温装饰一体化系统复合龙骨热桥传热性能分析

不同规格的复合龙骨对系统传热性能的影响不同,分别选取宽度为0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龙骨进行研究分析比较其热桥的传热性能。0.05m宽度的龙骨传热系数为0.558W/m2·K,0.1m宽度的龙骨传热系数为0.560W/m2·K,0.15m宽度的龙骨传热系数为0.562W/m2·K,0.2m宽度的龙骨传热系数为0.564W/m2·K,传热系数增长率分别为1.50%、1.90%、2.25%和2.57%。由此得出随着复合龙骨的宽度增加,系统传热性呈现增大趋势。

3.2 外墙保温装饰一体化系统金属龙骨热桥传热性能分析

与符合龙骨一样金属龙骨的规格不同,其对系统传热性能也不同,分别选取宽度为0.05m、0.1m、0.15m、0.2m的龙骨进行研究分析比较其热桥的传热性能。龙骨传热系数分别为0.592W/m2·K、0.593W/m2·K0.594W/m2·K、0.594W/m2·K,传热系数增长率分别为7.66%、7.96%、8.07%和8.12%。由此得出随着金属龙骨的宽度增加,系统传热性能也增大。

综上可知,外墙保温装饰一体化系统的热工性能和热桥在夏热冬冷地区中的应用,有效保障了该地区的建筑能耗,从而对我国实现建筑能耗节约具有重大意义。

参考文献

[1] 成书珊,陈晓明,何韶瑶.夏热冬冷地区建筑外墙保温节能策略研究[J].建筑技术,2014(08):722-725.

[2] 程海峰,高瑞凯,张虎,陈鹏刚.薄封闭空气间层对外墙保温系统热工性能的影响[J].建筑科学,2014(12):43-48.