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建筑节能检测 郴州华科建设工程检测有限公分享人 刘建忠 概述定义及术语几种主要保温材料及相关标准保温材料检测方法 目录 GB50411 2007 建筑节能工程施工质量验收规范 1 0 5规定 单位工程竣工验收应在建筑节能分部工程验收合格后进行 一 概述 建筑节能的含义 所谓建筑节能 是指在保证和提高建筑舒适性的条件下 合理使用能源 不断提高能源利用效率 通过采取合理的建筑设计和选用符合节能要求的节能材料所建造的房屋 与没有采取节能措施的房屋相比 在保证相同的室内热舒适环境条件下 它可以提高能源利用效率 减少建筑能耗 一 概述 建筑上考虑传热的出发点有两个 一个是保温 主要针对降低严寒地区 寒冷地区 夏热冬冷地区的采暖能耗和提高居住环境的热舒适性 另一个是隔热 主要是针对降低夏热地区 夏热冬冷地区的空调制冷能耗和提高居住环境的热舒适性 保温和隔热都是为了提高居住环境的热舒适度 在建筑设计 施工 评价指标等方面都不同 但这两个出发点都有一个共同的要求就是提高围护结构的热阻 即降低其传热系数 建筑热工设计应与地区气候相适应 建筑热工设计分区及设计要求应符合表3 1 1的规定 全国建筑热工设计分区应按本规范附图8 1采用 民用建筑热工设计规范 GB50176 1993 建筑节能检测涉及的范围1 绝热材料 泡沫塑料 橡塑绝热制品 矿物棉制品 无机硬质绝热制品 保温浆料等 2 节能墙体材料 轻骨料混凝土空心砌块 多孔砖 保温砖 加气混凝土砌块 复合保温墙板等 3 隔热涂料4 相变蓄能材料5 门窗6 外墙外保温系统7 采暖 空调设备8 建筑节能工程现场检验 所用标准 GB T10294 2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB T10295 2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法GB T13475 2008绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法JGJ T132 2009居住建筑节能检测标准JGJ T177 2009公共建筑节能检测标准GB50411 2007建筑节能工程施工质量验收规范JGJ144 2004外墙外保温工程技术规程DBJ43 003 2010湖南省公共建筑节能设计标准JGT158 2013胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统材料GBT20473 2006建筑保温砂浆 二 定义及术语 绝热材料 保温材料 是指具有防止建筑物内的热量损失或隔绝外界热量传入的材料 通常把导热系数小于0 174W m K 的建筑材料称为建筑绝热材料 1 传热的基本方式分为传导 对流和辐射三种 这三种方式总是共存的 只不过在不同的情况下 传热的形式表现为以其中一种为主 2 热传导是由温差引起的物体内部微粒运动产生的热量转移过程 在任何介质中 当两处存在温差时 就会产生热的传递现象 热量将从高温部分传递到低温部分 建筑物的围护结构是由各种建筑材料构筑而成 建筑材料保温隔热性能的好坏 体现在围护结构节能效果的好坏 围护结构建筑物及房间各面的围挡物 如墙体 屋顶 地板 地面 门窗等 分内 外围护结构两类 外墙外保温系统由保温层 保护层和固定材料 如粘结剂 锚固件等 构成且适用于安装在建筑物外表面非承重保温构造的总称 基层墙体建筑物中起承重或围护作用的混凝土或各种砌体墙 保温层由保温材料 模塑板 挤塑板 胶粉聚苯颗粒等保温材料 或保温构件组成 在外墙外保温系统中起保温作用的构造层 模塑 EPS 板由可发性聚乙烯颗粒经加热预发泡后在模具中加热成型而制成的具有密闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材 挤塑 XPS 板由聚苯乙烯颗粒经加热后 挤压成型制成的具有密闭蜂窝状结构的硬质聚苯乙烯板材 热阻 R 热阻是用来表征材料层或某种材料抵抗热流通过的能力 或者说材料本身对热流通过的阻力 稳态条件下 与热流方向垂直的物体两表面温差除以热流密度 单位 m2 K W 对于均质材料层如聚苯板 热阻R的值可由厚度和导热系数计算 R 对于非均质墙体构造如空心砌块墙体 热阻R值取决于具体构造 传热阻 R0 传热系数的倒数 数值上为物体两侧环境温差除以热流密度 单位 m2 K W传热阻R0 Ri R Re 在计算外墙传热时 取Ri 0 11 Re 0 04 传热系数稳态条件下 围护结构两侧空气温差为1K 1h内通过1m2面积传递的热量 单位 W m2 K 导热系数稳态条件下 1m厚的物体 两侧表面温差为1K 1h内通过1m2面积传递的热量 单位 W m K 导热系数是表征物质导热能力的一个重要参数 其值越小 保温隔热性能越好 影响导热系数的因素 材质 容重 湿度 温度等 三 几种主要保温材料及相关标准 常用保温材料 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料 EPS板 绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 XPS板 硬泡聚氨酯板 PU 酚醛泡沫板 PF 胶粉聚苯颗粒膨胀玻化微珠保温浆料岩棉板 三 几种主要保温材料及相关标准 3 1保温板类3 1 1模塑板 EPS板 产品标准 GB T10801 1 2002 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料 按密度范围分为6个等级 又可分为阻燃型和普通型 时效及状态调节 对于膨胀聚苯板 型式检验的所有试验样品应去掉表皮并自生产之日起在自然条件下放置28天后进行测试 所有试验的样品应在温度23 2 50 5 的条件下进行16小时的状态调节 三 几种主要保温材料及相关标准 技术要求 三 几种主要保温材料及相关标准 技术要求 三 几种主要保温材料及相关标准 3 1保温板类3 1 2挤塑板 XPS板 产品标准 GB T10801 2 2002 绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 XPS 分类 按产品是否带有表皮及压缩强度的大小分为10类 时效及状态调节 导热系数和热阻试验应将样品自生产之日起在环境条件下放置90天 其他物理机械性能试验应将产品自生产之日起在环境条件下放置45天后进行 试验前应在温度23 2 50 5 的条件下进行状态调节一定时间 三 几种主要保温材料及相关标准 技术要求 三 几种主要保温材料及相关标准 技术要求 三 几种主要保温材料及相关标准 3 1保温板类3 1 3建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料产品标准 GB T21558 2008 建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料 分类 类为适用于无承载要求的场合 类为适用于有一定承载要求的且有抗高温和抗压缩蠕变要求的场合 类适用于有更高承载要求且有抗压和抗压缩蠕变要求的场合 三 几种主要保温材料及相关标准 以上是三种保温板类产品 以EPS板和XPS板较为常用 常规的检测项目有表观密度 压缩强度 导热系数 尺寸稳定性 吸水率等 引用的试验方法有 GB T10294 2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB T10295 2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法GB T6342 1996泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定GB T6343 1995泡沫塑料与橡胶表观密度的测定GB T8810 2005硬质泡沫塑料吸水率的测定GB T8811 2008硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法GB T8813 2008硬质泡沫塑料压缩性能的测定 三 几种主要保温材料及相关标准 3 2喷涂聚氨酯泡沫材料试样应在施工现场喷涂制备 用相同的施工工艺条件单独制成一个泡沫体 并在标准试验条件下放置72小时 再按标准要求切取试件 并将表面磨平 3 3保温浆料类 以上所讲的保温隔热材料都不是单独使用 还应与界面砂浆 胶粘剂 抹面胶浆 增强网 锚固件 饰面材料等组成可靠的保温系统 对建筑物起到保温 隔热节能的效果 GB50411 2007规定 墙体节能工程采用的保温材料和粘结材料等 进场时应对下列性能进行复验 复验应为见证取样送检 1保温材料的导热系数 密度 抗压强度或压缩强度 2粘结材料的粘结强度 3增强网的力学性能 抗腐蚀性能 四 检测方法 4 1表观密度模塑板的表观密度1 依据标准 GB T10801 1 2002 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料 GB T6343 2009 泡沫塑料及橡胶表观密度的测定 GB T6342 1996 泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定 2 仪器 精度为0 1mm的游标卡尺 天平 称量精度为试件质量的0 5 3 试样的尺寸与数量 100 1 mm 100 1 mm 50 1 mm 试样数量3个 模塑板的厚度不都是50mm 所以应为试件的原厚 4 试样状态调节 试验前试样应在温度23 2 相对湿度50 5 的环境条件下进行16小时的状态调节 四 检测方法 5 试验步骤 尺寸测量 测试件的长 宽 厚 测量点应尽可能分散开 至少5点 取每一点上三个读数的中值 并用5个或5个以上的中值计算平均值 分别作为试件的长 宽 厚 计算试件的体积V 质量称量 称试件的质量m 精确至试件的质量的0 5 结果计算 取平均值 结果精确至0 1kg m3 挤塑板在其产品标准中没有表观密度的要求 但有些技术规程中有要求 挤塑板的表观密度检测方法与膨胀聚苯板相同 喷涂类聚氨酯保温材料应先按产品标准要求成型 固化后 在状态调节后 按同样方法进行 4 2导热系数建筑绝热材料的导热系数的测定方法可分为两类 稳定热流法和非稳定热流法稳定热流法是通过材料的热流 其数值和方向都不随时间而变 即温度场是恒定的 这样可以根据稳定热流强度 温度之间的关系来确定导热系数 稳态法有防护热板法和热流计法 1 检测依据 GB T10294 2008 绝热材料稳态热阻及有关特征的测定防护热板法 防护热板法 适用范围 本方法只适用于测定干燥匀质试件 试件的热阻应大于0 1 m2 K W 精度为 2 四 检测方法 4 2导热系数2 原理 热稳态条件下 在防护热板装置的中央计量区域内 有两块表面平整且平行设置的均匀板状试件中 建立类似于以两块平行均匀温度板为界的无限大平板中存在的一恒定热流 为保证中央计量部位形成一维热流且能正确测量其热流密度的加热器 该加热器分为中央计量元件和环绕计量元件的防护元件 并且要有足够的边缘绝热或外侧绝缘防护套 四 检测方法 4 2导热系数3 样品制备 粉料类的保温材料应按产品标准要求成型平板状的试样 对试件的要求 应为匀质材料 非均质材料要验证方法的适用性 试件的尺寸及数量 300mm 300mm 25mm 数量两块 有的仪器只需1块 试件尺寸按仪器要求 4 准确测量试件的厚度 计算试件的平均厚度 5 检测参数的设定 冷板温度 15 热板温度 35 防护板温度 35 计量面积为0 09m2 双试件需乘以2 四 检测方法 XPS板 测定平均温度为 10 2 和 25 2 下的导热系数 试验温差为15 25 EPS板 试样厚度 25 1 mm 温差 15 20 平均温度 25 2 4 2导热系数导热系数计算公式 加热单元计量部分的平均热流量 其值等于平均发热功率 WT1 试件热面温度平均值 KT2 试件冷面温度平均值 KA 计量面积 m2d 试件平均厚度 m 四 检测方法 导热系数的影响因素 材料的绝热能力越强 导热系数越小 各种材料的导热系数差别很大 大致在0 017 3 5W m K 之间 如聚氨酯硬泡体材料在0 017 0 027W m K 之间 聚苯板在0 035 0 041W m K 之间 而大理石3 5W m K 左右 静止的空气0 027W m K 绝热材料内部有分布均匀的空隙 这是绝热材料能起绝热作用的前提条件 导热系数还与材料的容重 湿度 温度等有紧密的关系 容重是指单位体积的材料重量 它是影响材料导热系数的重要因素之一 当材料的比重一定时 孔隙率愈大 则容重愈小 导热系数也越小 其规律是导热系数随容重的增加而增加 湿度对导热系数有着极其重要的影响 导热系数随着湿度的增大而增大 材料受潮后 在孔隙中含有一定的水分 而水的导热系数为0 58W m K 比静态空气的导热系数0 027W m K 大20多倍 这样必然使材料的导热系数增大 如果在材料孔隙中的水结成冰 冰的导热系数2 3W m K 它又是水的导热系数的4倍 材料的导热系数将更大 四 检测方法 4 3压缩强度1 检测依据 GB T8813 2008 硬质泡沫塑料压缩性能的测定 GB T6342 1996 泡沫塑料和橡胶线性尺寸的测定 GB T10801 1 2002 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料 GB T10801 2 2002 绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 XPS 2 方法原理 对试样垂直施加压力 通过计算得出试样承受的应力 如果应力最大值对应的相对形变小于10 称其为 压缩强度 如果应力最大值的相对形变达到或超过10 取相对形变为10 时的压缩应力为试验结果 称其为 相对形变为10 的压缩应力 四 检测方法 4 3压缩强度4 3 1挤塑板的压缩强度1 试样尺寸为 100 1 0 mm 100 1 0 mm 试样原厚 试样数量5个 对于厚度大于100mm 试样的长度和宽度应不低于制品厚度 试样经切割 但不能改变材料的原始结构 对于各向异性的非均质材料 可用不同方向的两组试样进行试验 试样不允许由几薄片叠加组成样品 试样在试验前应进行状态调节 2 压缩试验机 测力的精度为 1 位移精度为 5 或 0 1mm 取较高准确度者 仪器在使用前应预先校准 加荷速度为试件厚度的1 10 mm min 例如厚度为50mm的制品 加荷速度为5 mm min 四 检测方法 4 3压缩强度3 试验步骤 试件制备 按试件尺寸和数量的要求切割试件 试件尺寸的测量 按GB T6342 1996 泡沫塑料和橡胶线性尺寸的测定 测量每个试样的三维尺寸 计算试样的初始横截面积A0 mm2 将试样置于压缩试验机两平板的中央 活动板以恒定的速率压缩试样 得最大压缩力Fm N 压缩强度计算 四 检测方法 试验结果以5个试样的试验结果平均值表示 4 3压缩强度4 3 2模塑聚苯板的压缩强度在GB T10801 1 2002中 要求按GB T8813规定 测定模塑聚苯板的相对形变为10 时的压缩应力 试样尺寸为 100 1 mm 100 1 mm 50 1 mm 试样数量5个 加荷速度为5 mm min 其他试验步骤与挤塑板相同 四 检测方法 4 3压缩强度4 3 3其他材料的压缩强度的测定对于喷涂的硬质聚氨酯泡沫 需在与施工相同的情况下制作试验用的试件 可喷涂成型大块的板状样品 再按保温板的方法进行切割成试样尺寸为 100 1 0 mm 100 1 0 mm 试样厚度 试样数量5个 同样试样承压的两个平行面应平整 否则应磨平 其他试验步骤与挤塑板相同 不同厚度的试样测得的结果无可比性 四 检测方法 4 4耐碱玻璃纤维网布 在温度 23 2 相对湿度 50 5 的环境条件下调节16小时 一 单位面积质量检测依据 GB T9914 3 2001 增强制品试验方法第3部分 单位面积质量的测定 试样制备 每50cm宽度1个100cm2的试样 最少应取2个试样 试样应分开取 最好包括不同的纬纱 应离开织边至少5cm 操作 在一个清洁的工作台面上 用切裁工具和模板 切取规定数量的试样 称取每个试样的质量并记录结果 计算和结果表示 试样单位面积质量按下式计算 单位面积质量的结果为所取试样的测试结果的平均值 对于单位面积质量不小于200g m2的毡或织物 结果精确至1g 对于单位面积质量小于200g m2的毡或织物 结果精确至0 1g 四 检测方法 4 4耐碱玻璃纤维网布 二 耐碱断裂强力及耐碱断裂强力保留率检测依据 GB T20102 2006 玻璃纤维网布耐碱性试验方法氢氧化钠溶液浸泡法 DB64 265 2006 外墙外保温系统及专用材料质量检验标准 试样尺寸 试样宽度为50mm 长度为300mm 试样数量 纬向 经向各20片 1 标准试验方法 首先对10片纬向试样和10片经向试样测定初始断裂强力 其余试样放入23 2 浓度为5 的氢氧化钠水溶液中浸泡28d 10片经向和10片纬向试样 浸入4L溶液中 经过28d浸泡之后 取出试样 放入水漂洗5分钟 再用流动水冲洗5分钟 然后在60 5 烘箱中烘1h后取出 在10 25 环境条件下至少放置24小时后测定耐碱拉伸断裂强力 并计算耐碱拉伸断裂强力保留率 四 检测方法 4 4耐碱玻璃纤维网布 二 耐碱断裂强力及耐碱断裂强力保留率