第5章-建筑围护结构节能设计.ppt

2020/5/3,1,第5章围护结构节能设计,2020/5/3,2,第5章主要内容,5.1外墙外保温技术5.2外墙内保温技术5.3屋面5.4窗户节能5.5双层皮玻璃幕墙5.6门5.7地面5.8楼梯间内墙及构造缝,2020/5/3,3,5.1外墙外保温技术,5.1.1外墙外保温的优越性5.1.2外保温体系的组成5.1.3EPS板薄抹灰外墙外保温系统5.1.4胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统5.1.5EPS板现浇混凝土外墙外保温系统5.1.6预制外挂保温板5.1.7水泥聚苯外保温板5.1.8挤塑聚苯乙烯板保温隔热材料5.1.9聚氨酯硬泡（PU）外墙外保温5.1.10几种国外广泛应用的外墙外保温体系,2020/5/3,4,5.1外墙外保温技术,1、单一材料保温外墙：加气混凝土、烧结保温砖2、复合保温外墙：按照保温材料设置位置的不同，可分为内保温、外保温和夹心保温外墙。保温装饰一体化板材。3、其他：保温砌块是硅酸盐类发泡材料，与加气混凝土性质类似，质量轻，保温性能较好，防火、不燃。,2020/5/3,5,1、外墙保温种类（按材料分）,外墙外保温技术,2020/5/3,6,增加内容：1建筑墙体的保温绝热材料,我国规定，凡平均温度不高于350时，热导率不大于0.12（W(m2K)）的材料称为绝热材料。在一般的建筑保温中，人们把在常温（20）下，导热系数小于0.233W/m2.K的材料称为保温材料。保温材料是绝热材料的一个分支，可分为无机保温材料和有机保温材料,2020/5/3,7,主要保温材料分类,2020/5/3,8,1）膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩以珍珠岩、黑曜岩、松脂岩矿石经破碎、筛分、预热，在高温下悬浮瞬间焙烧、体积骤然膨胀而成的一种白色或灰白色的松散颗粒状的材料。具有轻质、绝热、吸音、无毒、不燃烧、无臭味等特点。,增加内容：2无机保温材料,2020/5/3,9,2）岩棉、矿渣棉、玻璃棉,岩棉、矿渣棉、玻璃棉统称矿物棉。矿物棉纤维的多孔性，使其具有堆密度小、热导率低、吸声与隔声性能好，同时还具有不燃、耐腐蚀、防蛀以及化学稳定性好等特点。,矿渣棉玻璃棉,2020/5/3,10,3）泡沫玻璃,泡沫玻璃的综合性能非常优异，具有极强耐候性、耐久性的无机绝热材料，它使用寿命与建筑物同步，表面多孔与水泥砂浆粘结良好，施工方便，而且强度高，导热系数低，不吸水等特性，抵抗紫外线、风雨能力强，保温隔热效果永久，同时避免了建筑结构受高低温差变化的损害。,2020/5/3,11,4、玻化微珠,新型保温材料玻化微珠是一种无机物玻璃质矿物材料，是由火山岩粉碎成矿砂，经过特殊膨化烧法加工而成，内部为空腔结构，表面玻化封闭，理化性能稳定，具有质轻、隔热防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优良特性。,2020/5/3,12,增加内容：3有机和无机保温材料的区别,无机保温材料：耐高温、防火、隔热、蓄热稳定性好，最大的缺点是开裂和龟裂、吸潮。有机保温材料：导热性能好、防潮性好，最大的缺点防火性差。现在，有机的劣质材料充斥市场，凡是价格低的，都是用的再生料，有机的做墙上根本就看不出来了。无机的如果用劣质材料，要么上不了墙，要么很快就出现开裂脱落问题，,2020/5/3,13,火灾警示,2020/5/3,14,5.1.1外墙外保温的优越性,（1）外保温可以避免产生热桥（2）外保温有利于保障室内的热稳定性（3）外保温有利于提高建筑结构的耐久性（4）外保温可以减少墙体内部冷凝现象（5）有利于既有建筑节能改造,2020/5/3,15,5.1.2外保温体系的组成,保温层是扩建墙体，要具有以下性质：（1）保温性（2）水密性（防潮性）（3）透气性（4）抗撞击性（5）耐候性（抗风性）,2020/5/3,16,节能墙体的构成,不同的节能墙体随时间的差异：见视频,2020/5/3,17,5.1.3EPS板薄抹灰外墙外保温系统,有机保温材料聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）,聚苯乙烯泡沫塑料是以合成树脂为原料，加入发泡剂，通过热分解放出大量气体，形成内部具有无数小气孔材料的塑料成品。聚苯乙烯泡沫塑料具有质量轻、绝热性能好、防潮性好、易于切割、弹性好、价格便宜等优点，成为世界上广泛应用的保温材料。,2020/5/3,18,2020/5/3,19,聚苯乙烯泡沫塑料物理性能,5.1.3EPS板薄抹灰外墙外保温系统,2020/5/3,20,表5-2专威特体系与不同基层墙体复合的热阻,5.1.3EPS板薄抹灰外墙外保温系统,表5-1专威特系统体系的主要指标,2020/5/3,21,5.1.4胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统,将胶粉和水按1:1的比例搅成胶浆，之后将200L的聚苯颗粒加入搅拌机，形成膏状浆料，喷涂于墙体上,2020/5/3,22,5.1.4胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统,与其它保温材料相比的优点：（1）容重小，导热系数较低，保温性能较好（2）软化系数高，耐水性能好（3）静剪切力强，触变性好（4）材质稳定，厚度易控制，整体性好（5）干缩率低，干燥快,2020/5/3,23,5.1.5EPS板现浇混凝土外墙外保温系统,现浇混凝土为基层EPS板为保温层EPS内表面有矩形齿槽内外表面均有界面砂浆,施工时，将EPS板置于外模板内侧；并安装锚栓作为辅助固定件；然后浇灌混凝土；EPS板表面抹抗裂薄抹面层，薄抹面层中铺满玻纤网；外表以涂料为饰面层。,无网现浇系统,2020/5/3,24,以现浇混凝土为基层EPS单面钢丝网架板置于外墙外模板内侧安装钢筋作为辅助固定件浇灌EPS单面钢丝网架板表面抹掺外加剂的水泥砂浆形成厚抹面层。外表面作饰面层,有网现浇系统,2020/5/3,25,5.1.6预制外挂保温板,以普通水泥砂浆为基材并以镀锌网和钢筋加强的小板块预制盒形钢架结构，内部填有保温材料。,2020/5/3,26,5.1.7水泥聚苯外保温板,以废旧聚苯乙烯泡沫塑料板破碎后的颗粒为骨料，一普通硅酸盐水泥为胶结料，外加预先制备的泡沫经搅拌后浇筑而成。,2020/5/3,27,5.1.8挤塑聚苯乙烯板保温隔热材料,XPS系统的优点在于：1)XPS板具有致密的表层及闭孔结构内层。2)具有良好的抗湿行性，XPS系统的缺点：1)XPS板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存在的应力时应力集中，容易使板材损坏、开裂。2)挤塑板的透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大，湿度高很容易结露。3)其结构的伸缩性差，受温度及湿度的变化影响而变形、起鼓导致保温层脱落。4)吸胶性差，粘结后破坏面为XPS板表面，粘结强度不够。5)价格相对EPS系统较高。6)近3-4年才尝试性使用，国内尚无国家标准；在欧美、韩国等保温技术先进的国家尚无推广使用。,2020/5/3,28,5.1.9聚氨酯硬泡（PU）外墙外保温,2020/5/3,29,聚氨酯发泡保温施工有几种,5.1.9聚氨酯硬泡（PU）外墙外保温,（1）喷涂法（2）浇筑法施工（浇筑于模板空腔中）（3）聚氨酯硬泡保温板粘贴,聚氨酯材料，见视频,2020/5/3,30,1）墙/钢框架墙体系,5.1.10几种国外广泛应用的外墙外保温体系,轻钢龙骨玻璃毛毡挤塑基本板外装饰砖墙隔气层石膏板传热系数0.384W/m2.K,2020/5/3,31,2）保温中空墙体系,5.1.10几种国外广泛应用的外墙外保温体系,内侧与保温板之间留有2550mm空气层，隔绝外界湿气,2020/5/3,32,3）木框架轻质墙体,5.1.10几种国外广泛应用的外墙外保温体系,内装饰板（石膏板）隔气层木框架外用胶合板（XPS）装饰墙传热系数0.0362W/m2.K,2020/5/3,33,4）保温混凝土夹心墙体系（最常见）,5.1.10几种国外广泛应用的外墙外保温体系,2020/5/3,34,5.2.1内保温墙体,5.2外墙内保温技术,1、外墙内保温要干作业2、为了保证保温层在冬季采暖季节不变潮，要在保温层和主体层中加入一个空气层，同时还可以增加热阻,2020/5/3,35,5.2.1内保温墙体,2020/5/3,36,5.2.1内保温墙体,内保温墙体的薄弱环节,（1）内外墙交界处（2）外墙转角部位（3）保温结构中龙骨部位（4）踢脚部位,2020/5/3,37,（1）GRC玻璃纤维增加水泥聚苯复合保温板（2）玻纤增强石膏外墙内保温板（3）P-GRC玻璃纤维增强聚合物水泥聚苯乙烯复合外墙内保温板,5.2.2外墙内保温板,2020/5/3,38,加气混凝土外墙,硅酸盐类发泡切块,5.2.3单一材料外墙,混凝土空心砌块,2020/5/3,39,5.2.3单一材料外墙,粘土实心砖,粘土空心砖,2020/5/3,40,5.3屋面,轻质高效吸水率低性能稳定的材料为宜,1、屋面保温节能设计要点屋面保温层不宜选用容重较大、导热系数较高的保温材料屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料倒置屋面,5.3.1屋面保温的设计要点,2020/5/3,41,屋面种类,正置式屋面：是指保温层位于防水层下方的保温屋面。该保温方式是传统的屋面保温方式。特点是对保温材料要求条件较低，价廉。缺点为施工程序复杂，使用寿命短，屋面易漏水。,倒置式屋面：是指保温层位于防水层之上的保温屋面。其优点是由于保温材料的保护作用，使防水层避免了室外温度剧变、紫外线辐射作用及施工人员踩踏等带来的损害，从而大大延长了防水材料的使用年限，有效解决了屋面漏水的问题。同时，该保温方式施工简单，不受气候条件的影响，是一种理想的屋面保温系统。,2020/5/3,42,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,1）高效保温材料保温屋面（正置式）,防水层、找平层、找坡层大致相同,2020/5/3,43,2）架空型保温屋面（正置式）,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,2020/5/3,44,2）架空型保温屋面（正置式）,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,2020/5/3,45,3）保温、找坡结合型保温屋面（正置式）,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,2020/5/3,46,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,优点：1）防水层在下面，防止太阳光直接照射其表面，延长防水的使用年限2）最外层为卵石和方砖保护，夏季利用其蓄热性能调节屋顶表面温度，增大蓄热系数,4）倒置式保温屋面,2020/5/3,47,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,4）倒置式保温屋面,2020/5/3,48,5）种植屋面,5.3.2几种节能屋面热工性能指标,隔热原理：1）植被遮阳能减少温差传热。2）植物利用光合作用消耗太阳光。3）植被基层的土壤或水体的增发消耗太阳能。,2020/5/3,49,5.4窗户节能,5.4.1控制建筑各朝向的窗墙面积比5.4.2减少窗的传热能耗5.4.3提高窗的气密性，减少冷风渗透5.4.4开扇的形式与节能5.4.5窗的遮阳5.4.6提高窗保温性能的其他方法,2020/5/3,50,选择窗的要素,满足视觉的联系、采光、通风、日照、建筑造型、保温隔热性能、密封性等,2020/5/3,51,5.4.1控制建筑各朝向的窗墙面积比,1）严寒及寒冷地区居住建筑的窗墙比,2020/5/3,52,2）夏热冬冷地区居住建筑的窗墙比,5.4.1控制建筑各朝向的窗墙面积比,（1）气候要点：夏季炎热，冬季湿冷（2）窗墙比的确定是依据：不同朝向冬夏季日照情况，季风影响，室外空气温度，室内采光设计、开窗面积、建筑能耗所占的比例等因素综合分析。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数见表5-18所示（3）设计重点：由于这个地区人们有四季开窗的习惯，所以不宜过分减少窗墙比，而应重点提高窗的热工性能。,2020/5/3,53,5.4.1控制建筑各朝向的窗墙面积比,3）夏热冬暖地区居住建筑的窗墙比（1）气候要点：亚热带湿润季风气候，夏季漫长，冬季短暂（2）窗墙比的确定是依据：要充分满足隔热、通风、防雨、防潮的要求；北区冬季稍冷，要考虑窗保温性能，南区不必考虑保温。北区居住建筑外窗的传热系数和综合遮阳系数限值表5-19南区居住建筑外窗的综合遮阳系数限值表5-20（3）设计重点：要考虑传热系数、窗墙比和遮阳系数之间的关系。加大窗墙比的代价是要提高窗的综合遮阳系数、保温隔热性能和提高外墙的隔热性能。,遮阳系数：表征窗玻璃在无其他遮阳措施情况下对太阳辐射透射得热的减弱程度。其数值为透过窗玻璃的太阳辐射得热与透过3mm厚普通透明窗玻璃的太阳辐射得热之比值。,2020/5/3,54,2020/5/3,55,4）公共建筑窗墙比建筑师希望：更加通透明亮、外立面更加美观、建筑形态更为丰富。所以公共建筑窗墙比比较大。我国现行公共建筑规范规定：每个朝向的窗墙面积比必应大于0.7；窗的遮阳系数SC和传热系数K要符合不同热工分区的规定。夏热冬暖、部分夏热冬冷地区要有外遮阳。,5.4.1控制建筑各朝向的窗墙面积比,2020/5/3,56,5.4.2减少窗的传热耗能,1）采用节能玻璃对于采暖要求的地区：节能玻璃应具有传热小，可利用太阳辐射热的性能。对于夏季炎热地区：节能玻璃应具有阻隔太阳辐射热的隔热、遮阳性能。,2020/5/3,57,（1）热反射玻璃在玻璃上喷涂一种或几种金属氧化物膜而成。镀膜后只能透过可见光和部分近红外线。可以遮挡67%的太阳能（吸收和反射）。迎光面具有镜子特性，背光面具有玻璃特性。,5.4.2减少窗的传热耗能,2020/5/3,58,（1）热反射玻璃,2020/5/3,59,（2）LOW-E玻璃用沉积技术，镀膜一般有一种或几种金属氧化物薄层和衬底组成，能反射80%以上的红外线。同时透过的可见光的比例增大。近几年大量使用。可分为：冬季型、夏季型和遮阳型。,5.4.2减少窗的传热耗能,2020/5/3,60,2020/5/3,61,（3）中空/真空玻璃,5.4.2减少窗的传热耗能,（a）中空玻璃,空气间层厚度小于12mm氩气和氪气等惰性气体更节能,2020/5/3,62,（4）真空玻璃,两片玻璃间隙只有0.10.2mm夹气层内气压只有几pa。有更好的隔热、保温、防噪音性能,5.4.2减少窗的传热耗能,2020/5/3,63,（5）双层窗,5.4.2减少窗的传热耗能,双层玻璃之间常有50150mm厚的空间。利用里面相对静止的空气，会增加整个窗户的保温节能作用。,2020/5/3,64,铝合金,木材,塑钢,铝木,5.4.2减少窗的传热耗能,2）提高窗框的保温性能,2020/5/3,65,木框双玻窗,门窗框材料,2020/5/3,66,断热玻璃窗,2020/5/3,67,5.4.3提高窗的气密性，减少冷风渗透,2020/5/3,68,5.4.3提高窗的气密性，减少冷风渗透,空气渗透量指门窗试件两侧空气压力为10pa条件下测得。国家规定底层和多层建筑中，气密性等级要大于等于3级。,2020/5/3,69,5.4.4开扇的形式与节能,2020/5/3,70,总结开扇形式的设计要点：（1）保证必要的换气次数前提下，尽量减小开窗面积（2）选用周边长度与面积比小的窗扇形式，即接近正方形，有利于节能（3）镶嵌的玻璃面积要尽可能的大，增加密封性能,5.4.4开扇的形式与节能,2020/5/3,71,第6章遮阳设计要点：1、严寒和寒冷地区：不适合外遮阳2、夏热冬冷地区：外卷帘和外百叶式的活动遮阳的效果要好一些3、夏热冬暖地区：遮阳挡板或遮阳窗,5.4.5窗的遮阳,2020/5/3,72,5.4.6提高窗保温性能的其他方法,（1）窗帘（2）夜墙,2020/5/3,73,5.