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建筑外围护结构节能技术发展与材料的选择
发布时间: 2012-06-06   来源:网友Hadenough投稿  转载自:九源国际建筑顾问有限公司 

随着我国节能保温政策的出台,以及相关措施的实施,越来越多的建筑采取了相应的节能保温措施,这对节约能源,保护环境均是十分有利的。随着建筑节能的大力普及,建筑节能标准不断提高,各种新型建筑保温材料也在广泛应用在建筑上,本文从建筑外围护结构的主要构件墙面、门窗两方面进行分析材料性能分析,指出了材料选型中应注意的地方,引导建筑设计人员从多种多样的建筑材料中选择适合的材料做节能建筑。

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墙体外保温现状: 近年来随着建筑节能标准不断提高, 有机保温材料应用范围和厚度也在逐渐增加,取得了良好的保温和节能效果。根据相关资料,目前国内的外墙外保温中保温层80%是采用可燃有机保温材料(主要是聚苯板和聚氨脂)。但由于这两种材料都具有较高的火灾危险性,容易燃烧,而且传播速度很快,发生火灾时,火势有可能在建筑外表面迅速蔓延,给建筑物内人员的生命和财产安全造成威胁; 同时,施工过程中也极易发生火灾事故。近年来由可燃外保温材料导致的火灾事故案例比比皆是。因此,随着此类可燃有机保温材料的大面积应用和使用厚度的不断增加,建筑外墙火灾或火灾的蔓延问题应引起人们足够的重视,考虑建筑保温的防火安全是必需的。设计人员在选用此类保温材料时需要对其使用范围进行一定的限制。

高层建筑中应限制使用有机保温材料。当采用可燃有机保温材料时,为了防止火焰沿外墙表面传播,并阻止火焰沿外墙面跨越防火分区,有必要在有机保温材料的暴露表面采用一定厚度的不燃性材料作保护;同时在跨越防火分区的位置设置一定宽度的防火隔离带,使火焰不会从外部传播至其它分区。有机保温材料料所有暴露表面均应采用厚度不低于10mm的不燃性材料作保护;在跨越防火分区的位置应采用宽度不小于1.2m的不燃性保温隔热材料分别做水平或竖向分隔。德国的相关法规,对于超过22米的建筑使用严禁使用有机可燃保温材料。参考此规定,结合建筑的重要性,在高层外墙可优先选用以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统。当外墙外保温系统的保温材料采用不燃性材料或不具有传播火焰的难燃性材料时,外墙外保温系统几乎不存在防火安全性问题。而由岩棉等不燃材料组成的外墙外保温系统则可广泛应用在各种类型的建筑中,现已成为世界上应用范围为广的外墙外保温做法之一。

对于幕墙系统,也应限制使用有机保温材料。值得注意的是,当外幕墙采用石材等不燃材料时,由于玻璃或石材内表面与保温材料之间存在空腔,火焰同样会沿有机保温材料的外墙表面传播。干挂石材、金属幕墙由于其装饰定位较高,广泛应用在高层建筑和大型建筑中,其保温功能同样大多依靠外保温来实现。由于幕墙与保温材料间存在一定的空气层,如果采用有机保温材料,火灾时还将产生遂道效果,会加速火灾时的轰燃现象, 仅靠层间不燃材料的进行防火分隔也是不够的,并不能达到真正的隔离效果。当高层建筑采用幕墙系统时,由于高层建筑的重要性,火灾发展时救援难度大,不论采用何种幕墙系统,都要限制使用外墙有机保温材料,对于此类建筑外墙保温,采用岩棉等不燃材料做外保温系统是优先的选择。

对于多层建筑,要进行适当的构造处理。当外保温有机保温材料厚度较厚时,为防止当室内发生火灾时,火势从窗口向外保温系统蔓延, 可采用加强防火构造的作法,设置防火隔离带。在门窗洞口上方加入不燃高强矿棉隔离带,厚度同周边的有机保温材料,向上宽度大于200;长度为窗口两侧向外延伸300以上,用满粘的方式铺贴。

外窗节能发展方向:门窗作为建筑围护的重要组成部分,能否配合墙体起到良好的保温隔热作用,减少居室能源流失,在建筑节能减排中有着至关重要的作用。

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平开窗与推拉窗的开启形式对窗的热工性能有极大的影响.推拉窗由于密封性较差,应该尽量避免使用. 在东北地区,这一条已应用较为普遍,但在华北地区,推拉窗由于其经济性还在大量使用。相对于推拉窗而言,平开窗有着优良的热工性能,但价格比较高。因此推荐开开窗与固定窗组合使用,提高经济性和性价比。作为门窗重要组成的玻璃,其应用形式也经历了从单层玻璃、双层窗、到中空玻璃的发展过程。中空玻璃以良好的热工性能成为了节能玻璃的主流方向。中空玻璃的隔热能力主要来自密封着的空气层。中空玻璃密封的空气层内,对流换热所占的份额较小,基本为导热方式,所以能较大程度地提高中空玻璃的热阻。在中空玻璃的边部,由于密封系统与玻璃板紧密接触,所以是多层平壁之间的传导传热。间隔条材质的导热系数对热阻的影响极大,最初使用的铝质隔条导热系数大,热阻小。所以,边部的热阻远远小于中间部分。冬天时,建筑物中空玻璃其四周部分的热阻小,温度下降明显。由于室内具有一定湿度,空气中的水分碰到较低温度的玻璃板就被冷凝,在中空玻璃的边缘产生结露结霜现象,这既影响美观,又对密封材料造成损害。

随着建筑节能的深入,在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外窗系统可能会出现露点现象。为改善中空玻璃四周部分热阻过小、容易结露结霜现象, 根据相关研究结果,采用导热系数较低的材料替代传统的铝质间隔条,能使内层玻璃周边温度比过去高,避免内层玻璃边缘处的结露,也就是暖边技术。 高分子技术的发展,使能设计出具有各种性能的间隔系统,能显著地改善窗户的特性。采用暖边技术的窗户,配以相应的框料,结露结霜现象的不再出现,既提高了建筑使用的舒适性,也降低了建筑能耗。

设计人员在选用外保温材料时要结合建筑物的重要性,选择适当的外保温材料,做到经济性与火灾安全性的结合。对于重要建筑,采取全部采用不燃材料外保温,对于一般多层建筑,可采用防火分隔带的形式进行外保温的设计,做到保温节能与防火安全的结合。高层建筑外墙外保温要从现在的有机保温材料过度到无机不燃保温材料。

普通中空玻璃的节能是十分有限的。为了进一步提高建筑门窗节能效果,应该改善现有中空玻璃的配置,使用暖边技术可以基本上消除中空玻璃边缘处的冷凝现象。高性能中空玻璃是普通中空玻璃的更新换代产品,具有更绿色、更环保、更健康的功能。应当大力推广应用高性能中空玻璃窗。

建筑设计是整个建筑物的起点,我们要利用新的产品及技术,选取适当的建筑材料,做节能、安全、舒适的建筑。
 

责任编辑: Ryan
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