建筑節(jié)能材料技術(shù)性能及檢測方法

建筑節(jié)能材料技術(shù)性能及檢測方法一、概述建筑節(jié)能的技術(shù)途徑可以分解成三個方面，即提高圍護結(jié)構(gòu)（外墻、屋蓋、不采暖樓梯間墻、首層地板等）保溫隔熱能力，增加門窗的熱阻、氣密性，提高空調(diào)、采暖設(shè)備的能效比。原則是保證相同室內(nèi)熱環(huán)境，節(jié)能不能以失去熱舒適度為代價。上述介紹途徑中空調(diào)、采暖設(shè)備為工業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)含量高，檢測設(shè)備比較專業(yè)且復(fù)雜，一般在建筑工程安裝施工中較少進行控制復(fù)檢，只檢查是否有合格證書、檢驗報告等證明其質(zhì)量的技術(shù)文件，施工時只檢查安裝質(zhì)量，重點介紹圍護結(jié)構(gòu)。二、圍護結(jié)構(gòu)——墻體的節(jié)能技術(shù)措施、產(chǎn)品及要求1、提高圍護結(jié)構(gòu)（外墻、屋蓋、不采暖樓梯間墻、首層地板等）保溫隔熱能力的技術(shù)措施。通俗形象地講就是給建筑穿鞋、穿衣、戴帽、戴口罩，就是給圍護結(jié)構(gòu)加上一層絕熱材料，屋蓋的做法大家比較熟悉了，首層地板的做法也比較簡單，這里不細講，主要介紹墻體的節(jié)能技術(shù)措施，按照絕熱材料層所處的位置來劃分可以分為五種系統(tǒng)：外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫、夾芯復(fù)合保溫、自保溫、復(fù)合保溫等。2、各系統(tǒng)推薦做法及系統(tǒng)用材料外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)定義：設(shè)置在外墻內(nèi)側(cè)，由保溫層、保護層和固定材料（膠粘劑、固定件等）構(gòu)成，起保溫隔熱、防護和裝飾的構(gòu)造系統(tǒng)。在外墻的內(nèi)表面設(shè)置保溫層，起到保溫作用，該系統(tǒng)推薦的做法。膠粉聚苯顆粒外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)定義：設(shè)置在外墻內(nèi)側(cè)，由界面層，膠粉聚苯顆粒保溫層，抗裂保護層構(gòu)成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：界面砂漿保溫漿料（膠粉料、聚苯顆粒）抗裂劑、抗裂砂漿。耐堿網(wǎng)布抗裂柔性膩子、涂料增強粉刷石膏聚苯板內(nèi)保溫系統(tǒng)定義：在外墻內(nèi)基層面上用粘結(jié)石膏粘貼聚苯板，抹8mm厚粉刷石膏，并用兩層玻纖網(wǎng)布增強，再做飾面層構(gòu)成的外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)。材料：粘結(jié)石膏EPS板粉刷石膏耐水膩子涂料鋼絲網(wǎng)架聚苯板內(nèi)保溫系統(tǒng)定義：是由鋼絲方格平網(wǎng)與聚苯板通過斜插腹絲（腹絲不穿透EPS板）與鋼絲方格平網(wǎng)焊接，使鋼絲網(wǎng)、腹絲與EPS板復(fù)合成一塊整板；通過錨栓或者預(yù)埋鋼筋等機械方法與外墻內(nèi)表面固定，表面為水泥砂漿抹灰層（貼一層耐堿網(wǎng)布）和飾面層的一種保溫系統(tǒng)。材料：鋼絲網(wǎng)架聚苯板（腹絲不穿透聚苯板）抗裂砂漿耐堿網(wǎng)布抗裂柔性膩子2.2外墻外保溫系統(tǒng)定義：設(shè)置在外墻外側(cè)，由保溫層，保護層和固定材料（膠粘劑、固定件等）構(gòu)成，起保溫隔熱、防護和裝飾的構(gòu)造系統(tǒng)。聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)定義：置于建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng)，由粘結(jié)層，EPS保溫層，抗裂保護層構(gòu)成，起保溫隔熱，防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：膠粘劑EPS板抹面膠漿耐堿網(wǎng)布涂料、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)定義：置于建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng)，是由界面層、膠粉EPS顆粒保溫層、保護層構(gòu)成。起保溫隔熱、防護和裝飾的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：界面砂漿膠粉聚苯顆?？沽焉皾{耐堿網(wǎng)布彈性底涂柔性耐水賦子涂料現(xiàn)澆混凝土斜嵌入式鋼絲網(wǎng)架聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)（簡稱現(xiàn)澆有網(wǎng)聚苯板外保溫系統(tǒng)）定義：置于全現(xiàn)澆混凝土建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng)，由斜嵌入式鋼絲網(wǎng)架聚苯板保溫層，抗裂砂漿找平層，保護層構(gòu)成，起保溫隔熱，防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：斜嵌入式鋼絲網(wǎng)架EPS板抗裂砂漿抹面膠漿耐堿網(wǎng)布柔性耐水膩子涂料現(xiàn)澆混凝土有槽聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)（簡稱現(xiàn)澆無網(wǎng)聚苯板外保溫系統(tǒng)）定義：置于全現(xiàn)澆混凝土建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng)，由有槽EPS板保溫層，保護層構(gòu)成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：有槽聚苯板錨栓抹面膠漿耐堿網(wǎng)布彈性底涂柔性耐水膩子涂料機械固定鋼絲網(wǎng)架聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)置于建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng)，由腹絲非穿透型鋼絲網(wǎng)架EPS板，為保溫層通過錨栓或者預(yù)埋鋼筋等機械方法與外墻外表面固定，抗裂砂漿找平層、保護層構(gòu)成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)。材料：鋼絲網(wǎng)架聚苯板（腹絲不穿透型EPS板）抗裂砂漿耐堿網(wǎng)布柔性耐水膩子涂料夾芯復(fù)合保溫輕質(zhì)夾芯墻板（不承重、承自重）由飾面保護層、絕熱層復(fù)合預(yù)制而成的具有保溫隔熱裝飾等功能，做為圍護結(jié)構(gòu)使用的輕型復(fù)合板。一般由隔汽材料、保溫材料、裝修材料組成。品種：金屬面聚苯乙烯泡沫塑料（巖棉、聚氨酯）夾芯板。鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯夾芯板（有條件承重）（夾芯層可以是珍珠巖制品，巖棉制品、水泥聚苯，可見DBJ04-237-2005，鋼絲網(wǎng)架水泥復(fù)合夾芯板、免拆模板體系）夾芯復(fù)合墻砌筑體系（可承重）特點：將絕熱材料設(shè)置在墻體的內(nèi)、外兩部分墻體之間，外側(cè)墻體為被覆層（一般6~12cm厚），內(nèi)側(cè)墻體為承重結(jié)構(gòu)層（一般24~37cm厚），空腔填充保溫絕熱材料構(gòu)成保溫層。材料：普通砼小型空心砌塊，裝飾砌塊、絕熱材料自保溫做法根據(jù)不同的氣候條件、建筑參數(shù)，選擇單一材料做為圍護結(jié)構(gòu)，即可以達到要求的工程做法。選用的材料：加氣砼、多孔磚、空心磚、空心砌塊復(fù)合保溫上述做法的組合例如：?；⒅楸厣皾{內(nèi)外抹加氣砼上再做保溫框架結(jié)構(gòu)澆注砼時在模板內(nèi)置鋼絲網(wǎng)架聚苯板、填充部分為加氣砼自保溫等3、 各系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)要求及檢驗方法絕熱材料定義：用于減少結(jié)構(gòu)物與環(huán)境熱交換的一種功能材料。密度小于400kg/m3、350kg/m3、入<0,12w/m-k<0,174w/mk分類：根據(jù)孔結(jié)構(gòu)可以分為：多孔材料纖維狀多孔材料顆粒狀松散填充材料細胞狀多孔材料內(nèi)部連通的多孔材料均勻多孔材料均質(zhì)材料 有關(guān)性能與材料內(nèi)部位置無關(guān)，但可以隨時間、方向、溫度變非均質(zhì)材料有關(guān)性質(zhì)隨材料內(nèi)部位置改變的材料衡量絕熱材料性能優(yōu)劣的物理量是導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱系數(shù)絕熱材料多數(shù)為均質(zhì)材料所以可以測試導(dǎo)熱系數(shù)，在各產(chǎn)品的技術(shù)標準上都有具體的技術(shù)要求。墻體為非均質(zhì)材料，有關(guān)性質(zhì)隨材料內(nèi)部位置不同而會改變。所以要進行傳熱系數(shù)的側(cè)試，有關(guān)的設(shè)計依據(jù)及節(jié)能的過程控制指標也是以熱阻或傳熱系數(shù)來表述的。導(dǎo)熱系數(shù)的定義及其影響因素。定義：導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率）是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（k,℃）在1小時內(nèi)通過1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米?度（w/m-K，此處的K可用。C代替）。影響因素：①材料的組成結(jié)構(gòu)：非晶體結(jié)構(gòu)，密度較低的材料，導(dǎo)熱系數(shù)較小，作為保溫絕熱材料，一般都是固體、氣體并存的，需要考核其結(jié)構(gòu)形式，固相連續(xù)而氣相不連續(xù)的材料，固體導(dǎo)熱系數(shù)對有效導(dǎo)系數(shù)的影響大，固體不連續(xù)而氣相連續(xù)的材料，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)對有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響大。通常，氣體直徑愈小，氣孔中氣體分子的活動受到限制，材料的導(dǎo)熱系數(shù)也越小，當氣體的直徑小于氣體分子的平均自由程時，保溫保冷材料的導(dǎo)熱系數(shù)就會大大減小。例如，充氣硅膠是一種含有400埃左右微氣孔的氧化硅粉末，當它作為填充材料使用時，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.003?0.004kcal/mh℃,對于纖維保溫保冷材料，一般纖維越細其導(dǎo)熱系數(shù)也越小。因此，材料的技術(shù)要求中，就會有密度，纖維直徑之類的技術(shù)要求，其間接地反映了材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但是也應(yīng)注意，同樣的密度和纖維直徑，因其結(jié)構(gòu)的不一致，導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值也是會有很大差別的。②固相和氣相的材質(zhì)：固相和氣相的材質(zhì)對保溫保冷材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響很大，一般是固、氣相導(dǎo)熱系數(shù)之比越小越好，普通保溫保冷材料的氣孔中所包含的氣體為空氣，其導(dǎo)熱系數(shù)低于一般固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)，所以，人們常常選用導(dǎo)熱系數(shù)小的無機非金屬材料或有機材料來制作保溫材料。如PU選擇選擇某種氟化物為發(fā)泡劑，在其封閉微孔中包含導(dǎo)熱系數(shù)極小的CHC13氣體(其導(dǎo)熱系數(shù)為0.0072kca1/m-h?℃)因此這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)(0.0208kca1/m-h-℃).③表觀密度小，氣孔率大的材料導(dǎo)熱系數(shù)小，除纖維類材料外，導(dǎo)熱系數(shù)一般都隨表觀密度的增大而增大。④溫度：一般情況下，溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)增加⑤濕度：影響絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的重要因素為濕度即含水率，在上述影響因素中多由材質(zhì)和工藝過程決定，只有這一條與環(huán)境使用過程聯(lián)系緊密，有文章可做。由于水的導(dǎo)熱系數(shù)約為空氣的25倍，冰的更大。（凈態(tài)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0℃時，入=0.023w/m?K，水人=0.58w/m?K，冰人=2.20w/m-K）所以，絕熱材料吸水后，導(dǎo)熱系數(shù)會大幅度增加，研究表明，某導(dǎo)熱系數(shù)為0.03kcal/mh℃的材料，吸水1%后，導(dǎo)熱系數(shù)提高25%，繼續(xù)增大含水率達百分之幾，則其導(dǎo)熱系數(shù)可以增大數(shù)倍。如果絕熱材料中含有大量的開口連通氣孔，則水會在毛細管力的作用下滲透到材料的其他部位，危害更大。傳熱系數(shù)、傳熱阻的定義。傳熱系數(shù)以往稱總傳熱系數(shù)，國家現(xiàn)行標準規(guī)范統(tǒng)一定名為傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)k值是指在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度（k,℃），1小時內(nèi)通過1平方米面積傳遞的熱量，單位是瓦/平方米?度（w/m2-k,此處k可用?！娲妫鳠嶙枰酝Q總熱阻，現(xiàn)統(tǒng)一定名為傳熱阻。導(dǎo)熱系數(shù)的定義：材料導(dǎo)熱特征的一個物理指指標、數(shù)值上等于熱流密度除以負溫度梯度，熱流密度：垂直于熱流方向的單位面積的熱流量：W/m2,g=d^/dA入=-g-/gradT傳熱系數(shù)、傳熱阻的定義傳熱的一般概念系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的值不隨時間變化的狀態(tài)稱為穩(wěn)定狀態(tài)，反之則為非穩(wěn)定狀態(tài)，按一定的時間間隔重復(fù)，不受初始狀態(tài)的影響稱為周期狀態(tài)，逐漸由初始狀態(tài)過渡到穩(wěn)定狀態(tài)或周期狀態(tài)稱為過渡狀態(tài)。熱傳導(dǎo)：由溫度差引起的構(gòu)件內(nèi)部微粒運動產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移過程。熱對流：因流體內(nèi)部各部分相對位移引起的熱量轉(zhuǎn)移過程。熱輻射：由于物體的溫度使物體表面發(fā)射電磁波的熱量轉(zhuǎn)移過程，熱輻射的波長主要在0.1?100pm之間。傳熱：由熱傳導(dǎo)、熱對流或熱輻射以及它們共同作用引起的能量傳輸過程。測試方法：根據(jù)上述介紹過的原理、概念、決定了測試過程，分為兩類：一是實驗室熱工測試，二是現(xiàn)場測試，物理量可以為導(dǎo)熱系數(shù)和傳熱系數(shù)。1）導(dǎo)熱系數(shù)：應(yīng)采用穩(wěn)態(tài)法，這類方法有防護熱板法，熱流計法及適用于管殼和散粒狀材料的圓管法，圓球法，為了縮短試驗時間還有熱線法和熱脈沖法，我個人認為熱線法、熱脈沖法這兩種非穩(wěn)態(tài)法可以用于企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制，不要用于檢驗鑒定。2）熱阻、傳熱系數(shù)應(yīng)采用穩(wěn)態(tài)法、標定和防護熱箱法。這幾種方法都是穩(wěn)態(tài)的，其要求就是實驗人為造就的穩(wěn)態(tài)環(huán)境，初始狀態(tài)達到穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的過渡狀態(tài)的時間與試件狀態(tài)，環(huán)境條件，設(shè)備能力等有關(guān)。3）現(xiàn)場傳熱系數(shù)的測定，一般認為現(xiàn)場構(gòu)筑物建筑構(gòu)件條件不一，難以獲及穩(wěn)態(tài)的傳熱測試條件，所以一般采用的是周期狀態(tài)，并且要求在溫度梯度存在，傳熱方向恒定的條件下測試。試件制作：不同的試驗儀器，不同的材料試件的制作方法不同，根據(jù)儀器要求排除對材料構(gòu)件的影響因素或降至最小，例如保持絕干狀態(tài)、選擇平均溫度、界面狀態(tài)等等。其它性能：強度（壓、拉、形變、破壞）表觀密度、燃燒性能、吸水、憎水、尺寸穩(wěn)定性粘結(jié)固定材料此類材料的作用主要是將絕熱材料層和防護層固定在墻體上，要求安全、耐久。安全是以粘結(jié)強度來控制。耐久的考核辦法是浸水后，粘結(jié)強度的保留值。試驗儀器、萬能試驗機、要求量程小、控速、選擇不同的試件卡具可以完成抗拉、壓剪、拉拔試驗、與經(jīng)常做的力學(xué)試驗相同，可操作時間等性能也是由力學(xué)性能制定的。涉及到的材料：粘結(jié)劑、錨