摘要:在建筑传热理论和相关研究成果的基础上,设计了一种建筑墙体节能新体系。修正了传统意义上用保温材料阻止固体热传导原理来构造外墙外保温体系。通过介绍建筑墙体节能新体系的工作原理。为建筑墙体保温的发展提供参考。
关键词:墙体;保温材料;热反射材料
1.引言
建筑外墙保温经实践证明是降低建筑物能耗,延长建筑物使用寿命的有效措施之一。其中保温材料的选择需要综合其保温性能、经济性、施工便利、使用效果等因素。本文详细介绍了一种新型建筑墙体节能材料。该材料主要部分由强发射材料层构成,由于反射材料很薄,故保温隔热构造层的自重大幅度减少;在现代工艺条件下,反射材料可附着在任何材料表面且耐火性能好,不易燃烧,比目前工程上多用的聚苯类材料在安全使用上有更大的保障,其耐久性和环保性能也更好。
2.反射材料在建筑保温中的应用
对于建筑物来说,热量只有两种来源:其一是太阳辐射;其二是环境热量。选择高效的利用热辐射能量的方式,调控人类生活环境,改善人类居住条件,这是建筑节能的最佳途径。热辐射的大小主要与物体表面的温度及性质和状况有关。降低物体表面的发射率,是减小辐射传热的一种重要方法。一般而言,高电导率的纯金属发射率低,良导电体也是好的反射体。而且发射率的大小与表面的状况密切相关。两物体之间的辐射传热通量与物体的吸收和发射的能力有关,在室温条件下,非金属的发射率变化不大,纯金属的特性是发射率低,反射率高。缀铝箔聚苯板空心墙体具有较好的保温绝热性能,缀铝箔聚苯板空心墙体与相同厚度的夹心墙相比,传热系数降低约13%。
3.新型墙体保温材料的设计
3.1基材板的选择
基材板是该体系中的关键部件。基材是构成空腔并供反射材料附着还要承受墙面风力荷载作用的重要部分。一般要求基材板应有足够的耐久性、水密性和气密性。板与板之间缝隙采用聚氨酷泡沫密封剂密封;要求基材板表面强度高,和一定的美观效果,造价尽可能低廉,经济指标与其技术性能比较合理,板型能够标准化设计、工厂流水线生产,施工现场干作业安装,服役期对环境不造成污染,退役后可重复利用或方便地实现无害化处理。板材本身在风正、负压力作用下不破裂、不脱落、不产生风振噪音。
目前实际工程中适用于做反射绝热板基材板的材料选材范围非常广泛。不同材料具有各自独特的优点,应结合具体使用要求选用。玻璃钢是一种优良的基材板材料。玻璃钢的主要特点是轻质、高强、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等。它的密度为1.5～2.0 ,是钢质量的1/3～1/4,强度却比钢高1.7倍。因此,机械性能和物理性能好,可以替代钢、木和水泥等材料。玻璃钢板材(FRP板材)是由热固性塑料和强化玻璃纤维复合而成。它的强度是普通塑料板材的几倍,是一种重要的工程墙面材料。
3.2反射辐射热材料的选择
反射辐射热材料是反射绝热板上对保温隔热效果影响最大的部分,至关重要。铝箔和真空镀铝聚酯薄膜是最典型的反射材料,铝箔有良好的遮光性、阻气性、阻湿性,有良好的导热性、电磁屏蔽性。其中最为突出的是铝箔的阻隔性能,在铝箔厚度足够的前提下,可以完全阻隔气体和水分。大多数情况下,铝箔用胶粘贴在基层上。
真空镀铝聚酯薄膜是以聚酯薄膜为原料,经真空镀铝精制而成。所谓真空镀铝是指在高真空度下,铝一旦液化立即汽化,然后将其冷却堆积在塑料薄膜表面,形成一层具有良好金属光泽厚度约为300～600埃米的镀铝层。镀铝层的厚度还使用透光量、光密度等方式来表示。真空镀铝膜一般是耐温及机械加工性能较好的BOPP、BOPET、BOPA、CPP等材料。通过这样的一种方式,使得真空镀铝膜既具有与基材相似的机械物理性能,同时又拥有与铝箔相似的阻隔性能。真空镀铝薄膜采用聚氨醋胶粘剂粘贴。
3.3 与墙体连接构造
保温材料与墙体连接选用干挂法连接,在保温材料与墙体之间留有一定的供空气流通的空腔,冬季,墙体保温材料的任务为阻绝室内热量的散失。由可调控的空腔空气配合封闭空气层形成两重保温,由反射层进一步阻止辐射热损失,三重热闸,协同工作。夏季,墙体保温材料的主要是阻绝室外热量的侵入。传热过程包括室外向室内的传热也包括室内向室外的散热,反射层反射辐射热并由可调控空气间层的空气对流过程带走热量;由反射绝热板中的封闭空气层阻止热传导;由蓄热墙体使热流波峰延时。
3.4蓄热墙体
蓄热墙体是建筑原设计中必然已存在的承重结构(如砖墙、钢筋混凝土剪力墙等)或围护结构(如框架结构的加气混凝土围护外墙)。蓄热墙不属于采用该保温材料时增设内容,但由于在该保温材料工作中,蓄热墙体性能与室内热稳定性密切相关。采用该墙体保温材料时,不宜选用轻质材料的外围护墙体、宜采用蓄热能力高的剪力墙外墙,不仅固定干挂连接件牢固可靠,同时在与体系协同满足热工稳定性上起着不可替代的作用。
4.主要结论
通过研究目前建筑节能和墙体保温材料的应用,在建筑传热理论和相关研究成果的基础上,提出了一种建筑墙体节能新体系的概念。修正了传统设计中仅仅用保温材料阻止固体热传导原理来构造外墙外保温体系。新保温材料以传递热量最多的辐射传热为核心,利用热反射材料阻截辐射热的传递,并且充分发挥空腔中空气层的保温和隔热作用。设计了反射绝热板构造体系的主要构成部分、明确了各构成部分的主要要求,介绍了该体系的工作原理。为建筑墙体保温的发展和新型墙体材料的进一步探讨提供参考。
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