建筑節(jié)能材料技術性能及檢測方法

建筑節(jié)能材料技術性能及檢測方法一、概述建筑節(jié)能的技術途徑可以分解成三個方面，即提高圍護結構（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、采暖設備的能效比。原則是保證相同室內熱環(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、采暖設備為工業(yè)產品、技術含量高，檢測設備比較專業(yè)且復雜，一般在建筑工程安裝施工中較少進行控制復檢，只檢查是否有合格證書、檢驗報告等證明其質量的技術文件，施工時只檢查安裝質量，重點介紹圍護結構。二、圍護結構——墻體的節(jié)能技術措施、產品及要求1、提高圍護結構（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，就是給圍護結構加上一層絕熱材料，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、外墻內保溫、夾芯復合保溫、自保溫、復合保溫等。2、各系統(tǒng)推薦做法及系統(tǒng)用材料外墻內保溫系統(tǒng)定義：設置在外墻內側，由保溫層、保護層和固定材料（膠粘劑、固定件等）構成，起保溫隔熱、防護和裝飾的構造系統(tǒng)。在外墻的內表面設置保溫層，起到保溫作用，該系統(tǒng)推薦的做法。膠粉聚苯顆粒外墻內保溫系統(tǒng)定義：設置在外墻內側，由界面層，膠粉聚苯顆粒保溫層，抗裂保護層構成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構造系統(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。耐堿網布抗裂柔性膩子、涂料增強粉刷石膏聚苯板內保溫系統(tǒng)定義：在外墻內基層面上用粘結石膏粘貼聚苯板，抹8mm厚粉刷石膏，并用兩層玻纖網布增強，再做飾面層構成的外墻內保溫系統(tǒng)。材料：粘結石膏EPS板粉刷石膏耐水膩子涂料鋼絲網架聚苯板內保溫系統(tǒng)定義：是由鋼絲方格平網與聚苯板通過斜插腹絲（腹絲不穿透EPS板）與鋼絲方格平網焊接，使鋼絲網、腹絲與EPS板復合成一塊整板；通過錨栓或者預埋鋼筋等機械方法與外墻內表面固定，表面為水泥砂漿抹灰層（貼一層耐堿網布）和飾面層的一種保溫系統(tǒng)。材料：鋼絲網架聚苯板（腹絲不穿透聚苯板）抗裂砂漿耐堿網布抗裂柔性膩子2.2外墻外保溫系統(tǒng)定義：設置在外墻外側，由保溫層，保護層和固定材料（膠粘劑、固定件等）構成，起保溫隔熱、防護和裝飾的構造系統(tǒng)。聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)定義：置于建筑物外墻外側的保溫及飾面系統(tǒng)，由粘結層，EPS保溫層，抗裂保護層構成，起保溫隔熱，防護和裝飾作用的構造系統(tǒng)。材料：膠粘劑EPS板抹面膠漿耐堿網布涂料、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、保護層構成。起保溫隔熱、防護和裝飾的構造系統(tǒng)。材料：界面砂漿膠粉聚苯顆粒抗裂砂漿耐堿網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架聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)（簡稱現(xiàn)澆有網聚苯板外保溫系統(tǒng)）定義：置于全現(xiàn)澆混凝土建筑物外墻外側的保溫及飾面系統(tǒng)，由斜嵌入式鋼絲網架聚苯板保溫層，抗裂砂漿找平層，保護層構成，起保溫隔熱，防護和裝飾作用的構造系統(tǒng)。材料：斜嵌入式鋼絲網架EPS板抗裂砂漿抹面膠漿耐堿網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的保溫及飾面系統(tǒng)，由有槽EPS板保溫層，保護層構成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構造系統(tǒng)。材料：有槽聚苯板錨栓抹面膠漿耐堿網布彈性底涂柔性耐水膩子涂料機械固定鋼絲網架聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)置于建筑物外墻外側的保溫及飾面系統(tǒng)，由腹絲非穿透型鋼絲網架EPS板，為保溫層通過錨栓或者預埋鋼筋等機械方法與外墻外表面固定，抗裂砂漿找平層、保護層構成，起保溫隔熱、防護和裝飾作用的構造系統(tǒng)。材料：鋼絲網架聚苯板（腹絲不穿透型EPS板）抗裂砂漿耐堿網布柔性耐水膩子涂料夾芯復合保溫輕質夾芯墻板（不承重、承自重）由飾面保護層、絕熱層復合預制而成的具有保溫隔熱裝飾等功能，做為圍護結構使用的輕型復合板。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，鋼絲網架水泥復合夾芯板、免拆模板體系）夾芯復合墻砌筑體系（可承重）特點：將絕熱材料設置在墻體的內、外兩部分墻體之間，外側墻體為被覆層（一般6~12cm厚），內側墻體為承重結構層（一般24~37cm厚），空腔填充保溫絕熱材料構成保溫層。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不同的氣候條件、建筑參數，選擇單一材料做為圍護結構，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、空心砌塊復合保溫上述做法的組合例如：?；⒅楸厣皾{內外抹加氣砼上再做保溫框架結構澆注砼時在模板內置鋼絲網架聚苯板、填充部分為加氣砼自保溫等3、 各系統(tǒng)產品的技術要求及檢驗方法絕熱材料定義：用于減少結構物與環(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：根據孔結構可以分為：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部連通的多孔材料均勻多孔材料均質材料 有關性能與材料內部位置無關，但可以隨時間、方向、溫度變非均質材料有關性質隨材料內部位置改變的材料衡量絕熱材料性能優(yōu)劣的物理量是導熱系數、傳熱系數絕熱材料多數為均質材料所以可以測試導熱系數，在各產品的技術標準上都有具體的技術要求。墻體為非均質材料，有關性質隨材料內部位置不同而會改變。所以要進行傳熱系數的側試，有關的設計依據及節(jié)能的過程控制指標也是以熱阻或傳熱系數來表述的。導熱系數的定義及其影響因素。定義：導熱系數（熱導率）是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1度（k,℃）在1小時內通過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材料的組成結構：非晶體結構，密度較低的材料，導熱系數較小，作為保溫絕熱材料，一般都是固體、氣體并存的，需要考核其結構形式，固相連續(xù)而氣相不連續(xù)的材料，固體導熱系數對有效導系數的影響大，固體不連續(xù)而氣相連續(xù)的材料，氣體的導熱系數對有效導熱系數的影響大。通常，氣體直徑愈小，氣孔中氣體分子的活動受到限制，材料的導熱系數也越小，當氣體的直徑小于氣體分子的平均自由程時，保溫保冷材料的導熱系數就會大大減小。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，其導熱系數為0.003?0.004kcal/mh℃,對于纖維保溫保冷材料，一般纖維越細其導熱系數也越小。因此，材料的技術要求中，就會有密度，纖維直徑之類的技術要求，其間接地反映了材料的導熱系數，但是也應注意，同樣的密度和纖維直徑，因其結構的不一致，導熱系數的數值也是會有很大差別的。②固相和氣相的材質：固相和氣相的材質對保溫保冷材料導熱系數的影響很大，一般是固、氣相導熱系數之比越小越好，普通保溫保冷材料的氣孔中所包含的氣體為空氣，其導熱系數低于一般固體材料的導熱系數，所以，人們常常選用導熱系數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熱系數極小的CHC13氣體(其導熱系數為0.0072kca1/m-h?℃)因此這種材料的導熱系數(0.0208kca1/m-h-℃).③表觀密度小，氣孔率大的材料導熱系數小，除纖維類材料外，導熱系數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，導熱系數增加⑤濕度：影響絕熱材料導熱系數的重要因素為濕度即含水率，在上述影響因素中多由材質和工藝過程決定，只有這一條與環(huán)境使用過程聯(lián)系緊密，有文章可做。由于水的導熱系數約為空氣的25倍，冰的更大。（凈態(tài)空氣的導熱系數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，導熱系數會大幅度增加，研究表明，某導熱系數為0.03kcal/mh℃的材料，吸水1%后，導熱系數提高25%，繼續(xù)增大含水率達百分之幾，則其導熱系數可以增大數倍。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、傳熱阻的定義。傳熱系數以往稱總傳熱系數，國家現(xiàn)行標準規(guī)范統(tǒng)一定名為傳熱系數。傳熱系數k值是指在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護結構兩側空氣溫差為1度（k,℃），1小時內通過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?。傳熱阻以往稱總熱阻，現(xiàn)統(tǒng)一定名為傳熱阻。導熱系數的定義：材料導熱特征的一個物理指指標、數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、傳熱阻的定義傳熱的一般概念系統(tǒng)有關參數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，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：由溫度差引起的構件內部微粒運動產生的熱量轉移過程。熱對流：因流體內部各部分相對位移引起的熱量轉移過程。熱輻射：由于物體的溫度使物體表面發(fā)射電磁波的熱量轉移過程，熱輻射的波長主要在0.1?100pm之間。傳熱：由熱傳導、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，物理量可以為導熱系數和傳熱系數。1）導熱系數：應采用穩(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)生產的質量控制，不要用于檢驗鑒定。2）熱阻、傳熱系數應采用穩(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)所經歷的過渡狀態(tài)的時間與試件狀態(tài)，環(huán)境條件，設備能力等有關。3）現(xiàn)場傳熱系數的測定，一般認為現(xiàn)場構筑物建筑構件條件不一，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，根據儀器要求排除對材料構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。安全是以粘結強度來控制。耐久的考核辦法是浸水后，粘結強度的保留值。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、與經常做的力學試驗相同，可操作時間等性能也是由力學性能制定的。涉及到的材料：粘結劑、錨