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一种新型外墙石材保温一体板的设计研究

类别:新闻动态 | 更新时间:2019-02-20 08:37:17
随着科学技术的日新月异,能源短缺己不容忽视,节约能源受到了世界性的普遍关注。中国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,但另一方面,在既有的400多亿平方米建筑当中,真正达到节能标准的却不到10%,其他90%都是耗能建筑。大力发展节能型建筑己成为共识,而伴随对节约能源与保护环境的要求不断提高,建筑维护结构的保温技术也在日益加强,尤其是外墙保温技术得到长足发展,并成为我国一项重要的建筑节能技术。
一、外墙外保温技术的概念
建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,石材保温一体板以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。除了保温隔热功能以外,由于将绝热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,因而外墙外保温结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长。
二、外墙外保温技术的优势
与外墙内保温相比,外墙外保温具有以下优势。
1.提高主体结构的使用寿命,减少长期的维修费用。采用外保温技术,由于保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因而只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可以有效地防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效消除常见的斜裂缝或八字裂缝。
2.降低建筑造价,增加房屋使用面积。由于外保温技术保温材料贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温,故可使主体结构墙体减薄,从而增加每户的使用面积。
同时墙体的减轻又可减少建筑梁、柱的直径和钢筋用量,进一步降低造价。石材保温板根据测算,在塔形建筑中平均每户可增加使用面积1.3一1.8平方米,按建筑面积计算售房面积,在商品房价格中等偏上的城市,外保温所增加的使用面积的售价可基本抵冲外保温的费用。
3.基本消除“热桥”的影响。“热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成散热的主要渠道。对内保温而言,“热桥”是难以避免的,而外保温既可防止“热桥”部位产生结露,又可消除“热桥”造成的热损失。热损失减少了,每个采暖季的支出自然就降了下来。
4.改善墙体热工性能。采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内的空气温度上升或下降,墙体结构层能够吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。
5.便于对建筑物进行装修改造。在室内装修中,内保温层易遭破坏,外保温则可避免发生这种问题。在对旧建筑物进行节能改造时,采用外保温方式最大的优点是无需临时搬迁,基本不影响用户正常生活。
三、目前外墙保温技术中存在的不足:
国内的外保温施工与国外相比难度较大。这是因为我国地少人多,城市人口居住密度高,居住建筑结构以多层和高层建筑为主,而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主,很少见、到目前在国内大量出现的现浇混凝土剪力墙结构的高层住宅建筑。这样国内的外墙外保温针对的对象,要比国外建筑结构的单体面积以及高度都大得多,施工难度也更大。
2.有些外保温产品技术不过关,刮大风时常常吹落保温层,外保温层开裂、鼓包、漆膜脱落、施工复杂、翻新困难等“老大难”的质量问题,严重阻碍了外墙外保温技术的推广。
3、受环境气候影响大。目前市场上较普遍的外保温技术主要有:聚苯颗粒保温料浆外墙保温、外挂的保温材料和聚苯板与墙体一次浇注成型。上述外墙保温技术都不同程度的受制于环境气候因素,如:寒冬、阴雨季节不能施工,特别环境影响其寿命。
4、节能环保不达标。部分外保温技术要想达到国家规定的节能标准必须做到一定的厚度,但由于其保温材料本身因素(如导热系数)制约,并不能做到符合标准的要求。从而不能完全满足人们对房屋室内冬暖夏凉,居住舒适的环境要求。施工周期长,周围环境污染严重。
四、保温装饰一体板设计理念
针对目前外墙保温技术中存在的不足,我们潜心研究设计出了本产品—保温装饰一体板。石材保温一体板本产品使用高分子、玻纤增强材料模压、聚氨酷硬质塑料发泡保温和碎石漆饰面等复合制作。该产品包括墙板、角板及安装附件,采用子母插接、无龙骨直接挂板的安装方式。墙板的结构如图1所示,角板如图2所示。
该产品的安装方法如图3所示。
五、本产品组成的外保温系统的传热系数计算
依据《民用建筑热工设计规范》BG50176--93及《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26一95。
1、墙体构造及热工计算参数的取值
(1)基墙为240llun空心勃土砖墙
(2)内侧水泥砂浆:导热系数人卜0.93W/m·K,厚度20二
(3)空心勃土砖墙:导热系数入2二0.58W/m·K,厚度240mm
(4)钢筋混凝土梁柱:导热系数人3=l.74W/m·K
(5)外侧保温材料:硬质聚氨醋泡沫塑料保温材料导热系数人4=0.025W/m·K,厚度45lnnI
(6)SMC基材:导热系数入5=0.04Wm/·K,厚度Slmn
(7)表面装饰材料:仿石漆导热系数入6二.0gW/m·K,厚度Zllnn
2、热工计算保温一体板
(l)主体部位:内侧水泥砂浆20lnnI+空心勃土砖墙240咖+聚氨酷硬泡保温材料45lnnI+SMC基材Slmn+仿石漆Zlmn(数值太小,忽略不计)
Kp二l/(Ri+艺RP+Re)
=l/(0.11+0.02/0.93+0.24/0.58+0.045/0.025+0.005/0.04+0.04)
=1/(0.11+0.0215+0.414+1.8+0.125+0.04)=0.398
FP=5.09
(2)热桥部位:lB、2B部位:钢筋混凝土柱200+聚氨酷泡沫塑料保温材料45mnI+
SMC基材仿石漆m数值太小,忽略不计)
KBI=BKZ二1/(Ri+ERBI+Re)
二l/(0.11+0.20/1.74+0.045/0.025+0.005/0.04+0.04)
二l/(0.11+0.115+1.8+0.125+0.04)二0.457
FBI二0.65
FBZ=0.92
3、平均传热系数
KM=(Kp.Fp+KBI.FBI+KBZ.FBZ)/(FP+FBI+FBZ)
二(0.398X5.09+0.457X0.65+0.457X0.92)/(5.09+0.65+0.92)
二(2.026+0.297+0.420)/6.66二0.412
长春地区围护结构传热系数限值对照表【w/(mZ.k)]表1
根据以上长春地区维护结构传热系数限制对照表1,本产品完全满足国家规定的节能6%5目标的要求,对于部分地区要求更高的可以适当加厚保温材料厚度。
六、主要技术性能指标:
七、保温装饰一体板的功效
1、节能环保,无放射性元素,净化空间。采用导热系数最低的聚氨酷发泡塑料,完全满足国家最新实施的建筑节能65%的指标。并且该产品无毒、无味,无开裂、无生物寄生性,防水渗、防脱落,具有一定的隔音效果。
2良好的防火阻燃性能,不产生有毒气气体。石材保温一体板由于本产品采用复合材料和仿石漆作为其基层和外表装饰层,因此具有良好的阻燃性。
3、重量轻,硬度高,不容易破损,搬运轻松,用作外墙保温,不会影响建筑承载力,在设计可以减少投入成本。
4、应用领域广泛:除应用于新建建筑外,对于旧楼改造翻新工程,简单适用。改变表面装饰材料,还可以根据需要做成室内仿白玉、翡翠、唬拍高档装饰墙板。
5、经久耐用,耐腐蚀,耐老化,抗风压,抗冲击。由于采用高分子复合材料和氟碳仿石漆作为保温材料的保护层和装饰层,具有良好的耐冲击和耐腐蚀性能,使用寿命强。
6、可供选择性强。产品外表面采用仿石漆作为装饰面,色彩样式品种多,依据客户的喜好来定制范围广。
7、施工环境不受严寒酷暑限制,剔除了由于施工技术的不同而造成的弊端。安装简便,由于本产品采用固定螺栓打孔的固定方式,因此无需基层处理,直接无龙骨干挂挂板安装,缩短工期。
结束语
由于外墙外保温的优越性越来越被各方面所认识和接受,我国的外墙外保温工程正在迅速增加,加上国家对建筑节能政策逐步提上日程,外墙外保温必然是建筑节能改造的一项基本措施。随着我国经济的蓬勃发展,建筑规模的进一步加大,因此,此产品将会在的外墙外保温市场有很大的发展潜力。


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