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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划保温墙体材料夏热冬冷地区保温墙体材料的应用及其发展趋势孔珊珊摘要：夏热冬冷地区保温墙体材料设计需要同时考虑冬季保温与夏季隔热的问题，这对建筑的围护结构节能设计提出了较高的要求。在介绍常用的保温墙体材料性能和保温形式基础上，针对夏热冬冷地区的气候特征和建筑特点，分析了保温墙体材料在这种地区的应用情况及其发展趋势。关键词：夏热冬冷地区保温墙体材料保温形式建筑节能一引言能源危机是人类面临的重大问题之一，节能成为人们广泛的共识，受到越来越多的重视。其中，建筑节能是全社会节能减排的重要组成部分
2、，建筑的能源消耗巨大,占全社会总能耗的30%1。建筑节能的关键是围护结构的节能。由于围护结构的保温节能设计至关重要，墙体作为建筑外围护结构的主体，其热工性能将直接影响整个建筑的节能效果。建筑热工分区把我国划分为五个气候区域，其中夏热冬冷地区的范围，大体上是指长江中下游地区。夏热冬冷地区与寒冷地区存在较大的气候和环境差异，夏热冬冷地区必须满足夏季防热冬季保温要求。夏热冬冷地区既要研究墙体材料的保温性能，也要注重研究墙体材料的隔热性能。本文针对夏热冬冷地区保温墙体材料的发展趋势进行分析。二保温墙体材料简介保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素，建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国
3、的重视。20世纪70年代以后，国外普通重视保温材料的生产和建筑中的应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。国外保温材料工业已经有很长的历史，建筑节能用保温材料占绝大多数，而新型保温材料也正在不断的涌现。其中保温墙体施工技术在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。墙体既是承重(含自承重)构件,也是围护构件。一个完整墙体的构造特点是:非单一材料构成；非单一匀质材料组成；非单一工种施工完成；非单一检测技术验收；非单一外力和外环境作用；非单一功能2。墙体的保温性能是指在冬季条件下，围护结构阻止由室内向室外传热，从而是室内保持一定温度的能力。通常按稳态传热来考虑。而围护结构的隔热性能通
4、常是指在夏季自然通风情况下，围护结构在室外综合温度和室内空气温度波动作用下，其内表面保持较低温度的能力。通常是针对夏季由室外向室内的非稳态传热过程而言，以24小时为周期波动传热来考虑。目前可以用于围护墙体保温的材料分为有机材料、无机材料和复合型材料三大类。在改善建筑外围护墙的保温隔热性能方面，技术上有外墙内保温、外墙外保温、夹芯保温、单一材料保温4种作法。前三者为复合保温，包括复合制品保温。通过20年的建筑节能工作推进由初期外墙内保温发展到外墙外保温3。三夏热冬冷地区的气候特征及其墙体材料要求1、夏热冬冷地区的气候特征夏热冬冷地区是根据我国建筑气候区划划定的一个区域，其范围大致为陇海线以南，南
5、岭以北，四川盆地以东，也可以大体上说是长江中下游地区。该地区包括上海、重庆两自辖市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、贵州二省东半部，江苏、河南二省南半部，福建省北半部，陕西、甘肃二省南端，广东、广西二省区北端，亦即涉及16个省、市、自治区。是我国人口最为密集、经济文化较为发达的地区。该地区的建筑气候特征表现为：夏季闷热，冬季湿冷，气温的日差较小，年降水量大，日照偏少，春末夏初多阴雨天气，常有大雨和暴雨出现。我国夏热冬冷地区冬季寒冷，一月份气温比世界上同纬度其他地区一般低110，是世界同纬度地区冬季最寒冷的地区。在冬季，西伯利亚寒潮频繁南侵，经华北平原长驱直入，而在该地区南部又遭到南
6、岭和东南丘陵的阻挡，使得冷空气滞留不散，四川、重庆冬天较为暖和则是山于北部有秦岭的阻挡所致，这属于特例。在该地区城市中日平均气温低于5的天数，武汉为59天，南京为77天，合肥为72天，寒冷时间长达2个月。而极端最高气温高也是夏热冬冷地区一大特点。最高气温高于35的天数和最热。由于纬度低，夏天太阳辐射相当强烈，这一地区许多城市白天气温高于35的酷热天达1530天之多，七月份该地区气温比世界上同纬度其他地区一般高出2左右，是在这个纬度范围内除沙漠干旱地区以外最炎热的地区。以武汉为例，武汉7月份平均气温比阿加迪尔高度，比新奥尔良高度4。其中九大城市的地理位置见表一5。表一夏热冬冷地区九大城市的地理位
7、置2、夏热冬冷地区保温墙体材料要求的特殊性夏热冬冷地区对围护结构节能设计有较高的要求，该地区围护结构设计需要同时考虑冬季保温与夏季隔热。冬季保温需考虑室内的热量往外传递的速度尽量降低，类似达到“保温瓶”的效果；夏季隔热则要尽量降低室外热量往室内传递的速度，要达到类似“冰箱”的效果，这对建筑外墙的保温形式提出了较高的要求。四夏热冬冷地区保温墙材料的发展趋势1、从保温墙体材料类型角度考虑在第二部分的保温墙体材料简介中已经提到了保温墙体材料分为有机、无机和复合型三类保温材料。(1)无机保温材料无机保温砂浆：无机保温砂浆是以无机胶凝剂、有机胶凝剂、集料、填料与添加剂等原料按科学配比，精确计算和工业化生
8、产制成的多品种、多用途干混粉体。目前，建筑工程中使用的无机保温砂浆主要有以下几种：膨胀蛭石保温砂浆、膨胀珍珠岩保温砂浆、硅酸盐复合绝热涂料、玻化微珠保温砂浆、微晶无机保温砂浆和复合无机保温砂浆6。岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃等保温材料岩棉主要由天然岩石为主要材料经高温熔融加工制成的一种矿物棉。玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料。泡沫玻璃是一种以废平板玻璃和瓶罐玻璃为原料，经高温发泡成型的多孔无机非金属材料。(2)有机保温材料用植物性的原料、有机高分子原料经加工而制成的保温材料为有机保温材料。如模塑聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂聚氨酯以及聚苯颗粒等。
9、(3)复合型保温材料复合型保温浆料是指两种意义上的复合，一是保温隔热主体材料的无机-有机复合；二是胶结材料的无机-有机复合。前者是指玻化微珠与膨胀聚苯颗粒的复合，后者是指普通水泥与有机聚合物的复合7。在保温性能方面，有机保温材料优于无机保温材料。要达到同样的保温效果，有机保温材料板材厚度一般仅为23cm，而无机保温材料导热系数相对较大，外保温层厚度偏大，加大了附着在外墙外侧的重力荷载。在防火安全性上，有机保温材料的燃烧问题在建筑应用上没有得到很好的解决，无法在明火下阻燃，而且会在燃烧过程中释放大量有毒气体。有机保温材料燃烧性能最高只能达到B1级，而无机保温材料可以达到A级。在环保安全性上，有机
10、保温材料的耐久性较差，如EPS、XPS、SPU外保温的寿命理论上只有25年，而目前建筑物的使用寿命是50年或100年，因而在定期更换外保温板材时容易产生建筑垃圾。在这方面，无机保温材料优于有机保温材料，其使用寿命较长，且通过科技手段研制的一些新型高效复合型无机保温材料可循环使用。总之，在一般情况下，无机保温材料安全性更高，有机保温材料保温性更好。我认为，安全性能较保温节能而言更为重要。而复合保温材料结合了两种保温材料的特性，能在一定程度上解决无机保温材料厚度较大而有机保温材料防火性能差的不足。基于以上分析，北方地区冬季寒冷干燥，风力大，冬季供暖期较长，对保温效果要求高；夏热冬冷地区则不同，冬季
11、湿冷,夏季闷热。其一，夏热冬冷地区对保温效果要求不如北方地区要求高。保温材料安全性能重要性远大于其保温性能。其二，夏热冬冷地区除少数建筑类型有中央空调外，一般建筑不设暖气，当冬季室外阳光充足时，室外温度要比室内高，在此情况下，若采用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统，室内反而更加阴冷4。因此，在夏热冬冷地区选择无机保温材料的可行性要大于有机保温材料。在该地区采用无机保温材料和复合保温材料是一种发展趋势。2、从墙体保温的构造形式角度考虑保温材料的历史以欧洲发展最早，技术也最成熟。保温材料也因地制宜，品种多样。主要有三种构造形式，内保温，中间保温，及外保温。以下为三种形式的主要特点。内保温：限于经济和施工
12、便利方面的考虑，目前本地区多采用内保温构造这一形式。由于保温层施工在室内作业，不受气候影响，施工简单易行，同时造价比较低。但其不足之处也很明显，从使用者的角度来讲，内保温构造占据了一定的室内面积，且不利于居民的二次装修。从传热学理论来讲，内保温构造隔热效果比较差，且不能隔断热桥，在达到同样的热工性能的要求下，内保温层的厚度相对外保温而言要更厚些。中间保温：可分为两种构造形式。鉴于目前框架结构的建筑越来越多，及实心黏土砖的禁用，砌块结构应用越来越普遍，节能建筑越来越多的采用在砌块内垂直热流方向填充保温材料，如岩棉，聚苯乙烯板，聚苯颗粒，膨胀珍珠岩，矿棉等。这样保温材料不单独占用使用面积，但会受梁
13、，柱及砌块内空间的限制。会产生热桥且不能确保能达到热工性能指标的要求。另外一种中间保温构造形式是在两片墙体中间，单独留出夹层来放置保温材料，可以达到所要求的保温效果且可以保护保温材料。但是最大的缺点是比较占用空间，施工烦琐，造价高。也有使用空气夹层作为保温隔热材料，空气是天然免费的良好保温材料，但是不能使之产生强烈的对流换热，否则也达不到设计的热工效果。外保温：与前两种保温形式相比，外保温以其鲜明的特点获得了越来越广的发展前景。曾经被列为建设部”建筑业推广应用的十项新技术”8。在经济比较发达的地区，采用外保温构造的建筑占有的比重越来越大。其特点:基本上消除了热桥；有利于保护基层墙体；便于新建或
14、既有建筑的节能改造；更适合本地区建筑热工性能中对隔热的要求。综上所述，单就墙体而言，在夏热冬冷地区首先注重满足夏季隔热要求的前提下，从理论角度来讲，外保温构造形式更加适合夏热冬冷地区的气候状况和热舒适的需求。五结论在建筑节能要求日益严格的背景下，节能并非是简单的少用能源，如何提高能源利用效率才是节能的核心。性能良好的节能建筑应综合考虑多方面的影响因素，通过上述的分析，我认为，在夏热冬冷地区的外围护结构节能领域中，无机保温材料适用性比有机材料有更大的发展空间，且在选用外墙保温材料的同时也应当根据其特点选择经济合理的保温形式。从隔热理论分析可知，采用外保温技术，建筑室内受到室外温度波动影响小，不仅
15、明显改善了居住舒适性，而且具有良好的节能效果和综合经济效益，更适合夏热冬冷地区居住建筑节能的要求。参考文献1周卫兵，朱教群，孙正，等建筑墙体保温砌块的研究进展J广东化工，XX，39(12)：63-652韦延年，于忠，余恒鹏应以系统概念研发和应用自保温墙体材料J墙材革新与建筑节能，XX(3)：26-273陶有生无机材料保温墙体材料性能及应用J砖瓦，XX(2)：25-274周业培夏热冬冷地区自然室温环境下住宅墙体热工性能研究D重庆大学XX5学而提高改善长江流域及其周围地区居住环境质量国家四部委联合组织实施夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准J节能与环保，XX(3)：18-216邱小华，徐清浅谈无机保温砂浆及发展趋势J建筑节能，XX(10)：39-417杨星虎无机保温砂浆的外墙内外组合保温J建筑科技，XX(18)：17-198段恺，赵文海，梁红兵，等建筑业10项新技术之绿色施工技术J施工技术，XX，40(5)：38-409付祥钊中国夏热冬冷地区建筑节能技术J.新型建筑材料,XX(6)：13-1710朱冰曲，陈晓明，王婧夏热冬冷地区建筑外墙保温材料和保温形式的发展趋势J华中建筑，XX
