建筑节能材料专业技术性能及检测方法

建筑节能材料技术性能及检测方法一、概述建筑节能的技术途径可以分解成三个方面，即提高围护结 构（外墙、屋盖、不采暖楼梯间墙、首层地板等）保温隔热能 力，增加门窗的热阻、气密性，提高空调、采暖设备的能效比。原则是保证相同室内热环境，节能不能以失去热舒适度为 代价。上述介绍途径中空调、采暖设备为工业产品、技术含量高， 检测设备比较专业且复杂，一般在建筑工程安装施工中较少进 行控制复检，只检查是否有合格证书、检验报告等证明其质量 的技术文件，施工时只检查安装质量，重点介绍围护结构。 二、围护结构墙体的节能技术措施、产品及要求1、提高围护结构（外墙、屋盖、不采暖楼梯间墙、首层地 板等）保温隔热能力的技术措施。通俗形象地讲就是给建筑穿鞋、穿衣、戴帽、戴口罩，就 是给围护结构加上一层绝热材料， 屋盖的做法大家比较熟悉了， 首层地板的做法也比较简单，这里不细讲，主要介绍墙体的节 能技术措施，按照绝热材料层所处的位置来划分可以分为五种 系统：外墙外保温、外墙内保温、夹芯复合保温、自保温、复 合保温等。2、各系统推荐做法及系统用材料2.1 外墙内保温系统定义： 设置在外墙内侧， 由保温层、 保护层和固定材料 （胶粘剂、固定件等）构成，起保温隔热、防护和装饰 的构造系统。在外墙的内表面设置保温层，起到保温作用，该系统推荐 的做法。2.1.1 胶粉聚苯颗粒外墙内保温系统 定义：设置在外墙内侧，由界面层，胶粉聚苯颗粒保温层， 抗裂保护层构成，起保温隔热、防护和装饰作用的 构造系统。材料：界面砂浆保温浆料（胶粉料、聚苯颗粒） 抗裂剂、抗裂砂浆。耐碱网布抗裂柔性腻子、涂料8mm2.1.2 增强粉刷石膏聚苯板内保温系统 定义：在外墙内基层面上用粘结石膏粘贴聚苯板，抹 厚粉刷石膏，并用两层玻纤网布增强，再做饰面层 构成的外墙内保温系统。材料：粘结石膏EPS 板粉刷石膏耐水腻子涂料2.1.3 钢丝网架聚苯板内保温系统 定义：是由钢丝方格平网与聚苯板通过斜插腹丝（腹丝不 穿透 EPS 板）与钢丝方格平网焊接，使钢丝网、腹 丝与 EPS 板复合成一块整板； 通过锚栓或者预埋钢 筋等机械方法与外墙内表面固定，表面为水泥砂浆 抹灰层（贴一层耐碱网布）和饰面层的一种保温系 统。材料：钢丝网架聚苯板（腹丝不穿透聚苯板）抗裂砂浆耐碱网布抗裂柔性腻子2.2 外墙外保温系统定义： 设置在外墙外侧， 由保温层， 保护层和固定材料 （胶 粘剂、固定件等）构成，起保温隔热、防护和装饰 的构造系统。2.2.1 聚苯板薄抹灰外保温系统 定义：置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统，由粘结层，EPS 保温层，抗裂保护层构成，起保温隔热，防护 和装饰作用的构造系统。材料：胶粘剂EPS 板抹面胶浆耐碱网布涂料、2.2.2 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统 定义：置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统，是由界面 层、胶粉 EPS 颗粒保温层、保护层构成。起保温隔 热、防护和装饰的构造系统。材料：界面砂浆胶粉聚苯颗粒抗裂砂浆耐碱网布弹性底涂柔性耐水赋子涂料2.2.3 现浇混凝土斜嵌入式钢丝网架聚苯板外墙外保温系 统（简称现浇有网聚苯板外保温系统）定义：置于全现浇混凝土建筑物外墙外侧的保温及饰面系 统，由斜嵌入式钢丝网架聚苯板保温层，抗裂砂浆 找平层，保护层构成，起保温隔热，防护和装饰作 用的构造系统。材料：斜嵌入式钢丝网架 EPS 板抗裂砂浆抹面胶浆耐碱网布柔性耐水腻子涂料2.2.4 现浇混凝土有槽聚苯板外墙外保温系统 （简称现浇无 网聚苯板外保温系统）定义：置于全现浇混凝土建筑物外墙外侧的保温及饰面系 统，由有槽 EPS 板保温层，保护层构成，起保温隔 热、防护和装饰作用的构造系统。材料：有槽聚苯板锚栓抹面胶浆耐碱网布弹性底涂柔性耐水腻子涂料机械固定钢丝网架聚苯板外墙外保温系统2.2.5 置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统， 由腹丝非穿 透型钢丝网架 EPS 板，为保温层通过锚栓或者预埋钢筋等机械 方法与外墙外表面固定，抗裂砂浆找平层、保护层构成，起保 温隔热、防护和装饰作用的构造系统。材料：钢丝网架聚苯板（腹丝不穿透型 EPS 板）抗裂砂浆耐碱网布柔性耐水腻子涂料2.3 夹芯复合保温2.3.1 轻质夹芯墙板（不承重、承自重） 由饰面保护层、绝热层复合预制而成的具有保温隔热装饰 等功能，做为围护结构使用的轻型复合板。一般由隔汽材料、保温材料、装修材料组成。 品种：金属面聚苯乙烯泡沫塑料（岩棉、聚氨酯）夹芯板。2.3.2 钢丝网架聚苯乙烯夹芯板（有条件承重） （夹芯层可 以是珍珠岩制品， 岩棉制品、 水泥聚苯，可见 DBJ04-237-2005 钢丝网架水泥复合夹芯板、免拆模板体系）2.3.3 夹芯复合墙砌筑体系（可承重） 特点：将绝热材料设置在墙体的内、外两部分墙体之间，外侧墙体为被覆层（一般 612cm厚），内侧墙体为承重结构 层（一般2437cm厚），空腔填充保温绝热材料构成保温层。材料：普通砼小型空心砌块，装饰砌块、绝热材料2.4 自保温做法根据不同的气候条件、建筑参数，选择单一材料做为围护结构，即可以达到要求的工程做法选用的材料：加气砼、多孔砖、空心砖、空心砌块2.5 复合保温上述做法的组合例如：玻化微珠保温砂浆内外抹 加气砼上再做保温 框架结构浇注砼时在模板内置钢丝网架聚苯板、填充部分 为加气砼自保温等3、 各系统产品的技术要求及检验方法3.1 绝热材料 定义：用于减少结构物与环境热交换的一种功能材料。密度小于 400kg/m 3、350kg/m 3、 入 <0.12w/m- k<0.174w/mk分类：根据孔结构可以分为：多孔材料纤维状多孔材料 颗粒状松散填充材料细胞状多孔材料内部连通的多孔材料均匀多孔材料均质材料 有关性能与材料内部位置无关，但可以随时间、方向、温度变非均质材料 有关性质随材料内部位置改变的材料衡量绝热材料性能优劣的物理量是导热系数、传热系数 绝热材料多数为均质材料所以可以测试导热系数，在各产 品的技术标准上都有具体的技术要求。墙体为非均质材料，有关性质随材料内部位置不同而会改 变。所以要进行传热系数的侧试，有关的设计依据及节能的过 程控制指标也是以热阻或传热系数来表述的。导热系数的定义及其影响因素。 定义：导热系数（热导率）是指在稳定传热条件下， 1m 厚 的材料，两侧表面的温差为1度（k,C）在1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米度w/m K，此处的K可用C 代替）。影响因素 : 材料的组成结构：非晶体结构，密度较低的材料，导热系数较小，作为保温绝热材料，一般都是固体、气体并存的， 需要考核其结构形式，固相连续而气相不连续的材料，固体导 热系数对有效导系数的影响大， 固体不连续而气相连续的材料， 气体的导热系数对有效导热系数的影响大。通常，气体直径愈 小，气孔中气体分子的活动受到限制，材料的导热系数也越小， 当气体的直径小于气体分子的平均自由程时，保温保冷材料的 导热系数就会大大减小。例如，充气硅胶是一种含有 400 埃左 右微气孔的氧化硅粉末，当它作为填充材料使用时，其导热系 数为0.0030.004kcal/mh C,对于纤维保温保冷材料，一般纤维越细其导热系数也越小因此，材料的技术要求中，就会有密度，纤维直径之类的 技术要求，其间接地反映了材料的导热系数，但是也应注意， 同样的密度和纤维直径，因其结构的不一致，导热系数的数值 也是会有很大差别的。 固相和气相的材质： 固相和气相的材质对保温保冷材料导热系数的影响很大， 一般是固、气相导热系数之比越小越好，普通保温保冷材料的 气孔中所包含的气体为空气，其导热系数低于一般固体材料的 导热系数，所以，人们常常选用导热系数小的无机非金属材料 或有机材料来制作保温材料。如 PU 选择选择某种氟化物为发泡剂，在其封闭微孔中包 含 导 热系 数极 小的 CHCl3 气体 ( 其 导 热 系 数 为 0.0072kcal/m hC)因此这种材料的导热系数(0.0208kcal/m h C). 表观密度小，气孔率大的材料导热系数小，除纤维类材料外，导热系数一般都随表观密度的增大而增大。 温度：一般情况下，温度升高，导热系数增加 湿度：影响绝热材料导热系数的重要因素为湿度即含水 率，在上述影响因素中多由材质和工艺过程决定，只有这一条 与环境使用过程联系紧密，有文章可做。由于水的导热系数约为空气的 25 倍，冰的更大。（净态空气的导热系数0 C时，入=0.023w/m K，水入=0.58w/m K，冰入=2.20w/m K）所以，绝热材料吸水后，导热 系数会大幅度增加，研究表明，某导热系数为0.03kcal/ m h C的材料，吸水 1%后，导热系数提高 25% ，继续增大含水率达 百分之几，则其导热系数可以增大数倍。如果绝热材料中含有 大量的开口连通气孔，则水会在毛细管力的作用下渗透到材料 的其他部位，危害更大。传热系数、传热阻的定义。 传热系数以往称总传热系数，国家现行标准规范统一定名 为传热系数。传热系数 k 值是指在稳定传热条件下，围护结构 两侧空气温差为1度（k, C） , 1小时内通过1平方米面积传递 的热量，单位是瓦/平方米度（w/m2 k,此处k可用C代替）。传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。 导热系数的定义：材料导热特征的一个物理指指标、数值 上等于热流密度除以负温度梯度，热流密度：垂直于热流方向 的单位面积的热流量：W/m 2, g=d $/dA启一g 弓gra dT传热系数、传热阻的定义传热的一般概念 系统有关参数的值不随时间变化的状态称为稳定状态，反 之则为非稳定状态，按一定的时间间隔重复，不受初始状态的 影响称为周期状态，逐渐由初始状态过渡到稳定状态或周期状态称为过渡状态。热传导：由温度差引起的构件内部微粒运动产生的热量转 移过程。热对流：因流体内部各部分相对位移引起的热量转移过程。 热辐射：由于物体的温度使物体表面发射电磁波的热量转 移过程，热辐射的波长主要在 0.1100 pm之间。传热：由热传导、热对流或热辐射以及它们共同作用引起 的能量传输过程。测试方法：根据上述介绍过的原理、概念、决定了测试过 程，分为两类：一是实验室热工测试，二是现场测试，物理量 可以为导热系数和传热系数。1 ）导热系数：应采用稳态法，这类方法有防护热板法，热 流计法及适用于管壳和散粒状材料的圆管法，圆球法，为了缩 短试验时间还有热线法和热脉冲法，我个人认为热线法、热脉 冲法这两种非稳态法可以用于企业生产的质量控制，不要用于 检验鉴定。2）热阻、传热系数应采用稳态法、标定和防护热箱法。 这几种方法都是稳态的，其要求就是实验人为造就的稳态环境，初始状态达到稳定状态所经历的过渡状态的时间与试件 状态，环境条件，设备能力等有关。3）现场传热系数的测定， 一般认为现场构筑物建筑构件条件不一，难以获及稳态的传热测试条件，所以一般采用的是周 期状态，并且要求在温度梯度存在，传热方向恒定的条件下测 试。试件制作：不同的试验仪器，不同的材料试件的制作方法 不同，根据仪器要求排除对材料构件的影响因素或降至最小， 例如保持绝干状态、选择平均温度、界面状态等等。其它性能：强度（压、拉、形变、破坏） 表观密度、燃烧性能、吸水、憎水、尺寸稳定性3.2 粘结固定材料此类材料的作用主要是将绝热材料层和防护层固定在墙体 上，要求安全、耐久。安全是以粘结强度来控制。耐久的考核办法是浸水后，粘结强度的保留值。试验仪器、万能试验机、要求量程小、控速、选择不同的 试件卡具可以完成抗拉、压剪、拉拔试验、与经常做的力学试 验相同，可操作时间等性能也是由力学性能制定的。涉及到的材料：粘结剂、锚栓、粘结砂浆、界面剂等。3.3 抹面材料此类材料的作用主要是对绝热材料保温层的保护。 粘的牢、抗裂、耐久、防水、施工性 拉伸粘接强度（厚强度、耐水、耐冻融） 柔韧性（压折比、开裂应变）可操作时间抗压强度90d 收缩率吸水率 水蒸汽透过湿流密度 冻融3.4 抗裂增强材料耐碱网布，作用：抗裂，提高面层材料的抗拉强度； 提高抗冲击强度，对易损的洞口阳角加强；细部通过翻包措 施，提高抗风压能力等。指标：单位面积质量（类似于钢筋、钢材直径） 耐碱的断裂强力值及保留值、伸长率、玻璃成份。 所处环境为碱性环境，所以要考核耐碱。