建筑节能技术分类.doc
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1、建筑节能技术分类查询手册虹桥商务区建筑节能技术及评价研究上海交通大学(工程管理研究所)编2011/9/1在此处键入文档摘要。摘要通常为文档内容的简短概括。在此处键入文档摘要。摘要通常为文档内容的简短概括。前言我国是建筑能耗大国,能源利用率低,建筑节能空间巨大。但建筑节能在我国还处于起步阶段, 其应用前景十分广阔。 实施公共建筑节能,有利于改善公共建筑的热环境,提高暖通空调系统的能源利用效率,从根本上扭转公共建筑用能严重浪费的状况,实现国家节约能源和保护环境的战略。为此,我国制定了一系列建筑节能标准,但是大量新建建筑虽强制按照节能标准兴建,但实际节能效果并不理想。近年来,大量节能技术和节能材料不
2、断推向市场,但政府监管部门和建设单位面对这些新技术和新材料,却往往感觉到难分良莠,无从下手。因此,迫切需要对现有建筑节能技术进行合理分类,建立科学的建筑节能技术评价体系。在建筑节能的三大领域中,其一是建筑围护结构节能技术,例如减少建筑物的玻璃幕墙应用,提升建筑保温隔热效能;其二是空调能效控制技术;其三是可再生能源利用。本手册依此将建筑节能技术分为三类, 编写技术汇编:简要地介绍了每一项建筑节能技术的技术原理、技术分类、技术能效性和经济性以及应用范围。手册可为虹桥商务区建筑节能管理及评价提供依据和技术支持。同时,对类似工程的节能设计和施工,也具有参考价值。由于编写时间仓促,编写经验、理论水平有限
3、,手册中难免有疏漏、不足之处,敬请读者批评指正。编者目录第1章 建筑围护结构- 4 -1.1 外墙外保温- 4 -1.1.1 聚苯板和聚氨酯外墙外保温技术- 4 -1.1.2 保温砂浆、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统- 12 -1.1.3 其他保温技术- 16 -1.2 外墙内保温- 20 -1.3 外墙自保温系统- 22 -1.4 外墙夹芯保温系统- 23 -1.5 屋面保温隔热技术- 24 -1.5.1 喷涂硬泡聚氨酯屋面保温隔热技术(SPF)- 24 -1.5.2 泡沫混凝土屋面保温技术- 25 -1.5.3 泡沫玻璃屋面保温技术- 26 -1.5.4 粉煤灰防水保温隔热砌块倒置式屋面保温技
4、术(以某一工程为例)- 27 -1.5.5轻质陶粒混凝土在屋面保温技术- 28 -1.5.6 聚苯颗粒保温浆料屋面保温技术- 29 -1.6 建筑门窗保温隔热技术- 30 -1.6.1 65三密封平开节能保温窗- 30 -1.6.2 一种适用于既有建筑门窗节能改造的节能窗罩- 31 -1.6.3 铝合金遮阳技术- 33 -1.6.4 涂膜反射隔热技术- 34 -第2章 建筑用能系统- 35 -2.1 冷热环境调节系统节能技术- 35 -2.1.1 冷热源系统节能技术- 35 -2.1.2 能量输配系统节能技术- 40 -2.1.3 空气处理系统节能技术- 43 -2.1.4 热泵节能技术- 4
5、6 -2.1.5 中央空调节能技术- 53 -2.2 照明系统节能技术- 56 -2.2.1 发展绿色照明工程- 56 -2.2.2 选用节能照明器材- 57 -2.3 其他用电系统节能技术- 59 -2.3.1 合理调整变压器的运行台数- 59 -2.3.2 电梯节能- 59 -2.3.3 电动机节能- 59 -2.3.4 电开水器的节能- 60 -第3章 可再生能源应用- 61 -3.1 太阳能应用技术- 61 -3.1.1 太阳能集热器- 61 -3.1.2 太阳能热水器- 63 -3.1.3 太阳能制冷与空调- 65 -3.1.4 太阳能热发电系统- 68 -3.1.5太阳能光伏发电系
6、统- 71 -3.2 风能- 71 -3.3 沼气- 72 -3.4 可再生能源在热泵中的应用- 73 -3.4.1 地源热泵- 73 -3.4.2 地下水源热泵- 75 -3.4.3 土壤源热泵- 76 -3.4.4 海水源热泵- 77 -3.4.5 淡水源热泵- 78 -3.4.6 污水源热泵- 79 -3.4.7 空气源热泵- 80 -3.5 夜间天空冷资源利用- 81 -3.5.1 夜空辐射散热器- 81 -3.5.2利用空气辐射散热器通风降温(与夜间通风技术结合)- 82 -3.5.3水辐射散热器(与吊顶辐射制冷相结合)- 82 -3.5.4辐射制冷与太阳能利用结合- 82 -3.5
7、.5被动式辐射制冷- 83 -3.5.6混合式辐射制冷- 83 -3.5.7冷辐射屋顶的热管效应降温- 83 -3.5.8夜间辐射制冷- 84 -3.5.9夜空辐射制冷实现空气除湿和空气取水- 84 -附录- 86 -附录一 建筑围护结构节能设计指标计算公式- 86 -附录二 空调性能指标- 103 -参考文献- 109 -第1章 建筑围护结构我国幅员辽阔,南北跨越热、湿、寒几个气候带,气候差别很大。我国与同纬度的其它国家相比,冬天寒冷得多,夏天也较热。在实施建筑节能的各项措施中,建筑围护结构起到了至关重要的作用。建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:外墙、屋面、门窗这三部分。外墙体作建筑表
8、皮,是人类生活空间的保护者,是围护结构中最重要的一个部分,因而我们将做重点讨论。外墙保温系统从其保温的形式、方法、施工工艺可分为三个大的类型:外墙外保温、外墙内保温圆、外墙自保温、外墙夹芯保温。屋面和门窗作为围护结构不可缺少的一部分在整体的节能效果上也扮演重要的角色。对于改善建筑围护结构的主要发展方向是:开发高效、经济的保温、隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。 1.1 外墙外保温所谓外墙外保温,是指在垂直外墙的外表面上建造保温层,该外墙用砖石或混凝土建造,此种外保温,可用于新建墙体,也可以用于既有建筑外墙的改造。该保层对于外墙的保温效能增加明显,其热阻值超
9、过1 m2 K/W。由于是从外侧保温,其构造必需能满足水密性、抗风压以及温湿度变化的要求,不致产生裂缝,并能抵抗外界可能产生的碰撞作用,还能与相邻部位(如门窗洞口、穿墙管道等)之间以及在边角处、面层装饰等方面,得到适当的处理。然而,必须注意,外保温层的功能,仅限于增加外墙保温效能以及由此带来的相关要求,而不应指望这层保温构造对主体墙的稳定性起到作用。其主体墙,即外保温层的基底,必须满足建筑物的力学稳定性的要求,能承受垂直荷载、风荷载,并能经受撞击而何证安全使用,还应能使被覆的保温层和装修层得以牢牢固定。1.1.1 聚苯板和聚氨酯外墙外保温技术1.1.1.1 膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 施用
10、地域:寒冷地区、严寒地区、夏热冬冷地区等,不适用于台风频发地区。 执行标准:JG 1492003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 系统构造与施工流程:l 分类:按照饰面材料不同分为T型和C型两类;T型为面砖饰面,C型为涂料饰面l 标记:有代号和类型铸成,如:ETICS- T 类型薄抹灰外保温系统代号l 构造:n 表1.1 无锚栓薄抹灰外保温系统基本构造(T型)基层墙体系统的基本构造粘结层保温层薄抹灰增强防护层饰面层混凝土墙体各种砌体墙体胶粘剂膨胀聚苯板抹面胶浆复合耐碱网布面砖n 表1.2 辅有锚栓的薄抹灰外保温系统基本构造(C型)基层墙体系统的基本构造粘结层保温层连接件薄抹灰增强防护层饰面层混凝
11、土墙体各种砌体墙体胶粘剂膨胀聚苯板锚栓抹面胶浆复合耐碱网布涂料l 施工工艺流程n 涂料饰面膨胀聚苯板抹灰外墙外保温系统施工工艺流程:基面验收检查吊线安装铝合金托架(选用)粘贴膨胀聚苯板(由下往上)PU(聚氨酯)发泡胶或聚苯板板条填充板缝打磨膨胀聚苯板保温墙面安装盘型锚栓制作防护面层(在防护砂浆内埋置玻璃纤维网格布,由上往下)饰面层及照面涂料n 面砖饰面膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统施工工艺流程: 基面验收检查吊线弹控制线安装托架(选用)粘贴膨胀聚苯板(由下往上,根据设计要求预留伸缩缝)PU(聚氨酯)发泡胶或聚苯板板条填充板缝打磨膨胀聚苯板制作防护层(在防护砂浆内埋置玻璃纤维网格布,由上往下)安
12、装盘型锚栓面砖粘贴及勾缝 处理伸缩缝 性能特征:表1.3 膨胀聚苯板性能分析表性能特征意义述评保温效果膨胀聚苯板的导热系数0.039W/(mK),比绝大多数保温材料低,在我国大多数气候区都可以根据墙体传热系数或热阻的要求确定板厚以满足设计要求。安全性和对建筑物的保护作用性在使用质量合格的胶粘剂、抹面胶浆和正确施工情况下,聚苯板薄抹灰系统结构安全,很少会出现开裂、脱落等质量问题,并因降低了主体结构的温度变化幅度而能够对建筑物起到良好的保护作用。耐久性聚苯板薄抹灰系统使用聚合物改性水泥砂浆并复合耐碱玻璃纤维网格布对进行负面保护,使得系统具有良好的耐久性。国外最早施工的系统已使用近40年,我国施工的
13、质量良好的系统也有10年,这些外保温工程除饰面层更换外,主题保温层仍完好无损。单位面积自重膨胀聚苯板密度为1825kg/m3,单位面积质量轻,对建筑几乎没有影响。施工性能该系统由瓦工施工,为普通建筑施工作业,无特殊的操作技能要求,普通建筑瓦工稍经训练即可作业,并能很快熟练,施工较易实施。价格状况聚苯板较之聚氨酯发泡板、醛酚泡沫塑料板或其他塑料泡沫板以及泡沫玻璃板相比,价格适中,更能够为一般工程接受。1.1.1.2 挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 适用地域:寒冷地区、严寒地区、夏热冬冷地区等,不适用于台风频发地区。 执行标准:一般参照JG 149-2003和GB/T 10801.2-2002绝热
14、用挤塑聚苯烯泡沫塑料(XPS)制定企业标准 系统构造与施工流程:l 分类:挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统也分为涂料饰面和面砖饰面两种。l 构造:同表1.1与表1.2,将膨胀板换成挤塑板即可。l 施工工艺流程:基层墙体处理弹水平线、挂控制线挤塑板背面涂界面剂一道 配置胶粘剂 预粘板边翻包网格布粘贴挤塑板钻孔及安装锚栓固定件挤塑板打磨找平、清洁挤塑板表面涂界面剂一道配置抹面胶浆施工地层抹面胶浆埋贴网格布施工面层抹面胶浆、验收填背衬、嵌密封膏施工涂料或面砖清理饰面层、验收 性能特征:表1.4 挤塑聚苯板性能分析表性能特征意义述评保温效果挤塑聚苯板导热系数(25)0.035W/mK, 比绝大多数保温材
15、料低,在我国大多数气候区都可以根据墙体传热系数或热阻的要求确定板厚以满足设计要求。安全性和对建筑物的保护作用性挤塑聚苯板结构密实,压缩强度和抗拉强度较高,其垂直于板面方向上的抗拉强度0.25MPa。耐久性挤塑板的变形较大,水蒸汽透过系数较低(透气性较差),表面光滑,不利于粘结,使得系统容易开裂。单位面积自重挤塑聚苯板密度为25.035.0kg/m3施工性能由于挤塑聚苯板易变形、表面光滑难以粘贴,故施工人员在工作前必须接受必要的培训,在施工时必须严格遵守设计施工要求。 膨胀聚苯板(EPS)与挤塑聚苯板(XPS)性能比较:n 聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)是以聚苯乙烯树脂为主要成份,通过发泡、模塑成型
16、而成的具有闭孔结构的泡沫材料。n 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)是以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成份,添加少量添加剂,通过加热挤塑而制成的具有闭孔结构的硬质泡沫材料。n 膨胀聚苯板与挤塑聚苯板都是以聚苯乙烯树脂为原料,经过两种不同的生产工艺加工而成的保温材料。其各项性能指标见下表:表1.5种类密度(kg/ m3)导热系数W/(mK)水蒸气渗透系数ng/(Pams)抗拉强度(Mpa)尺寸稳定性(%)氧指数燃烧性能市场价格RMB/m3膨胀聚苯板18220.0414.50.10330B2级350挤塑聚苯板30450.0303.00.15230B2级800 膨胀聚苯板(EPS)与挤塑聚苯板(XPS)在
17、建筑领域的应用:n XPS在建筑领域的应用:1. 建筑物地下墙体基础。在寒冷地区,经常出现冰霜渗入的情况,并导致地面冻胀,基层结构受损。由于XPS吸水率低,所以用于地下建筑有很好的防潮、防水性。将XPS置于基层之下,可以使冰霜渗透和易受冰霜影响的基础出现结冰的情况减至最低,有效的控制地面冻胀;2. 墙体内保温和外保温,当XPS作内保温时,通常与其他材料复合使用,作外保温时,使用专用的粘结剂和固定件将XPS覆盖在墙体外层,然后进行外装饰;3. 屋顶绝热保温,其中比较完善的做法是倒置施工法,即首先完成屋顶防水层的施工,然后在防水层上作保温;4. 公路、机场跑道、停车场等需要防止路面返浆,又要抗压的
18、场所;n EPS在建筑领域的应用:1. 建筑物地下墙体基础保护。地下室外防水施工完毕后,大多有EPS板做防水层的外防护。2. 广泛应用于建筑墙体内外保温。在欧洲及美国已使用了超过四十年,在我国也有十几年的历史。目前,市场上80%以上的建筑墙体保温都是使用的膨胀聚苯板(EPS)。3. 屋顶绝热保温,其中比较完善的做法是倒置施工法,即首先完成屋顶防水层的施工,然后在防水层上作保温。n 膨胀聚苯板(EPS)与挤塑聚苯板(XPS)用于外墙保温的优缺点:1. 膨胀聚苯板(EPS)与挤塑聚苯板(XPS)都是比较好的绝热材料,绝热性能挤塑聚苯板(XPS)优于膨胀聚苯板(EPS),价格也高。由于EPS与XPS
19、都是以聚苯乙烯树脂为原料,XPS的使用密度远远大于EPS的使用密度,其材料成本要高一倍以上。2. 膨胀聚苯板(EPS)有很好的耐候性和在温度变化时的尺寸稳定性,是国际、国内应用最广泛的建筑外墙保温隔热材料。3. 膨胀聚苯板(EPS)特殊的材料性能,能隔绝雨水,又能使墙体中的潮气透过,有效的解决了建筑物的透气性问题。而挤塑聚苯板(XPS)高抗蒸汽渗透性的优异性能用于外墙外保温,正是它的致命缺点,它阻碍了墙体中的潮气透过,使潮气大量聚集在墙体与XPS保温层之间,极易造成保温层变形和粘贴层的脱落,直接影响外墙外保温系统的使用寿命,以及外墙外保温系统的安全性。4. 挤塑聚苯板(XPS)被大量使用在屋面
20、作保温隔热材料,较少用在外墙作保温隔热材料。其原因如下:a) 整个体系材料不配套,未经大型耐候性试验验证及长期大量工程实例验证。(有关试验还在进行中)b) 挤塑聚苯板(XPS)比膨胀聚苯板(EPS)密度大、强度高,由于自身变形及温差变形而产生的变形应力较大(武汉市属典型的夏热冬冷地区,XPS板受气候变化影响更大),相对于每条板缝来说,相临两块板自身的应力变化是反向的,对板缝处进行挤或拉,造成板缝处开裂c) 挤塑聚苯板(XPS)具有更小的导热系数,其与面层砂浆的导热系数相差越大,温度变化时,导致发生形变的量差越大,易产生裂缝d) 挤塑聚苯板(XPS)由于自身应力变化较大,容易造成外饰面层开裂、起
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