Throughthewindowsanddoors通过窗和门(大约损失房屋内部总热量的)25%
Throughthefloor通过地板/地面(大约损失房屋内部总热量的)15%
Throughtheroof/attic通过屋顶/阁楼/顶楼(大约损失房屋内部总热量的)25%
Throughthewalls通过墙体(大约损失房屋内部总热量的)25%
Upto25%heatlossthroughtheroof高达25%的热损失通过屋顶
Upto35%heatlossthroughun-insalatedwalls高达35%的热损失通过非绝缘墙体(即:不保温隔热的墙体)
HeatLosses热损失
roof屋顶(损失热量)25%~30%
walls25%~30%墙体(损失热量)25%~30%
floor10%~20%地面(损失热量)10%~20%
windows25%~30%窗洞(损失热量)25%~30%
commonairleaks常见的空气泄漏
airleakingintothehouse漏气进入房屋
airleakingoutofthehouse空气泄漏出房屋
crawlspace(地板下面的供水管或电线等通过的)空间
sillplate(基础墙顶面的木质)底板
topplate(木结构框架的)顶板
ductregister空调管道
attichatch阁楼上的开口
recessedlight嵌灯
plumbingventstack通风竖管管道
droppedsoffit接连底面
dryervent烘干机通风孔
outdoorfaucet室外水龙头
(一)传统的住宅建造材料的保温隔热性能比较
建筑材料传导热量的能力称为导热性,用物理学上的一个概念“导热系数”来表示。
假若一种建筑材料的导热系数越小,那么这种建筑材料的保温隔热性能就越好。
建筑材料的导热性能,实际上取决于建筑材料本身的化学组成、孔隙率、含水率、温差等许多因素。
如果建筑材料本身的孔隙率比较高的话,那么这种建筑材料的保温隔热性能就会好一点;如果一种建筑材料由于环境的原因,它的含水率比较高,那么这种建筑材料此时的保温隔热性能就会差许多。
目前,国内农村房屋的外墙,采用烧制粘土砖的占多数。国内城镇楼房的外墙,采用烧制空心粘土砖,或者使用机制空心混凝土砌块的也比较常见。当然,在城市,采用现浇钢筋混凝土的不同结构形式的楼房,其填充围护墙体,使用空心混凝土砌块,使用加气混凝土块,或者使用其它新型墙体材料的也有。
建造住宅常用的几种材料,比如,木材、粘土砖、混凝土、石材、钢材,它们的保温隔热性能,按前面列举的顺序是依次降低的,即,木材的保温隔热性能最好,石材、钢材的保温隔热性能最差。
木材,是人类最亲近的,一种古老的建造房屋所使用的材料。在当今的欧美日等许多发达国家,有大量的使用天然木材建造的住宅的存在。过去人们对木材有许多传统的、概念性的认识,比如,住宅使用木材建造,容易发生火灾;木材构件,受潮或者见水以后,容易腐朽,寿命不长,等等。现如今,采用现代技术加工制造的木材构件,它的防火、防潮、防水、使用寿命等性能,已经大大改观。
虽然石材具有抗压能力强,耐风蚀,耐老化的特点,但是现如今,完全采用裸露着的石材砌筑墙体的住宅,已经很少能见到。因为,石材本身的保温隔热性能较差。用石材建造的房屋,冬冷夏热,不适合人们在里面居住。当然,也有少量采用石材和其它材料制作复合墙体的住宅的存在,这种住宅的墙体构造,已经采取了相应的保温隔热处理的措施。
使用粘土砖建造墙体的住宅,由于砖块本身的保温隔热性能也比较差,若不在砖墙上采取一定的保温隔热措施处理的话,也存在着“冬冷夏热”的问题。在国内,某些农村地区,为了改善砖墙住宅的保温隔热性能,也有在砖墙上钉贴“稻草板”(也有叫“秸秆板”的),或者钉贴石膏板等新型保温板材的一些做法。
钢筋混凝土结构的住宅,在许多大、中型城市中比较常见。经过多年的使用体验,人们已经开始意识到,钢筋混凝土结构的住宅,要采取多种措施,周全考虑其保温隔热,人们居住在这种住宅里面,才不会感觉到“冬冷夏热”,因而需要大量使用空调,消耗浪费许多电能。在某些城市,看到建造的钢筋混凝土结构的高层住宅楼,主体完工以后,在混凝土外墙的表面,粘贴一层可发性聚苯乙烯EPS保温板材,然后在EPS板的外侧,使用专用锚固胀栓固定一道热镀锌钢丝网(不是冷镀锌钢丝网),最后在钢丝网上进行砂浆抹灰处理。这种混凝土墙体的构造处理做法,其实是一种所谓的墙体外保温的做法。
保温钉图示
钢结构住宅,一般有:使用镀锌冷轧轻型钢结构建造的住宅和使用型钢构件建造的钢结构住宅之分。这些钢结构住宅,已经考虑到钢材本身的保温隔热性能较差,因而无论是设计或者施工上,大都采取一些弥补性的措施,使用新型的材料和新型的构造做法,进行钢结构住宅的保温隔热处理。
在住宅中,还有一个“热桥”的概念非常重要。
住宅围护结构中的一些部位,在室内室外温差的作用下,会形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。这些部位成为传热较多的桥梁,故称为“热桥”(Thermalbridge),在过去,也有人曾经将“热桥”称为“冷桥”(Coldbridge),现在国家统一规定一律使用“热桥”这一概念。
所谓的冷桥和热桥,不是一种构件,而是建筑物中,由于设计不当,出现的一种现象。
热桥往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致,在围护结构中这是一种十分常见的现象。
住宅中常见的热桥,有处在外墙周边的钢筋混凝土抗震柱、圈梁、门窗过梁,钢筋混凝土框架梁、柱,或者钢制框架梁、柱,钢筋混凝土边肋或小肋,或者金属屋面板中的边肋或小肋,以及金属玻璃窗幕墙中和金属窗中的金属框和框料等。
所谓“热桥效应”,即热传导的物理效应。往往在楼层和墙角处,有混凝土圈梁和混凝土构造柱,混凝土材料比起其它砌墙材料,它的热传导性较大(混凝土材料的导热性是普通砖块导热性的2至4倍),同时由于室内通风不畅,秋末冬初室内外温差较大,冷热空气频繁接触,住宅墙体本体材料导热不均匀,产生热桥效应,容易造成住宅内墙结露、发霉甚至滴水。
“热桥效应”是由于没有处理好住宅墙体材料的热传导(保温)而引起的。“热桥效应”在砖混结构(以砖块承重墙体为主,少量钢筋混凝土梁或者柱构造结构。)的建筑中出现较多。
在住宅设计和材料使用上,采取有效的保温措施,是解决热桥现象发生的有效办法。
采取外墙内保温的方案,可以提高外墙内表面的温度,但是外墙与隔墙、外墙与楼板等连接处的热桥比较明显。内保温效果越好,经由热桥散失热量所占的比例就越大。
采用外墙外保温的方案,则由于保温层覆盖住了整个住宅的外墙面,这样能有利于避免热桥现象的产生,但是对于门窗口四周侧壁也应注意妥善处理,避免此处热量过多散失。
至于铝合金窗框的热桥问题,可以通过在铝合金窗框内设置断热条的方法来加以解决。
(二)几种现代保温隔热材料的保温隔热性能比较——膨胀聚苯乙烯EPS板、挤塑聚苯乙烯XPS板、聚氨酯PU板、改性聚氨酯PIR板。
1、保温隔热效果方面比较
改性聚氨酯(PIR)板保温隔热效果最好,聚氨酯(PU)泡沫效果次之,挤塑板(XPS)效果再次之,苯板(EPS)最差。
2、耐冷热性能方面比较
改性聚氨酯PIR板耐冷热性能最好,聚氨酯(PU)泡沫耐冷热性能次之,挤塑板(XPS)再次之,苯板(EPS)最差。
3、吸水率(性)方面
挤塑板(XPS)吸水率(性)最低,改性聚氨酯(PIR)板次之,聚氨酯(PU)再次之,苯板(EPS)最易吸水。
4、使用寿命方面
改性聚氨酯(PIR)板使用寿命最长,聚氨酯(PU)泡沫次之,挤塑板(XPS)再次之,苯板(EPS)最差。
5、价格方面
改性聚氨酯(PIR)板价格最高,聚氨酯(PU)泡沫次之,挤塑板(XPS)再次之,苯板(EPS)最低。
6、阻燃性能方面(分:不加阻燃剂和加阻燃剂)
改性聚氨酯(PIR)板难燃,聚氨酯(PU)泡沫较易燃,挤塑板(XPS)较易燃,较易燃,
苯板(EPS)易燃。
虽然EPS苯板,具有价格比较便宜的优势,因而被广泛应用在住宅建设的一些地方,但是也需要重视,EPS苯板存在着两个缺陷:
1、EPS苯板由于环境等方面的原因,受潮,或者吸水以后,会大大降低EPS苯板的保温隔热性能。
2、EPS苯板的阻燃性能较差,构造处理不好,存在着容易产生火灾的可能性。
四、膨胀苯板EPS
EPS苯板接缝,以及穿透管线的周边,使用发泡聚氨酯密封
五、挤塑苯板XPS
某住宅外墙构造层次图示,可见,外侧为仅起围护作用的单砖墙体,
中间为挤塑XPS保温隔热板,最里面,起承重作用的为预制混凝土砌块墙体。
当然,在砌筑外侧砖墙时,会在不同的位置放置钢制拉接件,
与里侧混凝土砌块墙体连系。
七、聚氨酯保温材料喷涂
在承重屋架桁架外侧保护薄膜的上面,
铺设一层改性聚氨酯PIR保温隔热板,
然后,再铺放一层保护薄膜,
然后在这层保护膜的上面,钉设纵横小型木龙骨骨架,
最后,在木龙骨上,安装机制瓦片材料。
保温材料类玻璃纤维加工制作小简介
玻璃纤维,又叫玻璃丝,是一种特殊的玻璃制品。
玻璃纤维是将熔融玻璃纤维化,形成纤维状的材料。
玻璃纤维的化学成分属于玻璃类,是一种无机质纤维,
具有体积密度小、保温绝热、吸音性能好、耐腐饰、化学性能稳定等特点。
玻璃纤维的制造,采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料,
配合一些纯碱、硼砂等化工原料首先熔化成液态状玻璃,然后,
在融化状态下,借助外力吹制并甩成絮状细纤维,最后,经过冷却,
加工制作成商品包装。
某住宅屋顶阁楼位置的保温隔热处理,可见,斜屋面板的下方最表面,有铝箔反射薄膜,
中间为玻璃纤维保温隔热材料,最里面,起承重作用的为预制混凝土砌块墙体。
十一、再生纤维素保温材料
SUMMERHEATGAINTHROUGHWINDOWS71%夏天(住宅室内)热量增加71%是通过窗户
WINTERHEATLOSSTHROUGHWINDOWS48%冬天(住宅室内)热量损失48%是通过窗户
玻璃是由石英砂、纯碱、长石及石灰石经高温烧制而成的。在住宅中,玻璃主要是用在窗户上,起透视光线阻隔风气的作用。
但是,玻璃材料本身的性质决定了玻璃的保温隔热性能很差,有“隔风不隔寒”的说法。
住宅中的门窗位置,是住宅外部围护结构中保温隔热性能最薄弱的环节。
提高门窗本身的保温隔热性能,改进门窗与其周边墙体或者屋面材料之间的密封处理,是降低住宅散失能耗的一项很重要的方面。
玻璃窗与窗洞周边的墙体或者屋顶材料之间的构造密封情况,玻璃窗本身的窗框材料,玻璃窗窗框材料的断面造型,玻璃窗上安装的玻璃的种类,玻璃的层数,玻璃的新型技术的应用,等等,都与热量损失有着密切的关系。
目前我国的窗体材质一般有,钢窗、木窗、塑料窗、铝合金窗、钢板窗、不锈钢窗、玻璃钢窗、复合材质窗,等等。
在玻璃的热工性能方面,有两个很重要的指标,分别叫“U值”和“R值”。
传热系数(U值)(美国称U值,中国称K值)
U值用来度量导热能力,表示材料在单位面积上允许热量通过的能力,单位为W/m2·K。
材料的U值越低,说明材料的保温性越好。
单层玻璃的U值是6,真空玻璃的U值是0.6,普通中空玻璃的U值大约是1.2-3,
热阻值(R值)
R值,是指在指定的温度下,某种材料在单位面积上阻止热量穿过的能力。热阻值的单位是m2·K/W
材料的R值越高,就越适合作为保温材料。
热阻值(R值)和热导系数(U值)互为倒数,即U=1/R。
平开窗是最为常见的一种窗子类型。平开窗的窗扇通过铰链与窗框结合,窗扇可以旋转开启。
平开窗的优点是构造简单,整扇窗可以100%打开,关闭时气密性好,建筑热工性能高。
在建筑节能要求越来越高的今天,平开窗将成为市场的主流。
平开窗的缺点是窗扇开启后要占据一定的空间,在某些特别狭窄的位置,没有足够的空间容纳开启的窗时不宜采用。
平开窗,根据铰链的位置,可以分为侧开窗和悬窗两种。
侧开窗水平方向开启,窗扇在开启过程中始终保持平衡,不必担心在重力影响下自行运动造成危险,一般用于面积较大的主窗。
悬窗由于是垂直方向开启,开启角度受到限制,一般用于厨房、卫房间等的通风换气。
推拉窗采用装有滑轮的窗扇在窗框上的轨道滑行。推拉窗的优点是窗无论在开关状态下,均不占用额外的空间,构造也较为简单。
推拉窗的缺点是最多只有50%的窗扇可以打开,关闭时气密性差,无法达到平开窗的热工性能,能耗较高,所以在先进国家很少采用这种窗。
为了能满足更高的热工性能的方面的要求,构造复杂的新型保温窗,双层真空Low-E低辐射玻璃窗,三层真空Low-E低辐射玻璃窗也将随之流行起来。
上面介绍的是,欧美传统形式建造住宅方面,所采取的保温隔热的一些措施。
实际上,在欧美,还有一部分,采用新型的保温隔热方式,所建造的节能住宅。
比如,采用保温混凝土模板ICF所建造的住宅,以及采用SIPs承重保温板所建造的住宅。
SIPs板,可以作为承重构件,直接使用作为墙体或者屋面板。
十九、能量回收通风系统ERV
在住宅的设计方面或者在材料的使用方面,采取一些措施之后,
住宅的密封性能强了,住宅的保温隔热能力也就提高了,
但是,往往住宅内部的空气就可能不够清新了。
室内空气混浊,会直接影响着居住者的身体健康。
所以在一些欧美等发达国家,法律强制规定,
FreshAirfromOutside从外面进入新鲜空气
StaleAirtoOutside混浊废气排出
Warm,StaleAirfromInside从室内混浊空气中吸收温暖热量
PreheatedFreshAirtoInside预加热新鲜空气送入室内
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能量的回收,是通过能量回收转轮,在两股方向相反的气流排气和新风之间
缓慢的旋转,从较冷气流中吸收显热和潜热并释放到暖气流中。
ERV系统可以捕获和循环使用建筑能源,对进入建筑的空气进行
预热、预凉、增湿和干燥,而不是消耗掉所有进入建筑物的能源
然后将它们向外排放。
住宅地下室设备间
图中右侧,竖圆筒为外包整体发泡聚氨酯保温材料的热水存储罐或者热交换罐。
图中左侧,竖圆筒为外包整体发泡聚氨酯保温材料的热交换罐。