建筑节能与保温基础知识

建筑节能系统材料供应商专业诚信服务双赢建筑节能与保温基础知识第1页，共45页。一、建筑节能与保温二、常用建筑绝热保温术语三、常用绝热保温材料四、外墙外保温系统五、工程实例及重点工程介绍第2页，共45页。第3页，共45页。第4页，共45页。一、建筑节能与保温根据2002年12月31日《世界能源导报》报道，我国能源的形势是严峻的。煤炭可开采年限为54－81年（既2050－2077年）石油可开采年限为15－20年（既2011－2016年）天然气可开采年限为28-58年（既2024-2054年）从1993年，我国就成为能源的净进口国，因此，节约能源，提高能源利用效率和效益，已经成为解决我国能源问题的基本方针。我国供暖能耗占全国建筑总能量的55％以上，为供暖地区社会能耗的21.4％1996年中国建筑年消耗3.3亿吨标准煤，占能源消耗总量的24%，到2001年已达到3.76亿吨，占总量消耗的27.6%，年增长比例千分之五。有关研究认为，从2000年到2015年是民用建筑发展鼎盛期的中后期。建筑能耗有50%是供热和空调，北方城市集中供热的能源主要以锅炉为主，锅炉的单台热供率普遍较小，热效率低，污染严重；供热输配管网保温隔热性能差，因此整个供热系统的综合效率仅为35%到55%，远低于先进国家80%左右的水平，而且整个系统的耗电耗水也高，公共建筑中央空调系统的综合效率较低。1、我国建筑节能保温面临的形势：第5页，共45页。如果不做保温处理，则约60%的内部热量通过房屋外墙和屋面损失，所以为了达到节能标准外墙和屋面保温尤其重要。建筑不同部位热量损失比例屋面约15%地面约10%门窗约25%外墙约50%进行外墙保温处理后外墙约50%第6页，共45页。为什么需要保温？节能减少通过建筑围护结构的热量损失和获取，从而降低采暖和制冷能耗及费用；保护环境直接或间接地减少建筑采暖和制冷所释放的CO2量，从而帮助减缓全球变暖；增加舒适度自然调节室内温度，避免室内结露第7页，共45页。建筑哪些部位需要做保温处理?1.凉阁楼下的楼板 1A.阁楼门2.暖阁楼屋面及围墙 2A.与凉阁楼间的墙体 2B.屋顶和外墙 2C.楼板 2D.保温层适当延伸至内部以便减少空气流通和相应的冷热桥3.建筑外墙 3A.居住区和凉阁楼间的墙体 3B.室外地面以上的地下室（半地下室）外墙 3C.地下室外墙（外保温或内保温）4.地面 4A.悬浮地板 4B.直接坐落在土基上的地板 4C.架空地板（可用架空外墙保温替代） 4D.保温层适当延伸至内部以便减少空气流通和相应的冷热桥5.结构梁和柱6.门窗洞边和接缝第8页，共45页。2、我国对建筑节能的强制性规定：第9页，共45页。

随着我国政府对节约能源和环境保护的日益重视，建设部相继发布了一系列节能标准；1986《民用建筑节能设计标准》（JGJ26－86）；将采暖能耗从住宅通用设计的基础上节能

30％1995《民用建筑节能设计标准》（JGJ26－95）；将采暖能耗从住宅通用设计的基础上节能50%。2004《天津市居住建筑节能设计标准》（DB29－1－2004）；将采暖能耗从住宅通用设计的基础上节能

65％在1980年的住宅设计能耗水平上节约30%、50%和65%的能耗。第10页，共45页。对建筑墙体、屋面及地面三个方面进行保温；外墙外保温在北方地区最为常见；到2020年底，全国新增的300亿m2房屋建筑面积中，城市新增130亿m2；3、建筑维护结构保温隔热的措施及需求:4、外墙保温相关规程、标准：JGJ144—2004《外墙外保温工程技术规程》JGJ149—2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JGJ158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》DB29—125—2007《天津市民用建筑节能工程施工技术规程》DB29—1—2007《天津市居住建筑节能设计标准》第11页，共45页。二、常用建筑绝热保温术语导热系数（Conductivity）,λ—值：

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的均质材料，两侧平行表面的温差为1度（K，°C）时，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）。Q=热量传递速度，W；A=热量通过的表面面积，m2；L=厚度，m；△T=温差，K或℃第12页，共45页。

导热系数是材料固有的本性，代表其传导热量的能力，只与其材质有关，与其厚度无关。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05W/m.K以下的材料称为高效保温材料。第13页，共45页。不同材料的导热系数材料类型平均温度为20℃时导热系数，W/(m.K)温度为20℃时的材料密度，kg/m3空气0.0251.29液态水0.61000汽油0.15720铝2372700铜3908960不锈钢167900钢45～658000混凝土1.282200玻璃0.932600木材0.4780XPS板0.0330第14页，共45页。聚苯乙烯2.6cm矿物纤维3.0cm胶粉聚苯颗粒6.0cm木材9.8cm垂直空心砖37.1cm灰砂砖52.5cm混凝土158cm各种材料保温性能比较第15页，共45页。传热系数（Conductance），K—值：

传热系数，又称总传热系数，是指在稳定传热条件下，物体或结构两侧空气温差为1度（K，°C）时，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)。传热系数是物体或结构的综合性能，与材质和厚度都有关，一般用来表示保温系统的热工性能。

Q=热量传递速度，W；A=热量通过的表面面积，m2；△T=温差，K或℃第16页，共45页。阻热系数（Resistivity），r—值：

阻热系数是指在稳定传热条件下，当1小时内通过1平方米面积传递单位热量时，1m厚的均质材料，两侧平行表面之间的温差，单位为米.度/瓦（m.K/W）。传热阻（Resistance），R—值：

传热阻，又称总热阻，是指在稳定传热条件下，当1小时内通过1平方米面积传递单位热量时，物体或结构两侧空气之间温差，单位为平方米.度/瓦（m2.K/W）。第17页，共45页。材料蓄热系数（Co-efficientofThermalStorage），S-值：

当某一足够厚度的单一材料层一侧受到周期性热作用时，表面温度将按同一周期波动。材料蓄热系数是指，在周期性热作用下，物体表面温度升高或降低1℃时，在一h内，1m2表面积贮存或释放的热量，单位为W/m2.K。

材料蓄热系数越大，材料的热稳定性越好。第18页，共45页。热惰性指标（ThermalInertia），D-值：热惰性指标D值，是表示围护结构对周期性温度波在其内部衰减快慢程度，即围护结构反抗温度波动和热流波动能力的一个无量纲指标。计算公式： 单层结构，D＝R×S 多层结构，D＝ΣR×S公式中R为结构层的传热阻，单位为m2.K/W，S为相应材料层的蓄热系数，单位为W/m2.K。D值愈大，周期性温度波在其内部的衰减愈快，围护结构的热稳定性愈好。第19页，共45页。围护结构：

建筑物及房间各面的围挡物。分透明和不透明两部分：不透明维护结构有墙、屋顶和楼板等；透明维护结构有窗户、天窗和阳台门等。冷热桥：

当绝热保温系统中并联导热系数比较高的材料或组件时，称之为冷热桥。例如处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位。因这些部位传热能力强，热流较密集，内外表面温差较明显，故称为冷热桥。常见的冷热桥有处在外墙周边的钢筋混凝土抗震柱、圈梁、门窗过梁，钢筋混凝土或钢框架梁、柱，钢筋混凝土或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。为精确计算绝热保温系统的传热系数时必须考虑冷热桥的影响.第20页，共45页。三、常用绝热保温材料分类品种共同特性无机绝热保温材料有机绝热保温材料膨胀珍珠岩

膨胀蛭石

泡沫玻璃

（微孔）硅酸钙

岩棉、矿渣棉

玻璃棉

泡沫石棉橡塑共混泡沫塑料

聚氨酯泡沫塑料

聚亚氨酯泡沫塑料

模塑聚苯乙烯泡沫塑料

挤塑聚苯乙烯泡沫塑料

尿醛泡沫塑料

酚醛泡沫塑料原料比较丰富、价格比较低；

密度比较高（玻璃棉例外）；

耐高温性能优异；

基本不燃，防火性能优异；

导热系数较高（玻璃棉例外）；

吸湿率较高、易受潮（泡沫玻璃例外）；

工业用途比较突出。有机化合物发泡而成，原料价格波动频繁，材料价格比较高；

密度比较低；

耐高温性能一般比较差；

多数可燃，防火性能差；

导热系数较低，需要的材料厚度较小；

吸湿率较低；

建筑绝热保温用途比较突出。第21页，共45页。第22页，共45页。膨胀珍珠岩（ExpandedPerlite）：定义：

珍珠岩是由地壳中的酸性岩浆随火山爆发喷出地面凝结后而形成的熔岩。膨胀珍珠岩是以珍珠岩矿石为原料，经过破碎、筛分，然后预热至400~500℃，再于回转窑中焙烧至1250~1300℃后，经冷却而成。主要应用：

膨胀珍珠岩是最常见的保温材料，其原料来源广泛，价格低廉，加工简单。一般与不同的胶结材料，如水泥、沥青、水玻璃、石膏等，配合制成砖、板、瓦、管等各种形状和规格的产品，广泛用于建筑、化工、冶金、电力等行业。建筑物屋面还可以用膨胀珍珠岩为骨料制作轻质保温混凝土找平层。膨胀珍珠岩材料也可直接用做建筑物内隔墙的保温吸声填充物。无机绝热保温材料第23页，共45页。膨胀蛭石（ExpandedVermiculite）：定义：

蛭石是属于含水硅酸盐的云母，具有片状结构的矿石。膨胀蛭石是以蛭石矿石为原料，经过破碎、筛分，在立窑或回转窑中于800~1100℃进行煅烧，并经冷却而制成。主要应用：

膨胀蛭石与膨胀珍珠岩一样，资源丰富、加工工艺简单、价格低廉，一般与不同的胶结材料，如水泥、沥青、水玻璃等，配合制成砖、板、瓦、管等各种形状和规格的产品，广泛用于建筑、冶金、热力等行业。建筑物屋面还可以用膨胀蛭石为骨料制作轻质保温混凝土找平层。膨胀珍蛭石材料也可直接用做建筑物内隔墙的保温吸声填充物。无机绝热保温材料第24页，共45页。泡沫玻璃（CellularGlass）：定义：

泡沫玻璃又称多孔玻璃，主要成分为SiO2，是由玻璃粉和发泡剂（CaCO3）混合后，在耐火模内加热熔融，再经发泡、退火而成。主要应用：

常用于屋面保温板和外墙保温板，有的还用作吊顶板材，以及管道保温，冷库保冷工程等。（微孔）硅酸钙（MicroporousCalciumSilicate）：定义：

硅酸钙保温材料是以氧化硅（石英砂粉、硅藻土等），氧化钙（也有用消石灰、电石渣等）和增强纤维（如石棉、玻璃纤维等）为主要原料，经过搅拌、加热、凝胶、成型、蒸压硬化、干燥等工序制成的一种新型保温材料。主要应用：

由于硅酸钙制品的各种性能指标均优于膨胀蛭石制品和膨胀珍珠岩制品，现越来越被广泛用于建筑、电力、冶金、石油、化工等行业。无机绝热保温材料第25页，共45页。岩棉、矿渣棉（Rockwool,Slagwool）：定义：

岩棉是以玄武岩、石灰石为主要原料，并加入焦碳，采用离心、喷吹法、或摆锤法工艺生产。矿渣棉是以工业废料-矿渣和石灰石为主要原料，并加入焦碳，亦采用上述几种生产工艺生产。一般来讲，岩棉和矿渣棉在形态和性能上没有很大的区别，但岩棉的物理性和化学行均比矿渣棉稍好一些。主要应用：

岩棉、矿渣棉可直接作为填充材料应用于各种保温、隔热、保冷、防火和吸声工程，但更多的是将其进一步加工成各种形状的制品（如：板、毡、带、管壳等），以便于施工应用。无机绝热保温材料第26页，共45页。玻璃棉（Glasswool）：定义：玻璃棉是以硅砂、石灰石、白云石为主要原料，采用垂直喷吹法、火焰喷吹法、离心喷吹法等生产工艺生产。主要应用：玻璃棉可直接作为填充材料应用于各种保温和吸声工程，但更多的是将其进一步加工成各种形状的制品（如：板、毡、带、管壳等），以便于施工应用。泡沫石棉（FoamAsbestos）：定义：泡沫石棉主要原料是石棉。生产方法是首先将石棉经化学分散剂、水将其松解，并加入一些添加剂以便提高其各种性能，从而得到液态的石棉胶体，然后，经过发泡使之形成具有泡沫塑料那样的微孔结构，再经成型、烘干成为泡沫石棉制品。

主要应用：由于泡沫石棉除了具有容重小、导热系数低、吸声性能好等特点外，还具有可卷曲的特点，所以广泛地应用于建筑、石油、化工等行业的保温工程。无机绝热保温材料第27页，共45页。有机绝热保温材料植物纤维素保温板材（CellulosicFiberBoard）：定义：

从废纸或木材等提取的木质纤维素制成的容重为160~500kg/m3带表层的均质板材。

主要应用：

屋面和夹芯墙的保温，一般在屋面与其它保温板材复合使用。硬质聚氨酯泡沫塑料（PolyurethaneRigidFoam,PUR）：定义：

由异氰酸酯和羟(qiang)基化合物反映生成的在一定负荷作用下并不发生变形，当负荷过大时发生变形后不能恢复到原来形状的泡沫塑料。主要应用：

一般用来制作各种复合板和夹芯板，如水泥钢网泡沫塑料复合板、采钢泡沫塑料夹芯板等新型建筑保温、隔热材料。还有现场发泡型聚氨酯泡沫塑料广泛用于夹芯墙、屋面等保温工程。第28页，共45页。有机绝热保温材料聚亚氨酯泡沫塑料（PolyicocyanurateRigidFoam,PIR）：定义：

又叫改性聚氨酯泡沫塑料，由聚亚氨酯和羟基化合物反映生成带闭孔结构的两侧表面均带各种覆盖面层的高性能泡沫塑料板材。主要应用：在欧美国家广泛用于外墙和屋面保温工程。模塑聚苯乙烯泡沫塑料（ExpandedPolystyrene,EPS）：定义：

由可发性聚苯乙烯珠粒加热预发泡后，在模具中加热成型，从而制得的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。主要应用：

多数EPS板材用于外墙外保温工程，有时还用来制作夹芯保温板材或复合保温板材在建筑物屋面等处使用。EPS材料广泛用于包装业，EPS颗粒还用于制作保温砌块以及保温混凝土和砂浆。第29页，共45页。有机绝热保温材料挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（ExtrudedPolystyrene,XPS）：定义：

由可发性聚苯乙烯珠粒和一些添加剂经过预加热后，在螺杆挤出机中进行加热和发泡，并通过挤出口的模具而成型的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。主要应用：广泛用于建筑物屋面、地面、外墙，市政道路、广场等强度和耐水性要求都比较高的保温工程，还用于保温车厢、保温门等工业。第30页，共45页。有机绝热保温材料脲醛泡沫塑料（Urea-FormaldehydePlasticFoam,UF）：定义：

以尿素和甲醛聚合反应而得到的脲醛树脂与发泡剂混合、发泡、固化后制得硬质脲醛泡沫塑料。主要应用：

一般以现场发泡的形式用来填充夹芯墙和一些形状复杂的空间。酚醛泡沫塑料（PhenolicPlasticFoam,PF）：定义：

在液态的热固性酚醛树脂中加入发泡剂和催化剂后利用反应热使气体挥发并膨胀发泡制得酚醛泡沫塑料。主要应用：

多数用于风管保温，欧美等国家也用于屋面、外墙等保温工程。第31页，共45页。四、外墙保温系统

薄抹灰外墙外保温系统在四十年代起源于瑞典和德国，主要用于遮蔽建筑物的裂缝，至今已有60多年的历史。70年代能源危机后，用于外墙外保温在多年的应用历史中，该系统经历了时间的考验。在欧美国家，它已经成为市场占有率最高的一种外墙外保温技术。六十年代，美国从欧洲引入此项技术，并根据本国的具体气候条件和建筑体系特点进行了改进和发展。同样在70年代初的能源危机期间，由于建筑节能的要求，外墙外保温及装饰系统在美国的应用不断增加，至九十年代末，其平均年增长率为20~25%。至今此项技术在美国的应用历史也达四十多年之久，所应用的建筑的最高建筑达44层，并在美国炎热南部和寒冷北部地区均有广泛的应用。外墙保温技术在国内外的发展及应用第32页，共45页。外墙外保温系统全貌⑦①②③④⑤⑥1、结构层：外墙结构墙体2、粘接层：粘接砂浆3、保温层：挤塑板（XPS）4、固定层：膨胀螺栓5、防护层：耐碱玻纤网格布抹面砂浆6、饰面层：柔性防水腻子7、饰面层：装饰涂料第33页，共45页。缺点­耗能量大，

CO2排放量较高­采暖效率不好且成本高­对住户来说舒适度降低­砖石结构中有温度波动优点-各个房间都可保温。缺点­墙内没有热量存储能力­砖石结构内的温度波动大­管道位于冰冻影响区­存在热桥­内部需设扩散隔板，

否则会有冷凝危险优点­极佳的保温效果；CO2排放量大减；极大地节约成本­没有明显的热桥 ­室内气候宜人­夏季保温­房屋不会因温度而受损­立面设计多种多样­房屋升值第34页，共45页。常见外墙保温系统墙体保温形式种类主要保温材料外墙外保温聚苯乙烯外保温系统模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS）胶粉聚苯颗粒保温系统胶粉聚苯颗粒聚氨酯喷涂外保温系统硬质聚氨酯发泡FTC相变外保温系统FTC自调温相变节能材料岩棉板外保温系统岩棉板保温装饰一体板外保温系统保温层：XPS、EPS、PU衬板：硅酸钙板、铝板、铝塑板墙体自保温蒸压砂加气外墙自保温系统蒸压砂加气混凝土砌块外墙内保温挤塑板外墙内保温系统挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS）石膏板复合外墙内保温系统石膏板挤塑板复合材料夹心墙保温夹心墙保温系统EPS、XPS、PU第35页，共45页。常见外墙外保温系统外墙外保温抹灰系统：

是以聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）或挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS）为保温隔热层，采用粘结辅以锚栓固定于基层墙面，并以抗裂砂浆复合玻纤网格布作防护层，涂料饰面的外墙外保温系统．1）国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。2）欧洲使用最久的工程已有40年3）构造简单、可靠。采取适当措施后，可贴面砖。4）只需改变XPS板厚度，即可满足各地区节能要求。特点：第36页，共45页。钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统：以腹丝非穿透型钢丝网架聚苯板为保温隔热层，用机械固定件与基层墙面固定，并在钢丝网架聚苯板表面做砂浆防护层，涂料或面砖饰面的外墙保温系统。常见外墙外保温系统现浇混凝土外墙外保温系统：现浇混凝土外墙外保温系统：以聚苯乙烯泡沫塑料板（以下简称聚苯板）或挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（以下简称挤塑聚苯板）为保温隔热层，置于混凝土墙体外侧与之一次浇筑成型（辅以锚栓拉结），并以抗裂砂浆复合玻纤网格布作防护层，涂料饰面的外墙外保温系统第37页，共45页。常见外墙外保温系统

砂加气自保温系统是指采用砂加气砌块作为外墙填充墙体，冷热桥部位采用砂加气保温块或其他高效保温材料处理的外墙保温系统。该系统的主要应用范围为混凝土框架结构、框架异型柱结构和短肢剪力墙结构。砂加气自保温系统伊通砂加气自保温系统优势第38页，共45页。常见外墙外保温系统聚氨酯喷涂保温系统：

是以喷涂硬泡聚氨酯为保温隔热层，并以胶粉聚苯颗粒复合玻纤网格布找平，抹面砂浆作为防护层，涂料饰面的外墙外保温系统．第39页，共45页。

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项目地点：内蒙古呼和浩特市

建筑类型：框架

建筑高度：12米

使用产品：knauf外墙外保温系统

顺置式屋面保温系统

奋进外墙劈开砖

工程用量：屋面30000平米

外墙60000平米

使用时间：2006年5月项目名称：泰达集团-北斗星城

项目地点：天津市河北区

建筑类型：框剪

建筑高度：110米

使用产品：knauf薄抹灰外墙