【碩士】EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的應(yīng)用研究

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　　【學(xué)位年度】2007　　【摘要】　　 隨著建筑節(jié)能和環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，世界各國對建筑節(jié)能技術(shù)給予了充分的重視。40多年來，各國在建筑設(shè)計(jì)和施工、新型建筑保溫材料的開發(fā)和應(yīng)用、建筑節(jié)能法規(guī)的制定和實(shí)施、建筑節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)證和管理等方面做了很多的工作，不但節(jié)省了大量的能源，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)改善了環(huán)境，降低了對大氣臭氧層的破壞。 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫是建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面，并且其地位也日益得到加強(qiáng)。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫中，又以外墻外保溫的發(fā)展最為迅速。外墻外保溫技術(shù)具有能顯著降低K值、消除熱橋、防止內(nèi)墻結(jié)露、保持室內(nèi)氣候平穩(wěn)、保護(hù)建筑物外墻，延長建筑物使用壽命，以及為建筑物(尤其是老建筑物改造項(xiàng)目)提供美觀的外立面效果等特點(diǎn)，已逐步成為外墻保溫的主流技術(shù)。在國外，特別是在歐洲、美國等地區(qū)外墻外保溫在建筑業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。從90年代初，在政府的大力提倡下，外墻外保溫技術(shù)也開始在我國得到了開發(fā)和應(yīng)用，市場前景非常廣闊。 目前，在歐洲國家廣泛應(yīng)用的外墻外保溫系統(tǒng)主要有三種。其一為膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)；二是巖棉纖維平行于墻面的外墻外保溫系統(tǒng)；三是巖棉纖維垂直于墻面的外墻外保溫系統(tǒng)，而美國以第一種為主，都主要以涂料飾面為主，瓷磚飾面的工程相對很少。外墻外保溫系統(tǒng)在歐洲的應(yīng)用，最初是為了彌補(bǔ)墻體裂縫。通過實(shí)際應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把這種泡沫塑料板粘貼到建筑墻面以后，的確能夠有效地遮蔽墻體出現(xiàn)的裂縫等問題，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)，這種復(fù)合的墻體材料具有良好的溫隔熱性能，節(jié)約了能耗。同時(shí)，重質(zhì)的墻體外側(cè)復(fù)合輕質(zhì)的保溫系統(tǒng)又是最合理的墻體結(jié)構(gòu)組合方式。外保溫不但解決了保溫問題，又減薄了對力學(xué)要求來說過于富足的墻體厚度，減少了土建成本；而這種復(fù)合的墻體結(jié)構(gòu)在滿足力學(xué)要求的同時(shí)還在隔音、防火防潮、熱舒適性等各方面都具有最佳性能。 歐美在近40余年的應(yīng)用歷史中，對外墻外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究，如EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性的問題、安全性的問題；在寒冷地區(qū)中的露點(diǎn)問題；不同類型的系統(tǒng)在不同沖擊荷載下的反應(yīng)；試驗(yàn)室的測試結(jié)果與實(shí)際工程中性能的相關(guān)性等。在大量的實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，目前，歐洲和美國對外墻外保溫已有嚴(yán)格的立法工作，其中包括要求對外墻外保溫系統(tǒng)的強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以及對于系統(tǒng)中相關(guān)組成材料的際準(zhǔn)等。由于歐美國家有著相應(yīng)健全的標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格的立法，對于外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性，一般都可以保證有25年的使用年限。事實(shí)上，這種系統(tǒng)在上述地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用歷史已大大超過25年。2000年歐洲技術(shù)許可審批組織EOTA發(fā)布了名稱為《帶抹灰層的墻體外保溫復(fù)合體系技術(shù)許可》 (ETAG 004)的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是歐洲外墻外保溫體系幾十年來成功實(shí)踐的技術(shù)總結(jié)和規(guī)范。中國由于外墻外保溫系統(tǒng)起步比較晚，在外墻外保溫體系基礎(chǔ)理論研究方面和實(shí)踐應(yīng)用方面的總結(jié)相對比較少，整個(gè)行業(yè)目前產(chǎn)品林立、質(zhì)量良莠不齊，給整個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來了很大的隱患。 本文通過對目前中國市場使用最多的EPS外墻外保溫系統(tǒng)進(jìn)行熱學(xué)方面的試驗(yàn)，結(jié)合大連當(dāng)?shù)氐氖褂铆h(huán)境，從而對EPS外墻外保溫系統(tǒng)進(jìn)行比較系統(tǒng)的分析，為EPS板外墻外保溫系統(tǒng)在大連的長期應(yīng)用提供理論依據(jù)。 在試驗(yàn)研究部分，本文分析了和EPS板外墻外保溫體系相關(guān)的幾個(gè)主要因素---如：太陽輻射、氣溫、風(fēng)速對EIFS傳熱的影響，闡述了現(xiàn)場對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和測試原理，并在對比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對上述影響因素進(jìn)行了充分表征。對比實(shí)驗(yàn)收集了一年中大連地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，分析了不同朝向上EIFS墻體和對比墻體在冬夏典型氣候條件下一天內(nèi)的截面溫度分布，探討了大連地區(qū)夏季墻體一天內(nèi)的傳熱規(guī)律。對EIFS墻體在冬季水蒸氣冷凝問題進(jìn)行了驗(yàn)算，區(qū)分了大連地區(qū)的過渡季節(jié)。對比實(shí)驗(yàn)證明了在冬夏季節(jié)，EIFS房間空氣溫度比對比房間空氣溫度穩(wěn)定得多，各個(gè)朝向上EIFS墻體內(nèi)表面溫度與室內(nèi)空氣溫度均基本相當(dāng)。保溫板覆蓋下的墻體結(jié)構(gòu)層各截面溫度基本相當(dāng)，沒有明顯的溫度梯度。在冬季，EIFS墻體的保溫層與結(jié)構(gòu)層之間沒有出現(xiàn)結(jié)露跡象。 在數(shù)值模擬部分，本文推導(dǎo)了空調(diào)條件下墻體的傳熱方程和熱質(zhì)耦合有限元方程，利用數(shù)值模擬的方法論證了保溫板厚度對隔熱、保溫性能的影響，比較了內(nèi)、外保溫墻體在隔熱、保溫性能上的區(qū)別。數(shù)值模擬證明了相同的保溫材料和結(jié)構(gòu)層排列順序不同時(shí)，其熱工性能將發(fā)生改變，對室內(nèi)環(huán)境的影響也將有所不同。在相同條件下外保溫墻體的溫度場分布比內(nèi)保溫墻體更加均勻，說明前者比后者更能營造舒適的室內(nèi)環(huán)境，而且后者更加容易產(chǎn)生由于溫度場不均勻?qū)е碌臏囟攘芽p。數(shù)值模擬還進(jìn)一步說明了在保溫層厚度超過50mm后，保溫材料后度增加將不再會引起墻體熱阻的明顯增加。 　　共71頁

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