全世界对能源的需求在不断增长。全球主要的能源来自于非可再生的化石燃料,这些化石燃料需要历经数百万年的沉寂,才能生成。当前化石燃料的消耗速度远大于其自身的生成速度。化石燃料的过度焚烧在大气中产生了过量的二氧化碳。能源成本在攀升。
随着世界范围内能源资源的匮乏,今后,全球能源产品的价格也在逐步升高。节约能源,低碳生活,已经成为世界各国人们今后生活中的一项大事。
从小处来说,节省能源就是节约自己的金钱,从大处来说,节约能源就是为了减少二氧化碳气体的排放,为保护人类共同的家园地球环境而尽力。
下面,以“欧洲住宅保温隔热——矿棉篇”为话题,借助部分图片,与朋友们一起交流探讨一下。
“安全稳固,冬暖夏凉,空气清新,健康舒适,节能环保,运行经济”是民智一郎总结的住宅建造的几项基本原则。
其中,“安全稳固”是首要的,当人们的生命以及人身安全都得不到保障时,其它一切都是奢谈。
另外,“冬暖夏凉”与住宅的“保温隔热”密切相关。
“保温”的含义:在寒冷的冬季,住宅能够通过自身的保温构造措施,将室内的热量保持住,尽量减少室内热量的过快散失;“隔热”的含义:在炎热的夏季,住宅能够通过自身的隔热构造措施,将室外的热量阻挡住,尽量减少室外热量的快速渗入。事实上,住宅中同一处保温隔热围护构造,是同时具备保温和隔热这两项功效的。当然,“保温隔热”构造,往往还同时具有吸音、隔声,保持室内安静的功效。
“保温隔热”不仅是针对冬季严寒地区中的住宅而言,实际上,“保温隔热”也可适用于夏季酷暑地区中的住宅。
传统形式下,夏季,住宅室内降温,需要使用制冷空调等设施;冬季,住宅室内升温,需要使用供暖系统等设施。为了适应人们在住宅内部生活的环境温度的需要,无论是在夏季,还是在冬季,都需要消耗大量的能源。
一幢独立小住住宅热量散失示意图
Dach 15%——屋顶15%
Wand 40%——墙体40%
Fenster25%——窗口25%
Fensterfugen-?ffnunge 10%——窗口节点缝隙10%
Keller 10%——地下室10%
一幢独立小住住宅热量散失示家庭预算负担意图房屋在哪里丢失热量?
能量损失家庭预算的负担
Dach 15-20%——屋顶15-20%
Heizung 30-35%——采暖30-35%
Wand 20-25%——墙体20-25%
Fenster20-25%——窗口20-25%
Lüftung 10-20%——通风10-20%
Boden 5-10%——地面5-10%
在亚洲,建筑耗能是最大的能源消耗形式之一,其耗能占亚洲地区总耗能的30%。一个主要原因是,在气候炎热的国家,人们的制冷系统的需求日益增长,同时人们也需要改善室内的舒适度。
建筑物耗能如此巨大,改善建筑物能效无疑刻不容缓。采用隔热方案、设计智能建筑、使用高效电器,这些都是可行的方法,可以降低建筑物能耗,甚至可以实现建筑物零能耗。
第二部分 无机物保温隔热材料——矿棉篇
实际上,住宅中使用的保温隔热材料,按照材料的化学成分,可以分为“无机物材质的保温隔热材料”和“有机物材质的保温隔热材料”两大类。
“无机物材质的保温隔热材料”,一般是取自天然矿石,由于自身原材料的缘故,因而具有防火不燃烧相对安全的诸多特性。
下面,主要是介绍“无机物材质的保温隔热材料”,比如,无机物材质的岩棉保温隔热材料以及无机物材质的玻璃纤维保温隔热材料。
需要注意的是,“无机物材质的保温隔热材料”,比如,岩棉纤维、玻璃纤维,受潮或者吸水以后,会大大降低材料本身的保温隔热性能,因而主要是使用住宅的地面上部比较干燥的各个围护部位,比如,屋顶、墙体、楼层、地面,等位置。
“有机物材质的保温隔热材料”,比如,EPS聚苯乙烯泡沫保温板、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫保温板、PU聚氨酯泡沫保温板,属于是使用石油原料加工制作的保温隔热材料,缺点是具有一定的燃烧性能,但材料本身的保温隔热性能却是比较好的,另外材料本身的防水性能也是比较好的,因而一般是使用在地面下方住宅下部埋在土壤中的比较潮湿的位置。或者是使用在双层砌体夹芯保温层墙体的中间。
根据使用位置的不同,“有机物材质的保温隔热材料”一般具有不同的阻燃等级,比如使用在现浇钢筋混凝土基础底板的下部,或者使用在地下室底板的下部和四周墙体的外侧等部位。
A级不燃保温材料,比如有:岩棉纤维、玻璃纤维等;B1级难燃材料,比如有:B1级EPS聚苯乙烯板、B1级挤塑XPS聚苯乙烯板等。
目前国内建筑外墙保温材料,大部分使用的是添加了溴化物阻燃剂的EPS聚苯乙烯板或者是挤塑XPS聚苯乙烯板,均属于使用石油产品加工而成的有机保温材料,有机保温材料本身容易燃烧,这样就需要在材料中添加—定量的阻燃剂,使其阻燃性能达标。
需要特别说明的是,B1级难燃材料,并不是说不会燃烧,而是指由于添加了一定阻燃剂之后遇火燃烧时燃烧速度相对慢些;当B1级保温材料被点燃时,如果火焰在材料的上方,则火焰一般会很快熄灭,如果火焰在材料下方,火焰一般就不会熄灭,则会继续燃烧;B1级聚苯乙烯泡沫保温板(常被简称为“苯板”)保温材料燃烧时,会熔化并产生液滴,同时会产生有毒的浓烟。
同样密度的保温层板材,阻燃程度不同,价格相差很大。以EPS泡沫板为例,容重(每立方米的重量,用于衡量密度)31公斤的EPS泡沫板,B2级别(可燃级别)每立方米400元;而B1级别(难燃级别)则要600元。
根据层数的不同,楼房一般分为低层、多层、小高层、高层和超高层等类型。
1-3层称低层、4-7层为多层、8-12层为小高层、12层以上为高层、总高度为100米以上为超高层。
1、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,具有合格的阻燃等级;
2、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,多数是应用在低层住宅中;
3、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,一般是用在住宅埋在土壤中的下部,比如,钢筋混凝土基础底板的下部,地下室墙体的外侧,等位置;另外还有,应用在双层砌块夹芯墙的中间。
4、……
国内存在的问题:
1、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,未掺阻燃剂,或者少掺阻燃剂,导致阻燃等级不合格;
2、特定位置,使用的挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,阻燃等级级别较低;
3、挤塑XPS聚苯乙烯泡沫板,使用在高层或者超高层住宅中。高层住宅或者超高层住宅,本身构造上的特点,比如,电梯井等位置,类似“烟囱效应”,也是加大火势的一个原因之一;
4、……
特别提示:这里所说的“矿棉”不是“石棉”,“矿棉”和“石棉”是两种不同成分的材料。
关于“石棉”——
石棉由于具有良好的隔热性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性等特性而广泛的应用于建设材料、电器制品、汽车、家庭用品等。
另一方面,极其微小的石棉纤维飞散到空中,被吸入到人体的肺后,经过20到40年的潜伏期,很容易诱发肺癌等肺部疾病。这就是在世界各国受到不同程度关注的石棉公害问题。
1970年发现,石棉纤维对人体有害,吸入石棉粉尘不仅会导致肺部纤维化,形成肺尘病,还能诱发支气管肺癌、胸腹膜间皮瘤和其他恶性肿瘤。世界卫生组织(WHO)的附属机构国际癌症研究组织(IARC)已经宣布石棉是第一类致癌物质。有见及此,多数国家(特别是发达国家)都倾向逐渐减用甚至禁用石棉。
关于“矿棉”——
矿棉,也叫矿物纤维或人造矿物纤维。矿棉一般包括;岩棉、玻璃纤维、陶瓷纤维。
无机保温隔热材料
可以承受的温度
玻璃棉
230~250℃
岩棉
700~850℃
陶瓷纤维棉
1200℃
玻璃纤维和矿棉(即,岩棉和矿渣棉)作为保温材料,其用途和形式,都很相似。
玻璃纤维是目前全球范围内,最常见的保温材料,它是由熔融玻璃加工而成的——而岩棉则是由熔岩加工而成的。
在美国,岩棉/矿棉很少见。在欧洲、 澳大利亚、 加拿大和新西兰,岩棉使用较多。
都在销售的棚板/毡毯以及松散的填充纤维,其制造是十分相似的。
只是添加到什么调用此绝缘的混乱,绝缘业内人士呼吁“矿棉”的产品范围,包括根据该名称:玻璃纤维,矿渣棉,岩棉。( ??)
矿棉保温材料是指玻璃纤维、 岩棉 (用玄武岩、 火山岩、 和石灰石制造)、矿渣棉(用高炉矿渣制造)。
矿棉实际上指的是两种不同的材料:矿渣棉和岩棉。矿渣棉生产主要来自铁矿石高炉矿渣,工业废物的产品,占80%的矿棉行业。岩棉是从天然岩石,如玄武岩,辉绿岩,其他占20%。
什么是矿棉?
矿棉是天然隔热材料玻璃棉或岩棉的通用术语。
矿棉是由熔融玻璃,石材或渣,纺成纤维样结构。
现代建筑:
200 毫米绝缘 (被动式房技术),新的被动房屋窗户。
原料 加工矿棉的原料——岩石、砂子等
生产 岩棉产品由岩石制造而成,其熔点超过1000°C,因此具有非可燃性。岩棉保温材料,既不会引燃大火,也不会助燃大火,更不会产生有毒气体。
如果有火灾发生,岩棉产品能够提供更多宝贵的逃生时间,保护生命和财产安全。
保温隔热材料的几个热学指标——
热阻值(R值)与导热系数(U值)
R值和U值,是用于衡量建筑材料热学性能的两个指标。
R值代表建筑材料阻止热量穿过的能力。R值越高,材料的阻热和隔热性能越高。
U值的意义则与之相反。U值代表不同材料表面之间的热传导量。U值越低,表示热传导量就越低,材料的隔热效果就越好。
基本材料的热导率
所有的建筑材料都有各自的热导率,热导率的单位是W/Mk。导热系数是指在稳定的传热条件下,单位截面、厚度的材料在单位温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米·开尔文)。
材料的热导率越低,代表产品的隔热性能越好。
岩棉是最理想的隔热材料之一,其热导率很低,因而产品隔热效果良好。
材料的热导率(用K或λ表达),有不同的标准,比如欧盟标准(EN),美国标准(ASTM)以及其他国际或地方标准。利用K值可以衡量材料或的热阻值(R值)和热导系数(U值)。
R值(热阻值)
热阻值(R值)与材料的厚度和热导率有关。需要注意的是,在热导率恒定的前提下,材料厚度越高,热阻值也越高。
R = d / k
其中:R 表示热阻值 d 表示材料厚度(单位米) k 表示热导率
材料的热阻值(R值)会影响房屋及屋顶的建造效果。
传统的建筑材料,通常是砖、水泥、瓦片、钢筋和木头,这些材料的热阻性能不是很好。
采用特殊材料进行隔热处理,效果非常良好。采用岩棉隔热,同等厚度岩棉的隔热效果超过砖头的隔热效果20倍,同等厚度岩棉的热阻性能是水泥热阻性能的40倍以上。第三方独立研究显示,采用隔热材料改善能效是最可行的方法。
U值(导热系数)
导热系数(U值)表示在稳定传热条件下,单位面积的建筑截面材料,两表面在单位空气温差和单位时间内直接传导的热量,单位是"瓦/(米2·开尔文)。
一、欧洲几家著名保温材料公司简介以及岩棉保温隔热材料图示简介
(一)、丹麦Rockwool(洛科威)集团
丹麦Rockwool(洛科威)公司是世界上最大的防火岩棉生产商,成立于1909年。目前,公司集团拥有超过8000名员工。集团拥有22家工厂遍布3个欧洲、北美和亚洲,同时拥有覆盖全球的办事处、分销商和合作伙伴的网络系统,确保全球各地的人们能够受益于岩棉产品和岩棉方案。集团总部和研发中心机构坐落在丹麦哥本哈根Hedehusene。
Rockwool(洛科威)在亚洲
Rockwool(洛科威)集团认识到服务于亚太地区客户的重要性。因此在2001年在马来西亚收购了一套生产线,进行加工和改建,开始生产亚洲最好的岩棉。在随后的几年中,Rockwool(洛科威)继续扩展其在亚洲的业务,并在吉隆坡、新加坡、台湾、上海分别设立了销售代表处。
2010年, Rockwool(洛科威)集团成功合并了原旗下Roxul Asia 以及CSR亚洲地区业务,强强联手二者的领先产品技术和专业市场经验,组建了亚洲地区岩棉保温材料的新领导者——Rockwool(洛科威)亚洲。至此,Rockwool(洛科威)已拥有4家岩棉工厂、1家岩棉夹芯板工厂以及10个办事处遍及包括中国在内的亚洲各地。
在中国,Rockwool(洛科威)拥有在亚洲最大最先进的岩棉生产基地和先进的岩棉夹芯板生产基地,同时还设有广州、上海、北京三家代表处。富有经验的技术和销售团队将一如既往的致力于为中国市场提供世界级品质的防火岩棉保温材料及解决方案。
我们的品牌
Rockwool? (洛科威)和Roxul?(洛素)是欧洲及全世界范围所众所周知的,代表着最优质岩棉的品牌。Rockwool亚洲出品的岩棉产品使用Roxul?(洛素)品牌,秉承优质持久的防火、保温及声学性能。此外,Rockwool亚洲出品的岩棉夹芯板使用Rokcore? 品牌,代表着高品质预制岩棉夹芯板的品牌。
(二)、德国可耐福Knauf Insulation
德国可耐福保温材料公司(Knauf Insulation)是一家全球领先的隔热和隔声玻璃纤维制造商,其产品应用于住宅,商业,工业,船舶和原始设备制造(OEM)等各个领域。该公司的产品众多,包括有玻璃纤维保温管,绝缘板,风管包裹,管子及罐子的隔绝保温等。
KNAUF INSULATION 成立于1978年,主要用于生产Knauf玻璃纤维,是德国伊普霍芬Knauf家族中众多建材公司中的一个。当时,Knauf家族在美国印第安纳的Shelbyville购买了生产玻璃纤维的旧厂,不久后,开始其工厂现代化改造及加大处理量。那时,KNAUF已在欧洲的石膏、石灰、水泥等建筑产品取得了成功,而在美国工厂的投资与持续的工艺改进,使得以获得高品质产品为满足的Knauf 的客户(包括OEM和最终用户),进一步增强了信心。
作为其在Shelbyville业务的一部分,Knauf建有三个玻璃纤维生产线,通过测量系统来检测量产品的密度。生产不同类型的材料,也包括玻璃纤维,精准的密度测量非常关键。正如Knauf Insulation的工艺工程部Curtis Davies解释说, 我们有非常严格的质量保证标准。任何的差错,都会让我们生产出废弃的产品,这样会浪费我们许多的工时。我们要营造一个持续工艺改进的气氛,而在线检测使得我们能够更加主动地实现产品的过程与质量控制。
(三)、法国圣戈班Isover依索维尔公司
圣戈班保温隔音材料部的生产始于1936年,包括玻璃棉、岩棉、天花板及发泡保温材料,其中玻璃棉保温隔音产品有板材、卷毡及管壳等多种形式,他们主要用于新建筑建设及建筑翻新,用于屋顶、墙面和地面的保温隔音,以降低能源消耗和消除噪音,同时最大限度的提高生活舒适度。
全球许多国家已经将保温隔音作为一项行业标准引入到建筑业,这就为保温隔音事业的发展提供了一个广阔前景。
保温隔音材料部的产品使用统一商标Isover进行销售,在美国市场使用CertainTeed品牌。
2007年圣戈班依索维尔公司全球净销售额27亿欧元,是绝对的保温、隔音工业的领导者,isover在欧洲占40%的市场份额,Certainteed在美国占据20%的市场份额,全球市场占有率第一。
无机物材质的玻璃纤维保温材料
Isover牌无机物材质的岩棉保温材料
ROCK WOOL牌无机物材质的一面粘贴铝箔的岩棉保温材料
无机物材质的一面粘贴铝箔的玻璃纤维保温材料
无机物材质的硬质岩棉保温材料
粘土保温空心砖——机制粘土空心砖内部空腔填充无机物材质的岩棉保温材料
三种粘土空心砖——普通粘土空心砖、内部空腔填充无机物材质的岩棉保温材料粘土空心砖、内部空腔填充无机物材质的膨胀珍珠岩颗粒保温材料粘土空心砖
二、屋顶位置的保温隔热处理
木结构屋架构造层次三维立体示意图
从上到下:瓦片+挂瓦木搁条+顺水木搁条+防水卷材+硬质岩棉保温板+木结构承重屋架(木框架中间填充岩棉纤维保温毡)+隔潮薄膜+防火纸面石膏板+粉刷
木结构屋架的外侧,铺设一层粘贴防水卷材的岩棉保温板,保温板的外侧,将钉设一道顺水木搁条,木搁条的上方,钉设一道挂瓦木搁条,最后将安装屋面瓦片。
原有旧住宅屋顶,保温隔热改造,木结构屋架的外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后木结构屋架框架中间,填充岩棉毡,屋架外侧,再铺设一层粘贴防水卷材的岩棉保温板,保温板的外侧,钉设一道顺水木搁条,木搁条的上方,钉设一道挂瓦木搁条,最后将安装屋面瓦片。
原有旧住宅屋顶,保温隔热改造,木结构屋架的外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后铺设岩棉保温毡,保温毡的外侧,铺贴防水卷材,防水卷材的外侧,钉设一道顺水木搁条,木搁条的上方,钉设一道挂瓦木搁条,最后将安装屋面瓦片。
某工厂车间屋顶,铺设安装两层岩棉保温块。
木结构屋架外侧,首先铺设一层实木屋面板,然后铺贴一层隔潮薄膜,隔潮薄膜的上方,铺设安装顶面贴有防水卷材的岩棉保温板,保温板的外侧,将铺贴防水卷材,防水卷材的外侧,钉设一道顺水木搁条,木搁条的上方,钉设一道挂瓦木搁条,最后将安装屋面瓦片
木结构屋架外侧,隔潮薄膜的表面,铺设安装岩棉保温板。
木结构屋架框架中间,填充岩棉保温毡,屋架的外侧,铺设安装顶面贴有防水卷材的岩棉保温板
木结构屋架外侧,铺设安装固定岩棉保温块。
木结构屋架外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后铺设安装岩棉保温块。
木结构屋架外侧,铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,铺贴有搭接密封的防水卷材。
木结构屋架外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后铺设安装顶面贴有防水卷材的岩棉保温块,后续将钉设安装顺水木搁条、挂瓦木搁条、安装屋面瓦片。
木结构屋架框架中间,铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,铺贴搭接密封的防水卷材。
木结构屋架外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,再铺贴防水卷材,防水卷材的外面,钉设安装顺水木搁条、挂瓦木搁条,后续将安装屋面瓦片。
木结构屋架外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,然后铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,再铺贴防水卷材。
木结构屋架框架中间,铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,铺贴搭接密封的防水卷材。 转发 转发至微博 木结构屋架外侧,首先铺贴一层隔潮薄膜,后续将铺设安装岩棉保温块,保温块顶面,再铺贴防水卷材。
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