“普乐飞”阻隔膜方案分析
作者:Admin
发布时间:2018-12-06 浏览:
随着经济的发展,人民生活水平的提高,建筑节能越来越受到多方面的重视和认同。应运而生的各种绝热功能性材料,开始在实际工程得到应用并崭露头角。阻隔膜就是此类功能性材料中富有鲜明特色的材料之一。 阻隔膜是一种由多层铝基金属和高分子膜类材料经层叠复合加工而成的卷材。其成品具有很高的反射率,较高的拉伸强度和不透水性。据不完全统计,二年来,已有近 200 万 ㎡ 建筑面积的多层住宅和别墅采用此材料作为瓦屋面的隔热层。优良的隔热效果和防渗作用已得到开发商和业主的首肯。阻隔膜特别适用于坡屋面挂瓦结构,在坡屋面钢筋混凝土现浇层找平后,铺设顺水条,阻隔膜铺设于顺水条之上,铺设时自下而上钉上挂瓦条,然后再将瓦片挂上。 这种采用阻隔膜的瓦屋面,其隔热机理主要源于两个方面:一是材料本身所具有的高反射率,它将有效地阻隔来自于温度较高物体的热辐射。夏天主要是反射来自于温度较高的瓦片的热辐射,因而达到隔热效果,而冬天主要是反射来自于坡屋面基层的热辐射,因而起到保温的作用。二是屋面结构本身形成的屋面基层与阻隔膜之间的空气间层,空气间层是由于阻隔膜架空平铺于顺水条之上而形成的。这一相对密闭静止的空气间层,正如双层玻璃结构中的空气层一样,它将有效地阻隔两固体表面间的热传导,因而起到较好的隔热保温作用。然而,在人们都比较明了这种结构形式与其隔热机理的同时,必然会产生对这种材料和结构的隔热效果作量化测试和分析的要求。为此,我公司专题委托上海市建筑科学研究院,对阻隔膜用于瓦屋面的隔热效果进行了热工测试并作比较分析。 一、测试概况: 1 、测试地点:上海市建筑科学院莘庄建筑节能评估检测中心。 2 、检测用屋:建筑热工现场检测房南幢( A4 房),北幢( B4 房)。两房间的朝向、大小、日照及开窗完全一样。 3 、屋顶构造:坡屋顶、南北向。两房采用不同的屋顶隔热型式,其它构造相同,构造见下: A4 房:采用阻隔膜隔热。构造为:混合砂浆 10 + 钢筋混凝土板 100 + 顺水条木筋 40 *35(高)@600+Scion高阻隔膜+挂瓦条木筋35*25(高)@355+瓦12。 B4 房:采用挤压聚苯乙烯 XPS 保温隔热。构造为:混合砂浆 10 + 钢筋混凝土板100+ 顺水条木筋40*35(高)@600,XPS35+挂瓦条木筋35*25(高)@355+瓦12。 二、测试内容、条件与方法: 1 、检测内容: 夏季现场自然通风条件下: ① 屋顶内表面温度。 ② 室内空气温度。 ③ 室外空气温度。 ④ 屋顶外表面温度。 ⑤ 屋顶瓦片下阻隔膜表面温度。 2 、测试条件: ①现场自然通风条件。 ②两幢房南北窗户全部开启。 ③西窗关闭。 3 、测试方法: ① 分别在两房间屋顶外表面瓦上、阻隔膜上表面和屋顶内表面布置表面温度测点。 ② 在房间中央和室外气象百叶窗箱内设置室内、室外气温测点。 ③ 采用铜—鏮铜热电偶作感温元件,二次仪表采用自动巡迴数据采集仪。测温点作防辐射处理。 ④ 温度测试每半小时一次,从 2010 年 8 月 15 日 至 8 月 27 日 连续进行测试。 三、测试结果与比较分析: 在其连续测试的12个昼夜中,8月21日与8月23日这两天是2010年度上海地区夏季的最 高气温和太阳辐射较强的两天,故以此作评价的依据。8月21日、8月23日的性能比较曲线 见图3 、图 4 。 在实际工程应用中, 用于屋顶隔热的 XPS 厚度大都为 20mm 或 25mm ,本次测试是把阻隔膜与 XPS 35 即厚度为 35mm 的挤塑板作对比。其对比数据如表 1 所示。 作为上海市地方标准,《住宅建筑节能设计标准》(下简称《标准》)已于2000年10月1日起实施。《标准》中第 5 . 2 .3 款规定:“西向外墙、东向外墙与屋面应满足夏季隔热要求,在自然通风条件下,其内表面最高温度应比夏季室外计算最高温度低 0.5 ℃(≤ 35.6 ℃);在使用空调情况下(室内 26 ℃),内表面最高温度应不大于30 ℃。”本次测试符合《标准》所作的规定要求,我们亦可将实测的阻隔膜隔热的结果数据与《标准》作一对照(见表 2 )。 从以上实测的数据、图线和对比对照。可见,阻隔膜的隔热效果与 XPS 35 相当,且完全能够满足《标准》所规定的上海地区外围护结构的隔热要求。笔者预期,由于阻隔膜具备优良的夏季隔热性能,同时该产品具有一定的冬季保温和防水防渗功能,具有开发商所欢迎的性能价格比。必将在长江三角洲地区乃至长江流域的建筑节能领域中发挥出应有的作用和贡献。 表一
日 期 室外最高气温 XPS35 屋顶内表面温度( A ) 阻隔膜屋顶内表面温度 ( B ) B-A
2010 年 8 月 21 日 35.1 ℃ 最低 29.2 ℃ 最低 28.2 ℃ -1.0 ℃
最高 31.2 ℃ 最高 32.0 ℃ + 0.8 ℃
24h 平均 30.6 ℃ 24h 平均 30.4 ℃ -0.2 ℃
2010 年 8 月 23 日 38.2 ℃ 最低 30.8 ℃ 最低 30.3 ℃ -0.5 ℃
最高 32.8 ℃ 最高 34.2 ℃ + 1.4 ℃
24h 平均 32.2 ℃ 24h 平均 32.5 ℃ + 0.3 ℃ 表二
夏季计算最高室外气温 自然通风条件下的屋顶内表面最高温度值 屋顶内表面最高温度与室外(计算)最高温度之差
《标准》 36.1 ℃ ≤ 35.6 ℃ ― 0.5 ℃
实测的阻隔膜数据 8 月 23 日 38.2 ℃ 34.2 ℃ ― 4.0 ℃ 冬季保温效果的测试情况。 一、测试概况: 冬季的保温性能测试分二次进行。第一次是于2010年12月下旬至2011年1月上旬进行,测试地点、检测用房及屋顶结构与2010年8月作夏季隔热测试时完全相同。第二次测试是于2011年2月连续进行,其屋顶保温结构采用了阻隔膜 + EPS 25的方式,其构造如下: A4房:第一次冬季测试采用阻隔膜保温隔热。构造为:混合砂浆 10 + 钢筋混凝土板 100 + 顺水条木筋 40 x 35(高)@600(木6.7﹪,空气93.3﹪)+ Scion高阻隔膜 + 挂瓦条木筋35*25(高)@ 355(木7﹪,空气93﹪)+ 瓦12。 A4房:第二次冬季测试采用阻隔膜 + EPS保温隔热。构造为:混合砂浆 10 + 钢筋混凝土板 100 +顺水条木筋 40*35(高)@600,EPS 25厚空气层10厚(木6.7﹪,EPS、空气93.3﹪)+Scion高阻隔膜 +挂瓦条木筋35*25(高)@ 355(木7﹪,空气93﹪)+ 瓦12。 B4房;第一次冬季测试采用挤压聚苯乙烯XPS保温隔热。构造为:混合砂浆10 + 钢筋混凝土板车100+顺水条木筋40*35(高)@ 600,XPS35(木6.7﹪,XPS93.3﹪)+挂瓦条木筋(高)@355(木7﹪,空气93﹪)+瓦12。 二、检测内容、条件与方法: ⒈ 检测内容:冬季现场关闭门窗室内加热条件下 ① 屋顶内表面温度 ② 室内空气温度 ③ 室外空气温度 ④ 屋顶瓦片上外表面温度 ⑤ 屋顶瓦片下阻隔膜、XPS外表面温度 ⑥ 屋顶结构热流 ⒉ 测试条件: ① 现场室内加热条件。 ② 全部门窗关闭。 ⒊ 测试方法: 屋顶保温性能检测根据国际JGJ132-2001《采暖居住建筑节检验标准》、GB50176-93《民用建筑热工设计规范》要求进行。 ① 分别在两房间顶外表面上、瓦下(阻隔膜 上)外表面和屋顶内表面布置表面温度测点。 ② 在房间中央和室外气象百叶箱内设置室内、室外气温测点。 ③ 采用铜-鏮铜热电偶作感温元件,二次仪表采用自动巡迴数据采集仪。测温点作防辐射处理。 ④热流传感器采用WYP型板式测头,测头系数:11.6W/(m2•mv)~19.4W/(m2•mv)。 ⑤ 温度测试每小时一次,在冬季低温天昼夜连续进行。 三、计算公式: ⒈ 屋顶结构的热阻(R)和传热阻(Ro)按下式计算: 热阻:R=(T1-T2)/Q 传热阻:Ro=Ri+R+R 式中:T1——屋顶结构内表面平均温度(0C); T2——屋顶结构外表面平均温度(0C); Q——通过屋顶结构的热流量平均值(w/m2) Ri、Re——内外表面换热阻(m2•K/w) ⒉ 受测屋顶结构的传热系数(K)按下式计算: 传热系数:K=1/Ro 式中:Ro——传热阻 四、测试结果与比较分析 第一次冬季测试从2010年12月下旬至2011年1月上旬连续进行,选取其中气温较低的1 月3日至1月6日夜间的数据作为计算和评价的依据(见图5、图6)。第二次冬季测试从2011年2月2日至2月11日连续进行,选取其中气温较低的2月5日至2月8日夜间的数据作为计算和 评价依据(见图7)。检测结果见表3: 屋顶保温性能检测结果 表3
项目 A4房(膜)11.1.3~11.1.6 A4房(膜+EPS)11.2.5~11.2.8 B4房(XPS)11.1.3~11.1.6
屋顶内表面温度T1(0C) 15.31 23.2 22.56
屋顶瓦下膜(XPS)上表面温度T2(0C) 4.49 5.1 0.13
屋顶内外表面温度(0C) 10.82 18.1 22.43
屋顶热流量Q(W/m2) 32.75 15.7 22.5
屋顶内至膜(XPS)上表面热阻值R(m2·K/W) 0.331 1.15 0.999
整个屋顶传热阻值Ro(m2·k/W) 0.574 1.39 1.242
整个屋顶传热系数K(W/M2·K) 1.74 0.72 0.81 从测试结果和依据GB50176-93计算表明:冬季采用阻隔膜保温的屋顶检测传热系数K=1.74W/M2•K,比无铝膜相同屋顶计算传热系数K=3.21W/M2•K要低,表明阻隔膜及空气层有一定的保温作用。而采用阻隔膜+EPS保温结构屋顶,其传热系数K=0.72W/M2•K,已能完全满足夏热冬冷地区和夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准所规定的要求。 分析与建议 从以上对阻隔膜的绝热效果测试结果来看,阻隔膜具备优良的夏季隔热性能。冬季在单纯采 用阻隔膜时也有一定的保温性能,在采用阻隔膜+EPS时其保温性能更令人满意。这就决定了阻隔膜应用的地域差异。在长江以南的大部分地区,即夏季高温时间长而冬季没有或出现冰冻时间很短的地区来说,可以单纯采用阻隔膜作为屋顶隔热保温结构,成本低、效果好。对于长江以北的在部分地区来说,夏季温度比较高,冬季冰冻时间也比较长,则应采用阻隔膜+EPS的结构形式。这样不但是在夏季隔热效果理想,且在冬季的保温效果也能达到或优于设计标准。这种结构形式比单纯采用阻隔膜的成本略高,但比其他防水保温结构类型,每平方米的成本仍可节约20元左右。笔者预期,由于阻隔膜的优良性能,且自身具备一定的防水防渗功能,具有开发商欢迎的性能价格比,必将在我国的节能建筑领域越来越广泛地受到关注和得到采用。