近零能耗建筑外墙保温材料及适宜厚度研究

1 概述

建筑的节能减碳对于我国实现双碳目标具有重要意义，因此外墙保温性能的研究成为近年来关注的热点。国家和地方相继出台的建筑节能设计标准均对外墙保温性能提出了要求。作为降低建筑能耗和碳排放的重要标准，GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》对外墙保温性能提出了相关要求和实施方法。

董晓亚等人

利用DeST软件，对我国严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖4个气候区的近零能耗建筑外墙保温材料厚度对建筑能耗的影响进行研究，并分析得到保温材料经济厚度。高英博等人

利用DeST软件建立北京地区典型农村住宅模型，分别模拟了页岩多孔砖、钢筋混凝土、加气混凝土外墙外保温改造效果。采用全寿命周期费用评价方法，计算得出了3种墙体使用膨胀聚苯板进行外保温改造时的经济厚度，并对保温改造的经济效益和环境效益进行了评价。晋卫兵等人

对被动式建筑常用的保温、密封材料产品进行了详细介绍，并分析各种保温、密封材料在被动式建筑中的应用现状和存在问题。邓琴琴等人

对近零能耗建筑多种外墙保温材料及耐候、抗剪、防火等性能进行了检测与对比。

本文筛选综合性能相对理想的外墙保温材料。采用DeST软件，综合考虑成本和性能，计算分析严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区近零能耗居住建筑外墙保温材料适宜厚度。

压电体的表面电极上所产生的电荷量与很多因素有关，D33工作模式的压电陶瓷两端的电压幅值V的理论计算公式如下[14]：

用城市平均投资回报率作为投资港口是否经济的参考点，通过比较投资港口的回报率与平均投资回报率，确定是否值得投资。投资回报率的函数式可简化为

2 外墙保温材料对比分析

对于近零能耗建筑外墙保温材料，除经济性、保温性能外，材料的防火性、密度、机械强度、防水性以及施工难度等也是需要考虑的因素。

塑化剂，一般也称增塑剂。增塑剂是工业上广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强。某些塑化剂的分子结构类似荷尔蒙，被称为“环境荷尔蒙”，环境荷尔蒙系指外在因素干扰生物体内分泌的化学物质。在环境中残留的微量此类化合物，经由食物链进入体内，形成假性荷尔蒙，传送假性化学讯号，并影响本身体内荷尔蒙含量，进而干扰内分泌之原本机制，会造成内分泌失调，生殖系统异常，甚至造成畸胎、癌症的危险。

2.1 保温材料性能

GB/T 51350—2019对外墙传热系数和保温材料性能指标进行了相应规定，根据该标准的规定并经市场调研，笔者选取6种保温材料作为研究对象，为膨胀聚苯板(EPS)、石墨聚苯板(SEPS)、岩棉(RW)、聚氨酯板(PU)、真空绝热板(STP)、挤塑聚苯板(XPS)。

膨胀聚苯板：热导率小于等于0.037 W/(m·K)，密度18～22 kg/m

。优点：保温性能好、施工简单、施工技术成熟、价格低廉。缺点：防火性差、机械强度比较低。

岩棉：热导率小于等于0.044 W/(m·K)，密度大于等于140 kg/m

。优点：防火性好、价格低廉。缺点：强度低、密度大、吸湿性强、吸水后易分层、工序复杂、施工期长。

石墨聚苯板：热导率小于等于0.032 W/(m·K)，密度18～22 kg/m

。优点：保温效果好、施工简单、防火性比较好、有很好的耐候性和温度变化时的尺寸稳定性、价格比较低。缺点：机械强度比较低。

聚氨酯板：热导率小于等于0.024 W/(m·K)，密度大于等于35 kg/m

。优点：质量轻、热导率低、强度高、耐久性强。缺点：防火性差、价格比较高。

58到家现在不融资，但是会推出下面的公司进行融资甚至上市，比如快狗打车。58到家现在两三年的沉寂，是在苦练内功，把握好自己的节奏。

5座城市基准建筑围护结构构造、传热系数见表3。不同气候区的基准建筑外墙传热系数分别满足JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》、JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、JGJ 75—2012《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、JGJ 475—2019《温和地区居住建筑节能设计标准》规定的限值。

第二天一早，甲洛洛煮了一碗面条来到公安局，他只小声的对着老邓那个病恹恹的老婆请求能不能看看登子，可那个女人打死都不敢去叫醒老邓。

综合以上分析，膨胀聚苯板的防火性比较差，并不是理想的保温材料。虽然真空绝热板热导率极低，防火性好，但价格极高，并且不耐刺穿，无法进行现场裁切，施工难度大，也不是理想的保温材料。岩棉虽然防火性比较好，但热导率比较大，而且工序复杂，施工难度大，施工期较长，不能作为理想的保温材料。聚氨酯板、挤塑聚苯板的防火性差，也不是理想的保温材料。

2.2 保温材料厚度

GB/T 51350—2019表6.1.1给出的不同气候区居住建筑外墙传热系数允许范围见表1。将表1的传热系数允许范围作为限定条件，以200 mm厚钢筋混凝土+10 mm厚石膏板+保温材料+8 mm厚石膏板为墙体构造，利用DeST软件计算不同气候区近零能耗建筑保温材料厚度范围，见表2。

2.3 综合分析结果

挤塑聚苯板：热导率小于等于0.028 W/(m·K)，密度22～35 kg/m

。优点：保温效果好、防水性好。缺点：防火性差、价格比较高、尺寸稳定性差、易开裂、防火性差。

另外，由于本检测台采集数据时间为4秒，有些油刹的司机几脚刹车，4秒钟结束也没达到峰值，测得的数据则没有达到标准。

石墨聚苯板的防火性比较理想，具有很好的耐候性和温度变化时的尺寸稳定性，可作为现阶段适宜的外墙保温材料。

3 保温材料适宜厚度

3.1 研究对象

选取一栋典型的6层居住建筑作为研究对象。建筑南北朝向，层高为2.9 m，体形系数为0.316，综合窗墙比为0.23，建筑面积2 354.64 m

。功能房间分为卧室、卫生间、厨房、起居室等。标准层平面布置见图1。根据标准层平面布置采用DeST软件建立建筑模型，模型仅考虑外墙、屋面、外窗传热以及室内热扰、通风负荷。

3.2 基准建筑围护结构参数

保持基准建筑屋面、外窗传热系数不变，通过增大石墨聚苯板厚度，使外墙传热系数符合GB/T 51350—2019表6.1.1给出的不同气候区居住建筑外墙传热系数允许范围(见表1)。各城市近零能耗建筑外墙石墨聚苯板厚度、传热系数见表4。

真空绝热板：热导率小于等于0.008 W/(m·K)，密度小于等于220 kg/m

。优点：热导率极低，防火性好。缺点：价格极高、可粘接性差、存在热桥、不耐刺穿、无法现场裁切。

3.3 近零能耗建筑围护结构参数

选取哈尔滨、北京、上海、广州、昆明5座城市分别作为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区的代表城市。选取石墨聚苯板作为外墙保温材料。

3.4 其他参数设定

房间最大照明热功率密度、最大设备热功率密度、最大在室人数见表5。人体发热量取53 W/人，人均新风量取30 m

/h。照明使用率、设备使用率、人员在室率均用0.0、0.5、1.0表示：0.0表示房间无热扰，即室内无照明装置、设备使用，室内无人。0.5表示房间热扰居中，即室内照明热功率、设备热功率、人数为最大值的50%。1.0表示房间热扰最大，即室内照明热功率、设备热功率、人数均为最大值。照明使用率：6:00—7:00为1.0，7:00—8:00为0.5，21:00—23:00为1.0，其他时间为0.0。设备使用率：7:00—9:00、21:00—23:00为1.0，其他时间为0.0。人员在室率：0:00—7:00、22:00—24:00为1.0，7:00—9:00、21:00—22:00为0.5，其他时间为0.0。

各城市供暖期、供冷期见表6。为条件对等，对广州、昆明人为施加供暖需求。供暖室内设计温度为20 ℃，空调室内设计温度为26 ℃。室外气象参数由DeST软件调用。

汉语不同于印欧语系的语言，印欧语系的语言主要用形态变化来表示语法意义，而汉语有大量的虚词，我们可以通过对某些虚词的研究了解汉语中虚词的发展特点。语气词对句子的语音起调节作用，表达不同的语气和感情色彩，战国楚简的出现，为我们研究语气词的发展提供了重要线索。

3.5 模拟结果与分析

不同外墙石墨聚苯板厚度下，由DeST软件计算得到的各城市基准建筑、近零能耗建筑单位面积耗热量、耗冷量，分别见表7～11。

由表7～11可知，由于供冷期室外温度低于空调室内设计温度的时间比较长，哈尔滨、北京、昆明的单位面积耗冷量随外墙传热系数减小而增大。将单位面积耗热量与单位面积耗冷量之和定义为单位面积综合能耗。与基准建筑相比，各气候区近零能耗建筑的单位面积综合能耗均有所下降。随着保温材料厚度增大，各气候区近零能耗建筑的单位面积综合能耗虽然均呈下降趋势，但下降趋势随保温层厚度增大而减缓。综合考虑成本和性能，近零能耗建筑外墙保温材料厚度恰好满足近零能耗建筑外墙传热系数允许范围的下限(即近零能耗建筑允许的外墙传热系数最大值)即可。

4 结语

① 石墨聚苯板的防火性比较理想，具有很好的耐候性和温度变化时的尺寸稳定性，可作为现阶段适宜的外墙保温材料。

② 将单位面积耗热量与单位面积耗冷量之和定义为单位面积综合能耗。与基准建筑相比，各气候区近零能耗建筑的单位面积综合能耗均有所下降。随着保温材料厚度增大，各气候区近零能耗建筑的单位面积综合能耗虽然均呈下降趋势，但下降趋势随保温层厚度增大而减缓。综合考虑成本和性能，近零能耗建筑外墙保温材料厚度恰好满足近零能耗建筑外墙传热系数允许范围的下限(即近零能耗建筑允许的外墙传热系数最大值)即可。

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