近零能耗建筑外墻保溫材料及適宜厚度研究

1 概述

建筑的節能減碳對于我國實現雙碳目標具有重要意義，因此外墻保溫性能的研究成為近年來關注的熱點。國家和地方相繼出臺的建筑節能設計標準均對外墻保溫性能提出了要求。作為降低建筑能耗和碳排放的重要標準，GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術標準》對外墻保溫性能提出了相關要求和實施方法。

董曉亞等人

利用DeST軟件，對我國嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖4個氣候區的近零能耗建筑外墻保溫材料厚度對建筑能耗的影響進行研究，并分析得到保溫材料經濟厚度。高英博等人

利用DeST軟件建立北京地區典型農村住宅模型，分別模擬了頁巖多孔磚、鋼筋混凝土、加氣混凝土外墻外保溫改造效果。采用全壽命周期費用評價方法，計算得出了3種墻體使用膨脹聚苯板進行外保溫改造時的經濟厚度，并對保溫改造的經濟效益和環境效益進行了評價。晉衛兵等人

對被動式建筑常用的保溫、密封材料產品進行了詳細介紹，并分析各種保溫、密封材料在被動式建筑中的應用現狀和存在問題。鄧琴琴等人

對近零能耗建筑多種外墻保溫材料及耐候、抗剪、防火等性能進行了檢測與對比。

本文篩選綜合性能相對理想的外墻保溫材料。采用DeST軟件，綜合考慮成本和性能，計算分析嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區、溫和地區近零能耗居住建筑外墻保溫材料適宜厚度。

壓電體的表面電極上所產生的電荷量與很多因素有關，D33工作模式的壓電陶瓷兩端的電壓幅值V的理論計算公式如下[14]：

用城市平均投資回報率作為投資港口是否經濟的參考點，通過比較投資港口的回報率與平均投資回報率，確定是否值得投資。投資回報率的函數式可簡化為

2 外墻保溫材料對比分析

對于近零能耗建筑外墻保溫材料，除經濟性、保溫性能外，材料的防火性、密度、機械強度、防水性以及施工難度等也是需要考慮的因素。

塑化劑，一般也稱增塑劑。增塑劑是工業上廣泛使用的高分子材料助劑，在塑料加工中添加這種物質，可以使其柔韌性增強。某些塑化劑的分子結構類似荷爾蒙，被稱為“環境荷爾蒙”，環境荷爾蒙系指外在因素干擾生物體內分泌的化學物質。在環境中殘留的微量此類化合物，經由食物鏈進入體內，形成假性荷爾蒙，傳送假性化學訊號，并影響本身體內荷爾蒙含量，進而干擾內分泌之原本機制，會造成內分泌失調，生殖系統異常，甚至造成畸胎、癌癥的危險。

2.1 保溫材料性能

GB/T 51350—2019對外墻傳熱系數和保溫材料性能指標進行了相應規定，根據該標準的規定并經市場調研，筆者選取6種保溫材料作為研究對象，為膨脹聚苯板(EPS)、石墨聚苯板(SEPS)、巖棉(RW)、聚氨酯板(PU)、真空絕熱板(STP)、擠塑聚苯板(XPS)。

膨脹聚苯板：熱導率小于等于0.037 W/(m·K)，密度18～22 kg/m

。優點：保溫性能好、施工簡單、施工技術成熟、價格低廉。缺點：防火性差、機械強度比較低。

巖棉：熱導率小于等于0.044 W/(m·K)，密度大于等于140 kg/m

。優點：防火性好、價格低廉。缺點：強度低、密度大、吸濕性強、吸水后易分層、工序復雜、施工期長。

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

。優點：保溫效果好、施工簡單、防火性比較好、有很好的耐候性和溫度變化時的尺寸穩定性、價格比較低。缺點：機械強度比較低。

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

。優點：質量輕、熱導率低、強度高、耐久性強。缺點：防火性差、價格比較高。

58到家現在不融資，但是會推出下面的公司進行融資甚至上市，比如快狗打車。58到家現在兩三年的沉寂，是在苦練內功，把握好自己的節奏。

5座城市基準建筑圍護結構構造、傳熱系數見表3。不同氣候區的基準建筑外墻傳熱系數分別滿足JGJ 26—2018《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》、JGJ 134—2010《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、JGJ 75—2012《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》、JGJ 475—2019《溫和地區居住建筑節能設計標準》規定的限值。

第二天一早，甲洛洛煮了一碗面條來到公安局，他只小聲的對著老鄧那個病懨懨的老婆請求能不能看看登子，可那個女人打死都不敢去叫醒老鄧。

綜合以上分析，膨脹聚苯板的防火性比較差，并不是理想的保溫材料。雖然真空絕熱板熱導率極低，防火性好，但價格極高，并且不耐刺穿，無法進行現場裁切，施工難度大，也不是理想的保溫材料。巖棉雖然防火性比較好，但熱導率比較大，而且工序復雜，施工難度大，施工期較長，不能作為理想的保溫材料。聚氨酯板、擠塑聚苯板的防火性差，也不是理想的保溫材料。

2.2 保溫材料厚度

GB/T 51350—2019表6.1.1給出的不同氣候區居住建筑外墻傳熱系數允許范圍見表1。將表1的傳熱系數允許范圍作為限定條件，以200 mm厚鋼筋混凝土+10 mm厚石膏板+保溫材料+8 mm厚石膏板為墻體構造，利用DeST軟件計算不同氣候區近零能耗建筑保溫材料厚度范圍，見表2。

2.3 綜合分析結果

擠塑聚苯板：熱導率小于等于0.028 W/(m·K)，密度22～35 kg/m

。優點：保溫效果好、防水性好。缺點：防火性差、價格比較高、尺寸穩定性差、易開裂、防火性差。

另外，由于本檢測臺采集數據時間為4秒，有些油剎的司機幾腳剎車，4秒鐘結束也沒達到峰值，測得的數據則沒有達到標準。

石墨聚苯板的防火性比較理想，具有很好的耐候性和溫度變化時的尺寸穩定性，可作為現階段適宜的外墻保溫材料。

3 保溫材料適宜厚度

3.1 研究對象

選取一棟典型的6層居住建筑作為研究對象。建筑南北朝向，層高為2.9 m，體形系數為0.316，綜合窗墻比為0.23，建筑面積2 354.64 m

。功能房間分為臥室、衛生間、廚房、起居室等。標準層平面布置見圖1。根據標準層平面布置采用DeST軟件建立建筑模型，模型僅考慮外墻、屋面、外窗傳熱以及室內熱擾、通風負荷。

3.2 基準建筑圍護結構參數

保持基準建筑屋面、外窗傳熱系數不變，通過增大石墨聚苯板厚度，使外墻傳熱系數符合GB/T 51350—2019表6.1.1給出的不同氣候區居住建筑外墻傳熱系數允許范圍(見表1)。各城市近零能耗建筑外墻石墨聚苯板厚度、傳熱系數見表4。

真空絕熱板：熱導率小于等于0.008 W/(m·K)，密度小于等于220 kg/m

。優點：熱導率極低，防火性好。缺點：價格極高、可粘接性差、存在熱橋、不耐刺穿、無法現場裁切。

3.3 近零能耗建筑圍護結構參數

選取哈爾濱、北京、上海、廣州、昆明5座城市分別作為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區、溫和地區的代表城市。選取石墨聚苯板作為外墻保溫材料。

3.4 其他參數設定

房間最大照明熱功率密度、最大設備熱功率密度、最大在室人數見表5。人體發熱量取53 W/人，人均新風量取30 m

/h。照明使用率、設備使用率、人員在室率均用0.0、0.5、1.0表示：0.0表示房間無熱擾，即室內無照明裝置、設備使用，室內無人。0.5表示房間熱擾居中，即室內照明熱功率、設備熱功率、人數為最大值的50%。1.0表示房間熱擾最大，即室內照明熱功率、設備熱功率、人數均為最大值。照明使用率：6:00—7:00為1.0，7:00—8:00為0.5，21:00—23:00為1.0，其他時間為0.0。設備使用率：7:00—9:00、21:00—23:00為1.0，其他時間為0.0。人員在室率：0:00—7:00、22:00—24:00為1.0，7:00—9:00、21:00—22:00為0.5，其他時間為0.0。

各城市供暖期、供冷期見表6。為條件對等，對廣州、昆明人為施加供暖需求。供暖室內設計溫度為20 ℃，空調室內設計溫度為26 ℃。室外氣象參數由DeST軟件調用。

漢語不同于印歐語系的語言，印歐語系的語言主要用形態變化來表示語法意義，而漢語有大量的虛詞，我們可以通過對某些虛詞的研究了解漢語中虛詞的發展特點。語氣詞對句子的語音起調節作用，表達不同的語氣和感情色彩，戰國楚簡的出現，為我們研究語氣詞的發展提供了重要線索。

3.5 模擬結果與分析

不同外墻石墨聚苯板厚度下，由DeST軟件計算得到的各城市基準建筑、近零能耗建筑單位面積耗熱量、耗冷量，分別見表7～11。

由表7～11可知，由于供冷期室外溫度低于空調室內設計溫度的時間比較長，哈爾濱、北京、昆明的單位面積耗冷量隨外墻傳熱系數減小而增大。將單位面積耗熱量與單位面積耗冷量之和定義為單位面積綜合能耗。與基準建筑相比，各氣候區近零能耗建筑的單位面積綜合能耗均有所下降。隨著保溫材料厚度增大，各氣候區近零能耗建筑的單位面積綜合能耗雖然均呈下降趨勢，但下降趨勢隨保溫層厚度增大而減緩。綜合考慮成本和性能，近零能耗建筑外墻保溫材料厚度恰好滿足近零能耗建筑外墻傳熱系數允許范圍的下限(即近零能耗建筑允許的外墻傳熱系數最大值)即可。

4 結語

① 石墨聚苯板的防火性比較理想，具有很好的耐候性和溫度變化時的尺寸穩定性，可作為現階段適宜的外墻保溫材料。

② 將單位面積耗熱量與單位面積耗冷量之和定義為單位面積綜合能耗。與基準建筑相比，各氣候區近零能耗建筑的單位面積綜合能耗均有所下降。隨著保溫材料厚度增大，各氣候區近零能耗建筑的單位面積綜合能耗雖然均呈下降趨勢，但下降趨勢隨保溫層厚度增大而減緩。綜合考慮成本和性能，近零能耗建筑外墻保溫材料厚度恰好滿足近零能耗建筑外墻傳熱系數允許范圍的下限(即近零能耗建筑允許的外墻傳熱系數最大值)即可。

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