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1993年10月1日中国实施的《民用建筑热工设计规范》(GB)50176-93,对不同地区的建筑提出了冬季保温、夏季保温的设计要求(见表5-1-1)。主要目的是逐步提高室内热环境质量,降低建筑能耗,创造健康舒适的居住环境。
在表5-1-1中,严寒地区覆盖西安、郑州、徐州和北京、天津等北方城市建筑热工设计要求,应充分满足冬季保温要求,并在部分地区考虑夏季防暑降温。针对这一要求,我们开发了适用于寒冷和严寒地区建筑的节能隔热涂料。
建筑物能耗是指建筑物在使用过程中的能耗,主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事燃料、家用电器、热水供应等方面的能耗,其中采暖、空调能耗是主要能耗。因此,建筑节能的重点是降低采暖和制冷的能耗。保温涂料的作用是对建筑围护结构进行保温,以减少建筑内部的能量损失,达到节能的目的。
根据涂料的不同部位,保温涂料可分为建筑外墙涂料和建筑外墙内保温涂料。因为建筑围护结构包含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、肋等部分,钢筋的导热系数是混凝土的120倍,混凝土的导热系数是发泡聚苯板的40倍。在室内外温差的作用下,导热系数大的材料会形成热流密度(称为热桥)。使用外墙内保温不能避免热桥的产生,而且很难将物体挂在外墙内保温的墙面上,影响用户的二次装修。外墙保温技术(即外墙保温涂料)具有一外墙保温板有正反面吗系列优点。另外,我国外墙主体基本采用重型材料,因此在学习和吸收国内外保温技术的基础上,对外墙外保温涂料进行了较为深入的研究。
外保温涂料位于建筑围护结构的最外层,可形成封闭的保温涂料体系。采用高效保温材料后,可有效切断结构热桥产生的纵墙、柱、楼板和梁。如果窗户、门的侧面和外部连接处绝缘良好,整个建筑围护结构将形成一个全封闭的绝缘系统,从而全面降低建筑的能耗。
外保温后,墙体本身的温度变化减缓。冬季室内温度高于室外温度时,通过墙体导热损失的热量较小,减少了室内温度的变化,有利于节能;夏季室外温度高于室内温度时,外保温层可以减少太阳辐射热的进入,降低外墙内表面温度和室内温度,使建筑冬暖夏凉,创造良好的居住氛围(见图5-1-1)。