外保温技术理论与应用PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 国内外外墙外保温发展现状 1

1.1.1 外墙外保温在国外的技术发展与应用 1

1.1.2 外墙外保温在国内的技术发展与应用 2

1.1.2.1 国内外保温发展简史 2

1.1.2.2 国内建筑节能标准介绍 3

1.1.3 国内外保温发展趋势外保温是发展中的科学 5

1.2 国内外墙外保温基础理论研究相关进展 5

1.2.1 外墙外保温基础理论的基本点 5

1.2.2 国内基础理论研究的进展 6

2 保温外墙体的温度场及温度应力数值模拟 7

2.1 保温外墙体的温度场数值模拟 7

2.1.1 保温外墙体温度场计算模型 7

2.1.1.1 热传导方程 7

2.1.1.2 初始条件和边界条件 8

2.1.2 有限差分法求解保温外墙体的一维热传导方程 8

2.1.2.1 外墙体内表面的对流换热边界条件 9

2.1.2.2 外墙体外表面的对流换热边界条件 9

2.1.2.3 太阳辐射 9

2.1.2.4 保温外墙体温度场计算的有限差分方程 12

2.1.3 温度场计算结果及分析 13

2.1.3.1 计算的墙体类型 13

2.1.3.2 室内外空气温度 13

2.1.3.3 初始条件及加载时间 13

2.1.3.4 材料参数 14

2.1.3.5 计算结果与分析 15

2.1.4 小结 25

2.2 保温墙体的温度应力计算 25

2.2.1 保温墙体温度应力计算模型 25

2.2.1.1 单一墙板的温度应力模型 25

2.2.1.2 多层复合墙板的温度应力模型 27

2.2.1.3 材料参数 28

2.2.2 保温墙体温度应力计算结果及分析 30

2.2.2.1 胶粉聚苯颗粒涂料饰面外保温墙体 30

2.2.2.2 胶粉聚苯颗粒面砖饰面外保温墙体 33

2.2.2.3 胶粉聚苯颗粒涂料饰面内保温墙体 36

2.2.2.4 胶粉聚苯颗粒面砖饰面内保温墙体 40

2.2.2.5 加气混凝土自保温墙体 42

2.2.2.6 混凝土岩棉夹芯保温墙体 45

2.2.3 小结 47

2.3 ANSYS软件模拟外墙外保温系统的温度场和温度应力 48

2.3.1 ANSYS软件温度场和温度应力计算原理 48

2.3.1.1 ANSYS软件模拟温度场 48

2.3.1.2 ANSYS软件模拟温度应力 50

2.3.2 温度场和温度应力计算实例 50

2.3.2.1 计算模型 51

2.3.2.2 温度场计算结果分析 52

2.3.2.3 温度应力计算结果分析 53

2.3.2.4 温度变形 54

2.3.3 小结 54

2.4 总结 55

3 防水透气 56

3.1 湿迁移的基本原理 57

3.1.1 液态水在多孔材料中的流动 58

3.1.2 水蒸气在多孔材料中的迁移 58

3.2 建筑墙体的防潮 59

3.2.1 水蒸气渗透 59

3.2.2 空气温湿度 61

3.2.2.1 相对湿度和露点温度 61

3.2.2.2 湿球温度、空气温湿图 61

3.2.2.3 室内空气湿度 62

3.2.3 内部冷凝和冷凝量的检验 62

3.2.3.1 冷凝判别 62

3.2.3.2 冷凝强度计算 62

3.2.3.3 采暖期累计凝结量估算 63

3.2.4 建筑墙体内表面冷凝及防止措施 63

3.2.5 不同保温层位置的设置对墙体水蒸气渗透的影响 64

3.2.5.1 外墙外保温冷凝分析 64

3.2.5.2 外墙内保温冷凝分析 66

3.2.5.3 外墙夹芯保温冷凝分析 66

3.2.5.4 外墙自保温冷凝分析 67

3.2.5.5 四种保温构造冷凝结果的对比分析 67

3.3 外墙外保温系统的防水性和透气性 68

3.3.1 Kuenzel外墙保护理论 68

3.3.2 材料吸水性能 68

3.3.3 材料憎水性能 68

3.3.4 材料透气性能 69

3.3.5 系统防水和透气性能 69

3.3.6 外保温系统的防水性和透气性设计原则 71

3.4 外墙外保温系统防水屏障和水蒸气迁移扩散构造 71

3.4.1 水对外墙外保温系统粘结性能的影响 73

3.4.1.1 粘结方式 73

3.4.1.2 聚合物砂浆粘结原理 73

3.4.1.3 聚合物乳液成膜的基本原理 74

3.4.1.4 不同乳液对XPS板粘结性能的影响 74

3.4.1.5 影响XPS板与聚合物砂浆粘结性能的因素 76

3.4.2 高分子弹性底涂层 78

3.4.2.1 涂膜防水透气的基本原理 78

3.4.2.2 影响涂层透气性的因素 79

3.4.3 水分散构造层 80

3.5 总结 81

4 外保温系统耐候性能 83

4.1 试验简介 83

4.1.1 试验目的 83

4.1.2 试验设备 83

4.1.3 试验方法 84

4.2 耐候墙体温度场的数值模拟 84

4.2.1 边界条件 84

4.2.1.1 高温-淋水循环箱体内环境温度 84

4.2.1.2 加热-冷冻循环箱体内环境温度 85

4.2.1.3 耐候墙体内表面的对流换热边界条件 86

4.2.1.4 耐候墙体外饰面表面的对流换热边界条件 86

4.2.2 初始条件 86

4.2.3 温度场的数值模拟结果 86

4.3 试验过程及结果评价 88

4.3.1 XPS板外保温系统耐候性试验 88

4.3.1.1 试验方案 88

4.3.1.2 试验记录与分析 89

4.3.1.3 试验结果与分析 90

4.3.2 喷涂硬泡聚氨酯外保温系统耐候性试验 93

4.3.2.1 试验方案 93

4.3.2.2 试验记录与分析 93

4.3.2.3 试验结果与分析 95

4.3.3 小结 97

5 外保温系统防火性能 98

5.1 外保温系统防火安全性分析 98

5.1.1 外保温材料分类和应用 98

5.1.1.1 岩棉、矿棉类不燃材料的燃烧特性 99

5.1.1.2 胶粉聚苯颗粒保温浆料的燃烧特性 99

5.1.1.3 有机保温材料的燃烧特性 99

5.1.2 国内外应用现状 99

5.1.3 外保温火灾事故分析 100

5.1.4 解决外保温防火问题的思路 101

5.1.5 影响外保温系统防火安全性的关键要素 102

5.1.6 外保温防火研究的重点 104

5.2 外保温材料和系统防火试验 104

5.2.1 锥形量热计试验 104

5.2.1.1 锥形量热计试验原理 104

5.2.1.2 试验对比一 106

5.2.1.3 试验对比二 108

5.2.1.4 小结 111

5.2.2 燃烧竖炉试验 112

5.2.2.1 试验原理 112

5.2.2.2 试验结果 113

5.2.2.3 小结 122

5.3 外保温系统大尺寸模型火试验 123

5.3.1 防火试验方法简介 124

5.3.1.1 UL 1040墙角火试验 124

5.3.1.2 BS 8414-1窗口火试验 124

5.3.2 窗口火试验 126

5.3.2.1 试验汇总 126

5.3.2.2 试验结果分析 133

5.3.2.3 小结 135

5.3.3 墙角火试验 136

5.3.4 小结 138

5.4 外保温系统防火等级划分及适用建筑高度 138

5.4.1 防火分级重点考虑的因素 138

5.4.1.1 保温材料燃烧性能等级 138

5.4.1.2 保温系统热释放速率 138

5.4.1.3 保温系统火焰传播性 138

5.4.2 系统防火等级划分及适用建筑高度 139

5.4.2.1 编制的基础 139

5.4.2.2 防火分级试验方法及指标 139

5.4.2.3 关于适用高度 140

5.4.3 系统对火反应性能及适用建筑高度 140

5.4.4 外保温系统防火构造和适用高度 141

5.4.4.1 采用可燃保温材料的薄抹灰外保温系统 141

5.4.4.2 保温浆料外保温系统及其他外保温系统 141

5.5 防火软件的设计及应用 142

5.5.1 软件概述 142

5.5.2 项目背景 143

5.5.3 编制原理 143

5.5.4 软件介绍 143

5.5.5 运行与维护 143

5.5.5.1 防火设计软件 143

5.5.5.2 防火审查软件 144

5.5.6 设计结果 144

5.5.7 注意事项 144

5.5.8 工程实例 144

6 风荷载对外墙外保温系统的影响 149

6.1 正负风压产生的原因 149

6.2 与风压有关的因素 150

6.3 带空腔结构的系统介绍及工程案例 150

6.4 负风压计算与空腔系统抗风压安全性 152

6.4.1 负风压计算及系统抗风压安全系数 152

6.4.2 粘结面积与安全系数 152

6.4.3 粘结方式与系统抗风压安全性 154

6.5 总结 155

7 外墙外保温系统抗震 156

7.1 外墙外保温系统抗震要求 156

7.1.1 外墙外保温系统的抗震 156

7.1.2 外墙外保温系统抗震的基本要求 156

7.2 外墙外保温系统抗震计算 156

7.2.1 外保温系统水平地震作用计算方法 157

7.2.2 外保温系统抗震计算实例 157

7.3 外墙外保温系统抗震试验 158

7.3.1 试验原理 158

7.3.2 试验装置 159

7.3.3 测点布置 159

7.3.4 试验步骤 159

7.3.5 试验数据 159

7.3.6 试验报告 159

7.4 外墙外保温系统抗震试验实例 160

7.4.1 试验目的 160

7.4.2 试验试件 160

7.4.2.1 构造设计 160

7.4.2.2 模型的设计与制作 160

7.4.2.3 加载及测试方案 161

7.4.3 试验结果及分析 162

7.4.3.1 试验结果 162

7.4.3.2 结果分析 162

8 外保温粘贴面砖的安全性 163

8.1 外墙外保温粘贴面砖现状 163

8.1.1 外保温粘贴面砖的相关规定 163

8.1.2 外保温粘贴面砖的质量问题 164

8.1.3 外保温粘贴面砖的研究内容 164

8.2 粘贴面砖系统安全性的研究 164

8.2.1 自重产生的剪力和拉力计算模型 164

8.2.2 系统构造及材料参数 164

8.2.3 力学模型 165

8.2.4 计算结果 166

8.2.5 系统抗自重安全系数 166

8.3 粘贴面砖系统增强构造的研究 166

8.3.1 采用增强构造的必要性 166

8.3.1.1 单层玻纤网格布 167

8.3.1.2 双层玻纤网格布 168

8.3.1.3 镀锌钢丝网 169

8.3.1.4 锚固件 172

8.4 粘贴面砖系统相关材料的研究 173

8.4.1 抗裂砂浆 173

8.4.1.1 性能指标 173

8.4.1.2 抗裂砂浆的厚度 173

8.4.2 瓷砖胶 174

8.4.2.1 性能指标 174

8.4.2.2 聚灰比对粘结砂浆柔韧性的影响 174

8.4.2.3 养护条件对粘结性能的影响 175

8.4.2.4 可使用时间对粘结性能的影响 175

8.4.2.5 面砖吸水率对粘结砂浆的粘结性能影响 175

8.4.3 勾缝砂浆 176

8.4.3.1 性能指标 176

8.4.3.2 聚灰比对面砖勾缝胶粉的柔韧性的影响 176

8.4.4 面砖 177

8.4.5 外保温粘贴面砖系统性能要求 177

8.5 外保温粘贴面砖系统的施工与工程实例 178

8.5.1 工艺流程 178

8.5.1.1 玻纤网格布增强粘贴面砖的工艺流程 178

8.5.1.2 钢丝网增强粘贴面砖的工艺流程 178

8.5.2 施工要点 178

8.5.2.1 玻纤网增强粘贴面砖抹面层施工要点 178

8.5.2.2 钢丝网粘贴面砖抹面层施工要点 179

8.5.2.3 粘贴面砖 179

8.5.2.4 面砖勾缝 179

8.5.3 工程实例 179

8.5.3.1 北京滨都苑 179

8.5.3.2 北京永泰花园小区 179

8.5.3.3 青岛鲁信长春花园 180

8.6 总结 180

9 外保温资源综合利用 181

9.1 概述 181

9.2 资源综合利用评价 181

9.2.1 外墙外保温系统及组成材料固体废弃物含量 181

9.2.2 外墙外保温系统及组成材料生产能耗量和废物排放量 182

9.3 固体废弃物综合利用 182

9.3.1 固体废弃物在保温材料中的综合利用 182

9.3.1.1 废聚苯乙烯泡沫塑料 182

9.3.1.2 废聚酯塑料瓶 184

9.3.1.3 废聚氨酯 184

9.3.2 固体废弃物在砂浆产品中的综合利用 185

9.3.2.1 粉煤灰 185

9.3.2.2 尾矿砂 187

9.3.2.3 废纸纤维 190

9.3.2.4 废橡胶颗粒 190

9.3.2.5 砂浆产品中固体废弃物含量 191

9.3.3 外保温系统固体废弃物综合利用 192

9.3.4 综合评价 192

9.4 保温材料生产能耗和环境污染分析 192

9.4.1 模塑聚苯板 193

9.4.2 挤塑聚苯板 194

9.4.3 聚氨酯 195

9.4.4 酚醛保温板 196

9.4.5 无机保温砂浆 197

9.4.6 胶粉聚苯颗粒保温浆料 198

9.4.7 岩棉 199

9.4.8 综合评价 199

9.5 资源综合利用发展前景 200

10 结论 201

10.0.1 中国外墙外保温经验十分丰富 201

10.0.2 外墙外保温是一种最合理的外墙保温构造方式 201

10.0.3 外墙外保温工程必须能耐受多种自然因素的考验 201

10.0.4 外保温墙体内的湿传递必须得到控制 202

10.0.5 采用柔韧性过渡层可以分散热应力起到抗裂作用 202

10.0.6 施工现场防火与保温系统整体构造防火是外保温防火安全的关键 202

10.0.7 负风压可能导致带空腔的外保温系统脱落 203

10.0.8 外保温粘贴面砖必须采取妥善的安全措施 203

10.0.9 采用柔韧性连接构造缓解地震作用对外保温面层的冲击 204

10.0.10 以固体废弃物为原料是发展保温技术的一个重要方向 204

1 Overview（第1章 英文译文） 205

10 Conclusions（第10章 英文译文） 216

参考文献 224

跋 226