摘要:通过连续监测采用和未采用ETIC外墙外保温系统的实验房屋的室内墙体表面和空气的温湿度,观察ETIC外墙外保温系统对室内居住环境的影响。结果显示,ETIC外墙外保温系统能够减小室内墙体表面温度和气温受室外气温变化的影响,消除冬季冷墙效应,使室内温度和相对湿度保持较为恒定,提高居住环境的舒适性。
0 前言
ETIC(External Thermal Insulation Compound)外墙外保温系统是由聚合物水泥砂浆、EPS板、玻璃纤维网格布和饰面涂层组成的集墙体保温和装饰功能于一体的新型构造系统“ 。该系统是在2O世纪7O年代石油危机发生以后,为最大限度地减少民用、工业建筑和设施的能耗而逐步发展起来的。随着材料和应用技术的不断改进,ETIC外墙外保温装饰系统已经成为当今建筑节能墙体中最具竞争力的体系之一。德国从1973年到1993年,约有2亿M2 的建筑应用了此系统 。在我国的一些大城市,早在十几年前就开始引进或自行研制类似的系统,但因造价高或质量不过关,推广应用受到了限制。近年来,在引进关键技术的基础上,利用国外有关关键材料,经过试验开发出具有明显价格优势的配套材料和技术,并取得了较好的社会经济效益,在北京、上海、广州等城市都有一些工程应用 】。由于ETIC外墙外保温系统的应用在我国尚处于起步阶段,对于采用了ETIC外墙外保温系统的房屋的室内环境变化没有系统的研究。本研究通过观察室内温、湿度的变化,探讨了ETIC外墙外保温系统对室内环境条件的影响。
1 实验系统
1.1 实验房屋的墙体构造与室内环境控制
为了在基本相同的条件下对比有无ETIC外墙外保温系统的房屋的室内环境条件变化情况,在同一地点修建了2幢独立的实验房。实验房的室内面积为12 ,净高2.8 m。除一扇保温门外,四面墙上均没有窗,屋顶和地面的构造相同。
采用ETIC外墙外保温系统的房屋保温墙体的构造(由内向外)为:内墙涂料,25 mm厚混合砂浆找平层,200mm厚空心粘土砖,50 mm厚EPS板,5 mm厚聚合物水泥砂浆,玻璃纤维网格布,抹面砂浆,外墙涂料。没有采用ETIC外墙外保温系统的房屋的对比墙体的构造(由内向外)为:内墙涂料,25mm厚混合砂浆找平层,200mm厚空心粘土砖,抹面砂浆,外墙涂料。采用空调器控制室内温度:夏季控制在25℃,冬季控制在20℃,采用换气扇适量通风换气。
1.2 传感器的布置与实验数据采集
在采用了ETIC外墙外保温系统的房屋四面墙的室外墙面、EPS板内侧和室内墙面均安装了温度传感器;在EPS板内侧还安装了湿度传感器;没有采用ETIC外墙外保温系统的房屋在西墙内、外表面安装了温度传感器。在两个房间的室内中部空间,以及室外百叶箱中都安装有温度和湿度传感器。自行编写了计算机程序,通过计算机控制,每5 min自动
记录一次各处的温、湿度变化情况。
实验从2002年9月开始,将连续观察1年。本文对最初3个月的实验结果进行了分析。北京9月份的气温在15 30℃变化,属于非采暖期,昼夜温差较大。此时未采用空调器控制室内温度,也未采用换气扇换气。室内空气处于自然封闭
状态。10月份气温下降,开始采用空调器控制室内温度到25℃,并适量换气。11月进入冬季采暖期,将空调器控制温度降低至20℃,停止换气。
2 实验结果讨论与分析
2.1 室内墙体表面温度对比
室外空气温度变化对采用ETIC外墙外保温系统的房屋室内墙体表面温度的影响见图1、图2。测试数据:夏季为9月1 7日所测(下同);冬季为11月21—27日所测(下同)。
1一东墙内侧:2一南墙内侧;3一西墙内侧;4一北墙内侧;5一室外空气
从图1和图2可以看出,无论采暖期还是非采暖期,室外气温变化对室内墙体表面温度的影响都较小,室内墙体表面温度变化明显滞后于室外气温的变化,即使室外气温在3d内降低l0℃,室内墙体表面温度的变化也仅有4℃左右。室内四面墙表面温度基本相同,太阳辐照的影响很小。这些说明,采用ETIC外墙外保温系统以后,明显减小了气候变化对室内环境的影响。
2.2 室内温度的对比(见图3 图6)
从图3 图6可以看出,采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内墙体表面温度和室内温度高于未采用ETIC外墙外保温系统的房屋。在9月未控制室内温度时,未采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内温度和气温明显地随室外气温的变化而波动(如图3所示)。在冬季,空调器的控制温度同为20℃,采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内温度稍高于未采用ETIC外墙外保温系统的房屋(如图4所示)。但采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内墙体表面温度明显高于未采用ETIC外墙外保温系统的房屋(如图6所示),两者相差5℃以上。E-SIC外墙外保温系统的保温效果在冬季寒冷地区非常突出。由于消除了冷墙效应,使采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内环境更加舒适。
2.3 室内相对湿度的变化(见图7、图8)
从图7和图8可以看出,在9月时,室外空气湿度和未采用ETIC外墙外保温系统的房屋室内的相对湿度基本相同,采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内空气相对湿度则较低。在冬季时,采用ETIC外墙外保温系统的房屋的室内空气相对湿度高于未采用ETIC外墙外保温系统的房屋。在夏季湿热季节,保持较低的室内湿度;而在冬季干冷季节,保持较高室内湿度使人较为舒适。
3 结论
ETIC外墙外保温系统能够减小室内墙体表面温度和气温受室外气温变化的影响,消除冬季冷墙效应,使室内温度和相对湿度保持较为恒定,提高居住环境的舒适性。
本研究项目由威凯聚合物材料(上海)有限公司资助。