Resumen: El consumo excesivo de energía ha atraído cada vez más atención. El ahorro de energía se ha convertido en una parte indispensable del desarrollo nacional, y el ahorro de energía en los edificios.
El ahorro energético también es lo más importante. A través del análisis y comparación de la estructura del techo, que es la parte de la envolvente del edificio que más se pasa por alto, se pueden extraer las siguientes conclusiones.
Las ventajas y desventajas de las diferentes formas de tejado en términos de ahorro de energía y estructura desempeñarán un papel importante a la hora de adaptar las medidas a las condiciones locales y aprender de los puntos fuertes de cada uno para la selección de formas de tejado en el futuro diseño arquitectónico.
Palabras clave: ahorro de energía en el techo del edificio; forma del techo; ámbito de aplicación; efecto de ahorro de energía
Entre los muchos factores que afectan el ahorro de energía en el edificio, se encuentra sin duda el aislamiento térmico de la envolvente del edificio. el más importante de los factores.
Los espacios cerrados consisten en materiales estructurales y de superficie que separan el interior del exterior, incluidas paredes, puertas, ventanas y techos. La estructura de la cáscara debe estar equilibrada.
Requisitos de ventilación e iluminación, y proporcionar protección contra el calor y la humedad adecuada a las condiciones climáticas de la obra. [1] Mejorar las prestaciones térmicas de la envolvente del edificio es una garantía.
Una de las cuestiones clave en las condiciones de confort térmico interior es el consumo de energía durante el funcionamiento del edificio, y la tecnología de ahorro de energía en los tejados es una de ellas.
Una parte importante de la tecnología de ahorro de energía del techo está estrechamente relacionada con la forma estructural del techo del edificio, que se puede dividir aproximadamente en paredes divisorias de aislamiento estructural.
Cubiertas térmicas, cubiertas aislantes para edificios, cubiertas aislantes de cobertura ecológica, etc.
1 Techo con aislamiento estructural
El techo con aislamiento estructural es lo que a menudo llamamos techo con aislamiento de paneles. Este tipo de techo de edificio se agrega principalmente a la estructura del techo.
Añadir una capa de material aislante térmico para bloquear la entrada de calor externo y la pérdida de energía interna mediante materiales de bajo coeficiente de transferencia de calor y alta inercia térmica. La superficie de este tipo de casas se puede dividir a grandes rasgos en tejados aislados tradicionales y tejados invertidos. La principal diferencia reside en la ubicación de la capa de material aislante en la estructura del tejado.
1.1 Techo aislado tradicional
El método de construcción del techo tradicional, es decir, el techo vertical, generalmente agrega una capa de aislamiento debajo de la capa impermeable, porque el techo tradicional está aislado.
La capa térmica generalmente utiliza perlita, placas de poliestireno-cemento, hormigón celular, hormigón ceramsita, placas de poliestireno (EPS) y otros materiales.
Existe un problema común de alta absorción de agua. Si se absorbe agua, el rendimiento del aislamiento térmico se reducirá considerablemente y no se cumplirán los requisitos de aislamiento térmico, por lo que se debe realizar una capa impermeable.
En la parte superior, el propósito de preservar el calor se puede lograr evitando la penetración de humedad y asegurando la sequedad de la capa aislante. Para mejorar el aislamiento térmico de la capa de material, lo mejor es elegir listones guía.
Se deben considerar materiales con pequeñas propiedades térmicas y gran capacidad de almacenamiento de calor, y se deben considerar materiales con capacidad excesiva para evitar la sobrecarga del techo. Los materiales aislantes del techo no lo son
Se deben seleccionar materiales con alta absorción de agua para evitar que la capa aislante absorba una gran cantidad de humedad cuando el techo está mojado y reducir la humedad en la capa de material térmico que no es fácil. para eliminar.
El diseñador puede determinar el espesor en función de los cálculos del diseño térmico del edificio. Este tipo de tejado es adecuado para construcciones nuevas en zonas frías y zonas con veranos calurosos e inviernos fríos.
Aísle los techos de casas recién construidas y renovadas para garantizar que la diferencia entre la temperatura de la superficie interior del techo y la temperatura ambiente de calefacción exterior en invierno sea inferior a 4 ℃.
1.2 Cubierta invertida
Figura 1 Cubierta invertida
La denominada cubierta invertida es la forma invertida de la cubierta aislante térmica exterior.
Fórmula (Figura 1), la capa aislante se diseña sobre la capa impermeable, la cual queda muy debilitada.
La capa impermeable se ve afectada por la atmósfera, las diferencias de temperatura y los rayos ultravioleta del sol, por lo que puede evitar que
la capa de agua envejezca fácilmente, por lo que puede mantener su suavidad y ductilidad durante mucho tiempo.
Puede prolongar eficazmente la vida útil. [2] Según datos extranjeros, se puede ampliar.
La vida útil de la capa impermeable larga es de 2 a 4 veces. El techo invertido salva la casa tradicional.
La barrera de aire en la superficie y la capa niveladora sobre la capa aislante simplifican la construcción y la hacen más económica.
Incluso si hay fugas en algunos lugares, se pueden solucionar simplemente quitando algunos paneles aislantes, lo que facilita el mantenimiento.
Al mismo tiempo, la estructura de la cubierta invertida debe
La capa aislante debe estar fabricada con materiales de baja absorción de agua, como placas de espuma de poliestireno, placas de espuma de vidrio, placas de espuma de poliestireno extruido, etc. , y se debe utilizar hormigón, mortero de cemento o guijarros secos como capa protectora sobre la capa de aislamiento térmico para evitar daños al material aislante. Cuando se utiliza una capa protectora de hormigón,
materiales como tablas o baldosas se pueden pavimentar con mortero de cemento y adoquines para protegerlos. Se debe colocar una capa duradera y resistente a las perforaciones entre los adoquines y el material aislante. .
Tejido de fibra con buena resistencia a la corrosión. 【2】Este tipo de techo es adecuado para casas nuevas y renovadas en zonas frías y zonas calurosas de verano e invierno frías.
El aislamiento del techo puede garantizar que la diferencia de temperatura entre la temperatura de la superficie interior del techo y el ambiente de calefacción exterior sea inferior a 4 ℃ en invierno y puede extender la vida útil de la capa impermeable.
2~4 veces.
2 Forma arquitectónica de techo con aislamiento térmico
El techo con ventilación es una forma arquitectónica típica de techo con aislamiento térmico. Un techo ventilado cambia el techo de una estructura sólida a un techo cerrado o ventilado.
Las estructuras de techo de doble capa con capas intermedias de aire se utilizan ampliamente en áreas con veranos calurosos e inviernos fríos en mi país, especialmente en veranos calurosos y lluviosos.
La estructura del tejado demuestra su superioridad. El techo pasa de una estructura sólida a una con compartimentos de aire cerrados o ventilados que lo atraviesan.
El flujo de aire en la primera planta elimina el calor de la radiación solar, mejorando enormemente la capacidad de aislamiento térmico de la cubierta. [3] Sin embargo, en el diseño y construcción de techos ventilados, la capacidad de carga de la capa base debe simplificarse de acuerdo con
La longitud del techo ventilado y del conducto de aire no debe ser superior a 15 m. y la capa intermedia de aire debe ser de aproximadamente 200 mm; Antena
p>Se debe dejar una distancia de 250 mm entre el panel aislante y la pared a dos aguas, al mismo tiempo, se debe realizar protección impermeable durante la construcción; de aislamiento aéreo.
El principio de ventilación en una casa con ventilación en el piso del ático es el mismo que en la ventilación en el techo. La diferencia es que el espacio del ático es alto y el efecto de ventilación es mejor que el de los ladrillos escalonados elevados.
El techo es mejor y el ático tiene buenas funciones de protección contra la lluvia y el sol, lo que puede mejorar efectivamente la calidad térmica del techo de la casa, como se muestra en la Figura 2. Esta forma de tejado
es adecuada para el aislamiento de tejados de casas recién construidas y renovadas en zonas calurosas de verano y frías de invierno.
Figura 2 Techo del ático
El techo ventilado tiene un efecto refrescante significativo. En condiciones de ventilación natural, los efectos de aislamiento térmico de los techos sólidos y los techos ventilados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Comparación del efecto de aislamiento térmico de cubiertas ventiladas y cubiertas macizas ℃
Diferencias entre cubiertas ventiladas y cubiertas macizas de mampostería
La temperatura media del interior superficie 29. 9 34.9 5
La temperatura máxima de la superficie interior es 31.1.39.48.3.
La temperatura ambiente media es de 29 grados. 7 31,3 1,6.
La temperatura ambiente máxima es 30. 2 32,7 2,5
3 Techo aislante ecológico
El techo aislante ecológico está recubierto con materiales ecológicos .
Las cubiertas arquitectónicas se crean aprovechando los cambios que la propia cubierta produce en el entorno circundante.
Las correspondientes contramedidas para compensar la pérdida de energía adversa del propio edificio, entre ellas
Tejados vegetales y tejados de almacenamiento de agua, son más habituales.
3.1 Techos vegetales
En el pasado, ha habido muchos ejemplos de aplicación de techos "plantados en tierra", que a menudo se denominan techos vegetales. En la actualidad, este tipo de techo se utiliza mucho en la construcción y tiene una amplia gama de usos. El techo se utiliza para cultivar césped y flores, e incluso arbustos, rocallas y fuentes para formar un "techo de patio de juegos" o un jardín en la azotea. que es ecológico.
Figura 3 Estructura de cubierta vegetal
Cubierta ahorradora de energía. Los tejados ajardinados están sombreados por plantas plantadas en el tejado.
La energía solar es una forma de aislamiento que evita que las habitaciones se sobrecalienten (Figura 3).
Su principio de aislamiento térmico tiene tres vertientes.
1. El efecto de sombra de los tallos y hojas de la vegetación puede bajar el techo de manera efectiva.
La temperatura exterior integral reduce la diferencia de temperatura en la transferencia de calor en el techo;
La fotosíntesis consume energía solar para la transpiración; la tercera es la base de la vegetación.
La evaporación del suelo o del agua consume energía solar.
Por eso, plantar el techo es una de las tareas más importantes.
Un techo aislante muy eficaz y que ahorra energía, si la vegetación es arbustiva,
también puede ayudar a solidificar el dióxido de carbono, liberar oxígeno y purificar el aire, pudiendo
juega un papel Buen efecto ecológico. [3]
Los requisitos de construcción de los techos vegetales son relativamente complejos y la capa estructural adopta una estructura general.
Paneles de cubierta de hormigón armado colados o prefabricados; la capa impermeable deberá estar provista de una capa impermeable de película y una capa impermeable rígida de hormigón armado de piedra fina.
Cómo garantizar la calidad de impermeabilidad de la impermeabilización compuesta de la línea de defensa vial; hacer una capa niveladora sobre la capa estructural. La capa niveladora debe utilizar mortero de cemento 1:3, donde
el espesor. Depende del tipo de capa base del techo (según las especificaciones técnicas de ingeniería del techo) es de 15 a 30 mm, y la capa niveladora debe ser sólida y plana. Se debe reservar una capa niveladora.
Para las uniones de pabellones, el ancho de las uniones es de 20 mm y las uniones se calafatean con materiales selladores. El espacio máximo entre las uniones de separación es de 6 m para el cultivo en techos; se deben seleccionar plantas con raíces poco profundas, como por ejemplo. varias plantas.
Plantar flores, césped, etc. Generalmente no es adecuado para plantar plantas con sistemas de raíces profundas; la pendiente del techo de plantación no debe ser superior a 3 para evitar la pérdida del medio de plantación. Esta forma de casa
es adecuada para el aislamiento térmico de tejados residenciales en zonas con veranos calurosos e inviernos fríos y veranos calurosos e inviernos cálidos. El efecto de ahorro de energía del techo vegetal se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Comparación de efectos térmicos de cubiertas vegetales
Diferencias entre cubiertas vegetales y cubiertas no vegetales
Temperatura superficial exterior máxima/℃6 32,6
Amplitud de la temperatura de la superficie exterior/℃6 24 22. Cuatro
Temperatura máxima de la superficie interior/℃2 32,2 2
Amplitud de la temperatura de la superficie interior/℃2 1,3 0,1
Flujo de calor máximo en la superficie interior/(w/m2)2,2 15,3 13,1.
Flujo de calor promedio en la superficie interior/(w/m2)-5,27 9.1.14.4
Temperatura exterior máxima/℃4 36,4 0
Temperatura exterior promedio/ ℃1 29,1 0
Irradiancia solar máxima/(W /m2) 862 862 0
Irradiancia solar media/(W /m2) 215, 2 215,2 0
3.2 Techo de almacenamiento de agua
El techo de almacenamiento de agua almacena una fina capa de agua sobre el techo para mejorar la capacidad de aislamiento térmico del techo. Su estructura se muestra en la Figura 4. El agua aísla su techo.
La razón principal es que el agua absorbe una gran cantidad de calor de vaporización cuando se evapora, y la mayor parte de este calor proviene de la radiación solar absorbida por el techo.
Como resultado, el calor transferido a la habitación a través del techo se reduce considerablemente y la temperatura de la superficie interior del techo también se reduce en consecuencia.
Figura 4 Estructura del techo de almacenamiento de agua
El aislamiento de agua utiliza la evaporación del agua para consumir calor, y la cantidad de evaporación es diferente a la del aire exterior
La humedad relativa y la velocidad del viento del gas Existe una estrecha relación entre la humedad relativa y la evaporación.
En el caso más fuerte, la mayor parte del calor se absorbe del techo para la evaporación. En este momento, la temperatura exterior general del techo es la más alta, que también es el momento en que la transferencia de calor desde el techo es más fuerte.
Generalmente, rociar agua sobre el techo también consumirá calor a través de la evaporación y debilitará la transferencia de calor del techo.
Uso. Por lo tanto, en áreas con clima estival seco y ventoso, el efecto de aislamiento del agua debe ser obvio.
Con. [4]
Los techos de almacenamiento de agua también tienen algunas desventajas. Después de almacenar el agua durante la noche, la temperatura de la superficie exterior del techo permanece constante.
Al ser más alto que el techo sin agua, es difícil utilizar el techo para disipar el calor. El almacenamiento en el techo también aumenta la carga de electricidad estática en el techo para evitar la filtración de agua, es necesario reforzar la impermeabilización. medidas en el techo. Utilice una capa impermeable
Utilice hormigón de piedra fina 200# de 40 mm de espesor y 0,05 de trietanolamina o cemento.
Dosificación: 1 cloruro férrico, 1 nitrito de sodio (concentración en volumen: 98), ¿integrado? La malla de acero de 4 mm,
200 mm × 200 mm tiene el mejor rendimiento antifugas.
La capa impermeabilizante de hormigón se debe verter en secuencia, no dejando juntas de construcción.
La fachada y las capas impermeables planas deben completarse al mismo tiempo y la temperatura de construcción de la capa impermeable debe ser adecuada.
Para temperaturas de 5 a 35 ℃, se debe evitar la construcción a temperaturas negativas o la exposición al sol. La capa rígida impermeable debe mantenerse a tiempo después de su finalización y no se debe cortar el suministro de agua después del almacenamiento. [5] Esta forma
Este tipo de techo es adecuado para la protección térmica de techos residenciales en áreas con veranos calurosos e inviernos fríos y veranos calurosos e inviernos cálidos. Los valores de medición térmica de capas de almacenamiento de agua con diferentes espesores se muestran en la Tabla 3.
4 Conclusión
En resumen, al comparar varias formas principales de aislamiento de techos existentes, no es difícil ver que el aislamiento de techos y los techos que ahorran energía son las partes superior y exterior. del edificio.
El aislamiento térmico de piezas clave que están en contacto directo con el mundo es de gran importancia para la conservación de energía en los edificios. Hoy en día, todas las partes del país han comenzado a construir obras de conservación de energía para ahorrar energía.
La vivienda residencial también es un negocio completamente nuevo, que refleja la dirección de desarrollo de la conservación de energía en los edificios. Para lograr el propósito del ahorro de energía, debemos seguir al mundo y a China.
Cree la tendencia general y la tendencia del desarrollo de ahorro de energía, aproveche las oportunidades, enfrente los desafíos, avance e intente utilizar una variedad de tecnologías de construcción de techos y modelos ecológicos.
Promover la conservación de energía en los edificios, mejorar el ambiente térmico interior, promover el desarrollo de la tecnología de la construcción y la industria de la construcción, utilizar racionalmente los recursos, proteger el medio ambiente ecológico y mejorar
esforzarse por mejorar la calidad de las personas. de la vida.
Tabla 3 Valores de medición térmica de acuíferos con diferentes espesores
Ítem de prueba espesor del acuífero/mm
510 100 150 200
Temperatura máxima de la superficie exterior/℃63 42,90 42,90 41,58
Amplitud de la temperatura de la superficie exterior/℃63 7,92 7,60 5,68
Temperatura máxima de la superficie interior/℃
Superficie interior Amplitud de temperatura/℃41 5,45 3,92 3,89
Temperatura mínima de la superficie interior/℃
Temperatura máxima exterior/℃00 38,00 38,00 38,00 38,00
Amplitud de temperatura exterior/℃ 40 4,40 4,40 4,40
Flujo de calor máximo en superficie interior/(w/m2)21,92 17,23 14,46 14,39.
Flujo de calor mínimo en la superficie interior/(w/m2)15,56 12,25 11,77 7,76
Flujo de calor medio en la superficie interior/(W/m2) 0,5 0,4 0,73 2,49
Referencias:
[1] Shen. Principios y diseño del ahorro de energía residencial [M]. Hefei: Anhui Science and Technology Press, 2006: 1.
[2], Wang Jun. El estado de los techos invertidos en futuras residencias [J]. Sichuan Architectural Science Research, 2001(1): 75-76.
[3]Xu, Li Zhenyu. Sobre techos residenciales ecológicos y conservación de energía en edificios [J Shanxi Architecture, 2008, 34: 81-82.
Tang y Meng Qinglin. Investigación sobre el fortalecimiento del aislamiento del techo de almacenamiento de agua [J]. Desarrollo de la tecnología de la construcción, 2000(6): 36.
Liu·. Diseño y construcción de techo de almacenamiento de agua [J]. Revista de Hunan Urban Construction College, 2000(4): 21-22.