Công trình tiết kiệm năng lượng dưới góc độ cách nhiệt cho phần bao che ( mái, tường, nền ) của công trình

Phan Kế An 1781640001 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I Tổng quan chung Khái niệm cách nhiệt Sự cần thiết việc cách nhiệt .3 Nguyên lý truyền nhiệt hình thức truyền nhiệt Nguyên lý cách nhiệt .4 Phương pháp cách nhiệt 5.1 Ngăn cách xạ 5.2 Ngăn cách dẫn nhiệt 5.3 Phản xạ xạ .9 5.4 Đối lưu mát 11 II Cách nhiệt cho phần bao che (mái, tường, ) 12 Cách nhiệt cho mái .12 1.1 Ngăn cách xạ cho mái 12 1.2 Ngăn cách dẫn nhiệt cho mái .13 1.3 Ngăn cách phản xạ xạ cho mái 16 1.4 Đối lưu mát cho mái 17 Cách nhiệt cho tường 18 2.1 Ngăn cách xạ cho tường 18 2.2 Ngăn cách dẫn nhiệt cho tường 19 2.3 Ngăn cách phản xạ xạ cho tường 20 2.4 Đối lưu mát cho tường .21 Cách nhiệt cho .22 3.1 Bản chất tượng nồm .22 3.2 Nguyên tắc chống nồm 22 3.3 Cấu tạo nhà chống nồm 22 3.4 Một số mẫu nhà chống nồm 23 Phan Kế An 1781640001 LỜI MỞ ĐẦU Năng lượng nhân tố vô quan trọng sống đại ngày Tất hoạt động, công việc lĩnh vực đời sống xã hội phải dùng đến lượng, từ công nghiệp, nông nghiệp đến thương mại, dịch vụ Năng lượng đầu tàu, ngành iên phong thúc đẩy phát triển kinh tế quốc gia Mội quốc gia muốn phát triển mạnh, muốn tăng trưởng kinh tế cao thiết phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu lượng Các nguồn lượng sử dụng phổ biến lượng hóa thạch than đá, dầu mỏ, khí đốt,… Tuy nhiên chúng lại gây nhiễm lớn tới môi trường Hơn nữa, việc khai thác mức nên nguồn lượng trở nên cạn kiệt Bên cạnh sử dụng lượng nguyên tử Năng lượng nguyên tử dồi lại vô nguy hiểm gây ô nhiễm lớn tới môi trường Giải pháp lượng tái tạo Ưu điểm loại lượng tái sử dụng nhiều lần, thân thiện với môi trường Tuy nhiên lại có nhược điểm, địi hỏi chi phí đầu tư lớn Chính vấn đề đặt dấu hỏi khả đáp ứng đầy đủ nhu cầu lượng cho phát triển Từ nhiệm vụ cấp thiết đặt phải tìm nguồn lượng thay phù hợp, đồng thời phải sử dụng lượng cho tiết kiệm đạt hiệu cao Trong tiểu luận em xin phép vào tìm hiểu : “ Cơng trình tiết kiệm lượng góc độ cách nhiệt cho phần bao che ( mái, tường, ) cơng trình ” Phan Kế An 1781640001 I Tổng quan chung Khái niệm cách nhiệt Cách nhiệt giải pháp ngăn ngừa tổn thất nhiệt nhận nhiệt với việc tạo rào cản nhiệt mặt kết cấu bao che có chênh lệch nhiệt độ Rào cản ngăn cản dòng nhiệt truyền vào tịa nhà chế tạo từ vật liệu cách nhiệt dạng khối vật liệu cách nhiệt phản xạ kết hợp hai, thực theo cách thức khác Ở Việt Nam tịa nhà cao tầng lượng nhiệt truyền qua kết cấu : ‒ Tường : 10 - 45% ‒ Cửa kính : 45- 80% ‒ Mái : 1-5% ‒ Sàn : 1-10% Sự cần thiết việc cách nhiệt Việc cách nhiệt giải pháp hữu hiệu để góp phần đạt thoải mái tiện nghi cho người sinh sống, làm việc, nghỉ ngơi tiết kiệm lượng cho sưởi ấm điều hịa thơng gió, thơng qua giảm phát thải khí nhà kính ứng phó với biến đổi khí hậu Việc thi công cách nhiệt cho mái, tường, giúp giảm 15-25% lượng tiêu thụ cho sưởi ấm làm mát Một tịa nhà khơng thiết kế cách nhiệt dẫn đến bị nhiệt đáng kể mùa đông gia tăng nhiệt vào mùa hè Q trình nhiệt từ nhà mơi trường nhận nhiệt từ môi trường vào nhà Nguyên lý truyền nhiệt hình thức truyền nhiệt  Nguyên lý truyền nhiệt : Phan Kế An 1781640001 ‒ Truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp ‒ Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai nơi ‒ Nhiệt lượng nơi tỏa vằng nhiệt lượng nơi thu vào  Hình thức truyền nhiệt : ‒ Bức xạ nhiệt: truyền lượng dạng sóng điện từ bề mặt nóng sang bề mặt lạnh Bức xạ qua lớp không khí lớp chân khơng Khơng phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn ‒ Dẫn nhiệt: lượng nhiệt truyền lòng chất rắn, chất lỏng, qua bề mặt tiếp xúc thông qua dao động phân tử Chất rắn dẫn nhiệt chân không không dẫn nhiệt ‒ Đối lưu nhiệt: thơng qua dịng chuyển động chất lỏng/ chất khí Dạng đối lưu nhiệt gây cảm giác nóng cho người đối lưu dịng khơng khí Xảy mơi trường chất khí chất lỏng Nguyên lý cách nhiệt Là sử dụng vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt thấp để hạn chế truyền nhiệt qua vỏ kết cấu bao che tòa nhà hạn chế truyền nhiệt qua vỏ kết cấu bao che tòa nhà tăng mức độ phản quang Thí dụ hệ tường cách nhiệt ngăn dòng nhiệt truyền ngang từ trời vào nhà vào mùa hè hay từ nhà ngồi trời vào mùa đơng; hệ mái/trần cách nhiệt ngăn dòng nhiệt truyền thẳng đứng từ trời vào nhà vào mùa hè hay từ nhà ngồi trời vào mùa đơng Phương pháp cách nhiệt ‒ Ngăn cách xạ ‒ Ngăn cách dẫn nhiệt ‒ Phản xạ xạ ‒ Đối lưu mát 5.1 Ngăn cách xạ Sử dụng vật liệu, kết cấu chắn nắng lắp rời để giảm trình xạ : ‒ Lam che nắng ‒ Tấm mành ‒ Mái hiên Phan Kế An ‒ Mái tôn ‒ Dù che ‒ Tấm bạt che ‒ Ơ văng 1781640001 Hình Lam che nắng Phan Kế An 1781640001 Hình Mành che nắng Phan Kế An 1781640001 Mái hiên Bạt che nắng 5.2 Ngăn cách dẫn nhiệt Xây tường với cấu tạo tường : ‒ Bằng gạch lỗ ‒ Panel bê tông rỗng Phan Kế An ‒ 1781640001 Tường đôi Sử dụng vật liệu, kết cấu có hệ số dẫn nhiệt nhỏ không dẫn nhiệt : ‒ Mốp xốp EPS : Dùng để ốp hay lót tường.Vật liệu có tính cách âm, cách nhiệt tốt sản xuất từ nguyên liệu dạng hạt Expandable Polystyrene EPS resin Các hạt EPS sau kích nở qua nhiệt độ 900 độ C, nở khoảng 50 lần cho vào khuôn gia nhiệt 1000 độ C với thời gian thích hợp để tạo sản phẩm xốp cách nhiệt ‒ Tấm cách nhiệt EPS : Dùng để lót trần nhà sàn dân dụng Vật liệu có độ dày từ 15mm – 18mm có khả cách nhiệt, cách âm tốt giúp giảm chi phí điện Nó xem loại vật liệu cách nhiệt có độ bền cao, chống ẩm tốt đặc biệt, khả cách nhiệt trì tốt > 80% sau khoảng thời gian 50 năm sử dụng ‒ Thạch cao : để làm trần giả, vừa có tác dụng cách nhiệt, vừa trần giả có giá trị trang trí giúp khơng gian thêm đẹp mắt ‒ Bê tông bọt, bê tông xỉ , cát , thủy tinh Phan Kế An 1781640001 Phan Kế An 1781640001 Hình Tấm xốp cách nhiệt EPS Hình Tường lớp 5.3 Phản xạ xạ Sử dụng kính, gương chống nóng sơn trắng, sơn phản quang bao quanh cơng trình cấc vật liệu đánh bóng để phản xạ xạ mà khơng hấp thu chúng ‒ Kính Low - E : kính thường có phủ lớp kim loại oxit kim loại đặc biệt lên mặt Lớp phủ có màu trắng suốt Lớp phủ tăng cường khả nawngcasch nhiệt cho kính ‒ Kính dán : Làm từ kính thường kính tơi, lớp lớp phim màu mỏng băng keo dẻo ‒ Kính bảo ơn : Làm từ kính thường, kính phản quang kính tơi ‒ Sử dụng sơn trắng, sơn phản quang bao quanh tường, mái , sàn nhà Hình : Kính Low - E 10 Phan Kế An 1781640001 Hình 8.2 : Vườn mái Hình 8.3 Mái tơn mái ngói 1.2 Ngăn cách dẫn nhiệt cho mái ‒ Mái cách nhiệt gạch rỗng : Sử dụng gạch rỗng dày 105mm phía cần có thêm lớp bê tông nhẹ - bê tông xỉ - dày 105mm lớp vật liệu mái ‒ Mái cách nhiệt xốp polystyrene : Được coi thay thê cho mái nhà cách nhiệt dạng thơng thường cho cơng trình tầng hay tầng nhà nhiều tầng Mái có lợi ích chi phí phí lượng vịng đời thấp, kháng bão tốt, chi phí bảo trì thấp 13 Phan Kế An ‒ 1781640001 Mái cách nhiệt hệ thống chứa nước : Mái có tính ổn định nhiệt cao, khả cách nhiệt mùa hè mùa đông nhau, phù hợp với cơng trình u cầu sử dụng điều hịa khơng khí nhân tạo Hình 8.4 Chi tiết cách nhiệt gạch rỗng Các lớp vật liệu đặc tính cách nhiệt mái gạch rỗng Hệ số dẫn Tổng Đạt hay không đạt Các lớp vật liệu từ Chiều nhiệt STT nhiệt,  yêu cầu so với quy xuống dày, m trở Ro, chuẩn W/(m.K) m2.K/W Gạch nem 0,015 0,81 Vữa lát 0,01 0,93 Gạch đất sét nung (phần 0,105 liên tục) 0,81 Gạch đất sét nung (phần 0,053 vách) 0,81 Khơng khí lỗ rỗng Ra = 0,053 0,22 m2 K/W 0,640 Vữa xây mạch dọc 0,105 0,93 Vữa xi măng lưới thép 0,02 0,93 Bê tông cốt thép 0,12 1,55 Lớp vữa trát 0,015 0,93 Ro 1,0 m2.K / W Đạt yêu cầu 15 Phan Kế An 1781640001 Vữa xi măng polymer chống thấm 0,002 0,93 Bê tông cốt thép 0,12 1,55 Lớp vữa trát 0,015 0,93 Hình 8.6 Bể nước cạn mái 1.3 Ngăn cách phản xạ xạ cho mái ‒ Mai sử dụng vật liệu nhôm mỏng bóng : Mái có độ phản xạ cao , có khả phản xạ xạ hồng ngoại ‒ Sử dụng sơn trắng sơn cho mái : Khi ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống mái nhà màu trắng, phần lớn bị phản xạ truyền ngược lại bầu khí vào khơng gian Hình 8.7 : Lá nhơm mỏng bóng 16 Phan Kế An 1781640001 Hình 8.8 : Mái sơn trắng 1.4 Đối lưu mát cho mái ‒ Mái lợp tơn tạo tầng khơng khí : Lượng khơng khí lưu thơng qua tầng khơng khí nhiều, mái cách nhiệt tốt ‒ Mái hai lớp : Hiệu giảm tải nhiệt xạ mặt trời qua tầng không hai lớp mái 17 Phan Kế An 1781640001 Hình 8.9 Mái lợp tơn tạo tầng khơng khí Cách nhiệt cho tường u cầu cách nhiệt tường bao che nhà hướng khác khác nhau, cường độ BXMT chiếu lên chúng khác Ở nước ta lượng BXMT chiếu xuống mặt tường phía Tây, Đơng, Tây Nam Tây Bắc lớn nhất; phía Nam, Tây Nam, Đơng Nam phía Bắc nhỏ Ở phía Tây cường độ BXMT cực đại chiếu lên mặt tường gần đồng thời với lúc nhiệt độ khơng khí ngồi nhà cực đại nên biên độ dao động nhiệt tổng cộng ngồi nhà phía tây lớn nhất, đến phía Đông, Tây Bắc, Đông Bắc cuối phía Bắc phía Nam 2.1 Ngăn cách xạ cho tường ‒ Cấu tạo gờ chỉ, ô văng, mái hắt nằm , mái hiên ngang thẳng đứng mặt tường : để tạo bóng râm, hạn chế lượng xạ mặt trời chiếu trực tiếp truyền qua tường vào nhà 18 Phan Kế An 1781640001 Hình Ơ văng mặt tường 2.2 Ngăn cách dẫn nhiệt cho tường ‒ Tường sử dụng cấu tạo gạch lỗ, tường gạch, panen bê tông rỗng giữa: Để cách nhiệt tốt tỏa nhiệt nhanh, dùng vật liệu nhẹ cách nhệt tốt : thủy tinh, bê tông bọt, bê tông xỉ, gạch silicát xốp … Hình 9.1 Cấu tạo tường đôi ( bề dày quy ước 220 mm ) 19 Phan Kế An 1781640001 Hình 9.2 Cấu tạo tường Panel Hình 9.3 Tường ứng dụng bơng thủy tinh 20 Phan Kế An 1781640001 2.3 Ngăn cách phản xạ xạ cho tường ‒ Sử dụng sơn trắng, sơn phản quang ốp vật liệu có màu sáng : Có khả phản xạ xạ mặt trời tốt Các mặt tường gồ ghề tỏa nhiệt nhanh tường phẳng, chóng nguội giảm bớt nung nóng phịng sau mặt trời lặn ‒ Sử dụng tường lớp cấu tạo kính , kính có dán lớp film cách nhiệt , tường kính hai lớp : Có khả phản xạ xạ mặt trời tốt, bên cạnh biến đổi cơng trình hấp thụ lượng từ bên ngồi Đối với tường hailớp có thêm khả chống gió, chống ồn Hình 9.4 Kính có dán lớp film cách nhiệt 21 Phan Kế An 1781640001 Hình 9.5 Tường kính lớp 2.4 Đối lưu mát cho tường ‒ Sử dụng tường hai lớp : có tác dụng cách nhiệt BXMT tốt có tầng khơng khí thơng thống để thơng gió Tầng khơng khí tường thơng gió có tính cách nhiệt tốt thải nhiệt nhanh Tường chóng nguội giảm bớt nung nóng phịng sau mặt trời lặn, vấn đề chống thấm tốt Hình 9.6 Tường hai lớp Cách nhiệt cho 3.1 Bản chất tượng nồm “ Nồm ” tiếng dân gian để tượng thời tiết ẩm ướt đặc thù khí hậu Việt Nam Bản chất tượng nồm trình ngưng tụ nước khơng khí, q trình biến đổi từ trạng thái thành trạng thái nước Q trình xảy bề mặt nhà kết cấu bao che, nhiệt độ bề mặt thấp nhiệt độ điểm sương khơng khí ẩm tiếp xúc với chúng 3.2 Nguyên tắc chống nồm ‒ Giảm độ ẩm khơng khí 22 Phan Kế An ‒ 1781640001 Hạ nhiệt độ khơng khí, tức hạ nhiệt độ điểm sương xuống thấp nhiệt độ bề mặt nhà ‒ Nâng nhiệt độ bề mặt nhà cao nhiệt độ điểm sương không khí 3.3 Cấu tạo nhà chống nồm Để nhà chống nồm tốt, dùng giải pháp cấu tạo nhà hợp lý cách sử dụng tính kỹ thuật tự nhiên vật liệu xây dựng với chiều dày hợp lý, giải kỹ thuật cách nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ mặt cao nhiệt độ điểm sương khơng khí cách nhanh chóng Nền nhà chống nồm có lớp cấu tạo sau : ‒ Lớp 1: mặt sàn thơng thường có u cầu thẩm mỹ, độ bền chơng mài mịn cao Lớp thường có độ đặc qn tính nhiệt lớn, độ dày chúng nên chọn nhỏ tốt Các vật liệu phù hợp cho lớp gạch men sứ có độ dày  7mm, vật liệu granit, gạch gốm nung dày  10mm, vật liệu composit dày  7mm, gỗ packet ván dày  20mm ‒ Lớp 2: lớp chống thấm nước cho vật liệu cách nhiệt q trình thi cơng sử dụng sàn ‒ Lớp 3: lớp cách nhiệt bản, có qn tính nhiệt thấp Cần chọn vật liệu cho lớp vừa có sức chịu tải cho sàn, vừa có đủ khả cách nhiệt Vật liệu phù hợp loại gốm bọt có  = 400 ÷ 700 kg/m3, polystirol cường độ cao có  = 30 ÷ 60 kg/m3, đơlơmit có  < 500 kg/m3 … có cường độ chịu nén Rn ≥ 20 daN/cm2 ‒ Lớp 4: lớp ngăn nước mao dẫn từ đất lên để bảo vệ lớp cách nhiệt khơng bị ẩm Để làm lớp sử dụng loại vật liệu giấy bittum, sơn bittum cao su,… ‒ Lớp 5: lớp bê tơng lót bê tơng gạch vỡ có cấu tạo tương tự loại sàn thông thường nhằm tăng độ cứng 3.4 Một số mẫu nhà chống nồm 23 Phan Kế An 1781640001 24 Phan Kế An 1781640001 25 Phan Kế An 1781640001 26 ... trình tiết kiệm lượng góc độ cách nhiệt cho phần bao che ( mái, tường, ) cơng trình ” Phan Kế An 1781640001 I Tổng quan chung Khái niệm cách nhiệt Cách nhiệt giải pháp ngăn ngừa tổn thất nhiệt. .. Cách nhiệt cho phần bao che (mái, tường, ) Cách nhiệt cho mái Trong năm qua, có nhiều cách tiếp cận giải pháp cấu tạo mái nghiên cứu nhằm tận dụng lượng xạ mặt trời diện tích mái giảm lượng nhiệt. .. công cách nhiệt cho mái, tường, giúp giảm 15-25% lượng tiêu thụ cho sưởi ấm làm mát Một tịa nhà khơng thiết kế cách nhiệt dẫn đến bị nhiệt đáng kể mùa đông gia tăng nhiệt vào mùa hè Q trình nhiệt