建筑墻體保溫材料分析

       摘要 :本文闡述了我國建筑保溫材料的現(xiàn)狀,并介紹了建筑墻體保溫材料的常見種類,根據(jù)保溫材料的應用現(xiàn)狀,對未來的保溫材料的發(fā)展趨勢進行了簡單的探討。

  關(guān)鍵詞: 建筑墻體,保溫材料,現(xiàn)狀,分析

  引言

  保溫材料一般是指導熱系數(shù)小于或等于0.2 的材料。在建筑和工業(yè)中采用良好的保溫技術(shù)與材料,往往能起到事半功倍的效果。統(tǒng)計表明,建筑中每使用一噸礦物棉絕熱制品,一年可節(jié)約一噸石油。北京安苑北里節(jié)能小區(qū)采用情況表明,單位面積節(jié)煤率每年為11.91 kg 標煤/平方米。工業(yè)設備與管道的保溫,采用良好的絕熱措施與材料,可顯著降低生產(chǎn)能耗和成本,改善環(huán)境,同時有較好的經(jīng)濟效益。如:工業(yè)設備和管道工程中,良好的保溫條件,可使熱量損失降低95 %左右,通常用于保溫材料的投資一年左右可以通過節(jié)約的能量收回。

  1 我國建筑保溫材料現(xiàn)狀

  目前,我國外墻保溫材料主要分為無機和有機2大類。在20世紀80年代前,建筑上使用的保溫材料幾乎全部是無機保溫材料。在1996年7月1日發(fā)布執(zhí)行JGJ26__95《民用建筑節(jié)能設計標準》后,由于節(jié)能標準的提高,原有的無機保溫材料滿足不了保溫要求,這就給有機保溫材料發(fā)展帶來了機遇。EPS、XPS、PU等有機保溫材料與無機保溫材料相比,具有質(zhì)量輕、導熱系數(shù)小、吸水率低等優(yōu)點,發(fā)展速度迅猛,目前在建筑保溫市場占有率已達到90%左右。但有機保溫材料不耐高溫、易燃等缺陷阻礙其發(fā)展。隨著我國節(jié)能標準不斷完善,安全防火性能要求更加嚴格,有機保溫材料的使用將會受到很大限制。2009年9月,公安部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合制定《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》,根據(jù)防火性能將保溫材料分為:A級不燃,B l級難燃,B2級可燃,B3易燃4個等級。規(guī)范要求,非幕墻類建筑使用于外墻保溫的材料燃燒等級至少要達到B2級。201 1年3月,公安部發(fā)布公消[2011165號《關(guān)于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》,對保溫材料應用提出更高要求。要求從嚴執(zhí)行《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》(公通字[2009146號)第二條規(guī)定,民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。

  2保溫材料的常見種類

  從大量的資料及市場調(diào)查來看,目前,從應用角度來劃分,保溫材料大致分為有機、無機、復合三種類型。

  1、有機保溫材料

  有機保溫材料的種類繁多,包括發(fā)泡聚苯板(EPS)、噴涂聚氨酯(SPU)、擠塑聚苯板和聚苯顆粒等。有機保溫材料的化學組成決定了這一類保溫材料具有很好的保溫隔熱性能、質(zhì)量輕、可加工性強、材料的致密性好等諸多優(yōu)點。但有機材料也存在一些顯著的缺點,制約了其作為保溫隔熱材料的更快發(fā)展。這些缺點包括:有機保溫材料變形系數(shù)大,在使用過程中極易發(fā)生形變、材料的耐久性差、使用一段時間后會逐漸老化、穩(wěn)定性較差、安全性不高、極易燃燒、有機保溫材料在施工過程中的難度較大、工程成本較高、生產(chǎn)有機保溫材料所用原材料的生態(tài)環(huán)保型差、生產(chǎn)所需的資源有限,并難以實現(xiàn)循環(huán)再利用,與現(xiàn)在所倡導的新型環(huán)保型保溫建材背道而馳。

  2、無機保溫材料

  無機保溫材料是目前為止,應用效果最好,最理想的保溫材料。這是因為,無機保溫材料與有機保溫材料相比,雖然容重稍微偏大、保溫隔熱效果也稍差,但其他方面的優(yōu)良性能是有機保溫材料所無法匹敵的。如:無機保溫材料的防火性好、阻燃性強、保溫材料的變形系數(shù)極小、抗老化性能極強、性能穩(wěn)定、在施工過程中可以與墻基面和抹層面很好地結(jié)合、材料在使用過程中的安全性高。不僅如此,與有機保溫材料相比,無機保溫材料的強度及耐久性高、使用壽命長、施工過程簡單、工程成本低、并符合生態(tài)環(huán)保的要求,在生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)循環(huán)再利用。無機保溫材料的種類主要包括:中空;⒅、閉孔珍珠巖、巖棉及膨脹珍珠巖等。

  3、復合型保溫材料

  復合型保溫材料是近幾年新興的一種新型保溫材料。它是以防輻射吸熱材料、巖棉、農(nóng)作物秸稈甚至是可以利用的具有保溫性能并進行過無害化處理后的垃圾、通過發(fā)泡方式生產(chǎn)的空心材料等為原材料加工生產(chǎn)的。復合材料的優(yōu)點眾多:如:防火阻燃性好、變形系數(shù)小、保溫隔熱性能好、抗老化性能強、耐久性強、施工難度小、工程成本較低,原材料來源廣泛、生產(chǎn)過程中的能耗低、符合生態(tài)環(huán)保的要求,可以實現(xiàn)資源的循環(huán)再利用。

  3保溫材料的應用現(xiàn)狀

  總體來說,目前,我國墻體保溫材料技術(shù)水平較低、種類較少、產(chǎn)品大多屬于低檔產(chǎn)品。從大量的資料及市場調(diào)查來看,目前,在我國常見的保溫隔熱材料的種類主要有以下幾種:

  1、泡沫型保溫材料

  目前建筑中常用的泡沫型保溫材料主要包括兩大類:即泡沫石棉保溫材料和聚合物發(fā)泡型保溫材料。其中的聚合物發(fā)泡型保溫材料憑借其吸收率小、保溫效果穩(wěn)定、導熱系數(shù)低、現(xiàn)場操作不會產(chǎn)生粉塵、易于施工等優(yōu)點,受到各方的青睞,得到較大的推廣和應用。

  2、硅酸鹽類保溫材料

  復合硅酸鹽保溫材料的通性為導熱系數(shù)低、耐高溫、耐火性強、具有很高的可塑性、漿體的干燥收縮率小等。不僅如此,由于制備硅酸鹽類保溫材料的原材料來源豐富、價格低廉、在市場競爭中占有優(yōu)勢。常見硅酸鹽保溫材料的主要種類包括硅酸鎂、鋁、稀土復合保溫材料等。

  3、超輕保溫砌塊

  超輕保溫砌塊具有質(zhì)量輕、施工速度快、保溫效果好等優(yōu)點,除此之外,超輕保溫砌塊在生產(chǎn)過程中還可以大量利用粉煤灰、礦渣等工業(yè)廢渣作為原材料,這樣,一方面降低了生產(chǎn)成本,另一方面還可以變廢為寶,減少了環(huán)境污染,節(jié)能環(huán)保。隨著框架結(jié)構(gòu)建筑的普遍采用,尤其是近些年來應用日益普遍的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)住房、廠房的出現(xiàn)、復合保溫墻體材料的大量研究、應用,超輕保溫砌塊的生產(chǎn)與應用得到了前所未有的迅猛發(fā)展。

  4、纖維質(zhì)保溫材料

  纖維質(zhì)保溫材料曾經(jīng)在80 年代憑借其優(yōu)異的防火性能和保溫性能被廣泛應用于建筑墻體、屋面的保溫。但隨著新型保溫材料的出現(xiàn),纖維質(zhì)保溫材料的劣勢也逐漸顯現(xiàn)出來,如投資較大,生產(chǎn)廠家很少,在與其他新興保溫產(chǎn)品的對比中逐漸處于劣勢,大大限制了纖維質(zhì)保溫材料的推廣應用。

  4墻體保溫材料多樣化的發(fā)展趨勢

  1、EPS 發(fā)泡聚苯乙烯。

  EPS 的化學名稱為發(fā)泡聚苯乙烯,是以聚苯乙烯樹脂為主要原料,經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孔的材料。其表觀密度小,導熱系數(shù)小,吸水率低,隔聲性能好,結(jié)構(gòu)均勻,因此在外墻保溫工程中占有率很高。但作為板材使用時,自身強度不高,承重能力較低,特別是用于外貼面磚時,應進行加強處理。此外,板材出廠時應經(jīng)過一段成熟期,需放置一段時間才可使用。如果熟化時間不足,而直接上墻施工,板材容易收縮,變形。

  2、XPS 擠塑式聚苯乙烯。

  XPS 具有比EPS 更致密的表層及閉孔結(jié)構(gòu)內(nèi)層。其導熱系數(shù)大大低于同厚度的EPS,因此具有較EPS 更好的保溫隔熱性能;由于內(nèi)層的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有良好的抗?jié)裥,在潮濕的環(huán)境中,仍可保持良好的保溫隔熱性能。XPS 擠塑式聚苯乙烯適用于冷庫等對保溫有特殊要求的建筑,、也可用于外墻飾面材料為面磚或石材的建筑。目前XPS板材在我國外墻保溫的市場份額逐漸增大,但將其應用于外墻保溫系統(tǒng)時,應當解決以下幾個問題:XPS 板材的可粘結(jié)性,尺寸穩(wěn)定性較差以及透氣性等。

  3、膠粉EPS 顆粒保溫漿料。

  膠粉EPS 顆粒保溫漿料由于是由聚苯顆粒與其他材料組成的有機無機復合而成,因此導熱系數(shù)高于EPS 板接近0.06W/(m·K)。由于膠粉EPS 顆粒保溫漿料用于外墻外保溫時,對基層墻體平整度要求不高,易于在各種形狀的基層墻體上施工;施工工藝比較簡單,易操作;采用回收廢聚苯顆粒作為輕骨料,節(jié)能利廢,有利于保護環(huán)境;可用于修補墻體抹灰面層的裂縫,所以是國內(nèi)施工使用面積及市場占有率較高的外墻外保溫配套材料。但隨著我國節(jié)能標準的不斷提高,在一些地區(qū),需要與其他保溫材料配合使用,才能達到建筑節(jié)能的設計要求。

  4、聚氨酯硬泡。

  聚氨酯硬泡以其優(yōu)異的保溫隔熱性能,越來越引起世人的矚目。聚氨酯材料是目前國際上性能最好的保溫材料。硬質(zhì)聚氨酯具有質(zhì)量輕、導熱系數(shù)低、耐熱性好、耐老化、容易與其他基材粘結(jié)、燃燒不產(chǎn)生熔滴等優(yōu)異性能,在歐美國家廣泛用于建筑物的屋頂、墻體、天花板、地板、門窗等作為保溫隔熱材料。歐美等發(fā)達國家的建筑保溫材料中約有49%為聚氨酯材料,而在我國這一比例尚不足lo%。2005 年10 月,住房和城鄉(xiāng)建設部“聚氨酯建筑節(jié)能應用推廣工作組”成立。2006 年9 月,住房和城鄉(xiāng)建設部頒布了《聚氨酯墻體保溫技術(shù)導則》,都將大大促進這一材料的使用。作為墻體保溫它主要有三種存在方式:噴涂聚氨酯硬泡、澆注聚氨酯硬泡和聚氨酯硬泡保溫板。

  結(jié)束語

  綜上所述,我國的墻體保溫材料已呈現(xiàn)出多樣化的格局。但其中的一些傳統(tǒng)保溫材料,由于缺乏技術(shù)性,已被逐漸淘汰。目前進行的社會主義新農(nóng)村建設中,大力倡導節(jié)水節(jié)地與節(jié)材措施,為新型墻體保溫材料的發(fā)展提供了新的契機。因此以農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)綠色環(huán)保墻體保溫板材;以固體廢棄物為原料開發(fā)新型保溫砌塊將大有作為。

  參考文獻

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