淺議寒冷地區節能型建筑保溫材料的應用

趙輝王金鵬

（1鐵道第三勘察設計院集團有限公司建筑分院 天津 300251 2天津華匯工程建筑設計有限公司 天津 300384）

1 各種節能建筑材料特性介紹

我國建筑用能已超過全國能源消費總量的1/4，并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。表1中列舉了寒冷地區屋頂及外墻常用的材料，這些材料在目前的工程中應用比較廣泛，下面就各種材料的特性進行簡述。

1.1 節能保溫圍護結構

而對于地處寒冷地區的各類建筑，采暖能耗是建筑能耗的主體，圍護結構的熱工性能主要從保溫出發考慮。圍護結構的保溫材料的選取是寒冷地區熱工設計的關鍵點之一。

表1 屋頂和外墻常用的材料表

另外還有些材料如FTC、膨脹石灰、蛭石等材料雖然也有保溫功能，但存在缺點，應用較少就暫不羅列。

1.2 模塑聚苯板與擠塑聚苯板

模塑聚苯板（EPS）與擠塑聚苯板（XPS），是由含有揮發性液體發泡劑的可發性聚苯乙烯珠粒，經加熱預發后在模具中加熱成型的具有微細閉孔結構的白色固體。在這十幾年的民用建筑中應用及其廣泛，它的導熱系數小，保溫性能好，目前我國工業化生產的規模較大，因此造價較低，成為一個保溫體系的主力軍，但它最大的缺點是防火性能差，尤其是燃燒后放出的有害氣體，可以直接致命，因此在近幾年出現過幾次嚴重的火災事故后，它也一度被消防部門禁用。它的吸水率對其熱傳導性的影響很明顯，隨著吸水量的增大，其導熱系數也增大，保溫效果也隨之變差。雖然聚苯板有這些缺點，但目前仍未找到更好的替代品，如今在采取一些限制其缺點的手段的前提下，仍舊在一些項目上使用。

1.3 優秀的保溫材料蒸壓加氣混凝土

蒸壓加氣混凝土是用鈣質材料和硅質材料的配料中加入鋁粉作加氣劑，經加水攪拌、澆注成型、發氣膨脹、預養切割，再經高壓蒸汽養護而成的多孔硅酸鹽砌塊。蒸壓加氣混凝土是一種保溫效果最好的砌塊，它極低的導熱系數能夠很好的增加墻體的保溫性能，耐火極限又較高，是一種優秀的保溫材料。然而在寒冷地區，要達到三步節能的要求，加氣塊墻體就需要做很厚，一般的項目都要做到300mm厚，從結構荷載和節約空間上都不是很理想，還是要和其他的保溫材料共同使用達到保溫效果。

1.4 節能主流材料酚醛泡沫材料

酚醛泡沫材料屬高分子有機硬質鋁箔泡沫產品，是由熱固性酚醛樹脂發泡而成。它具有輕質、防火、遇明火不燃燒、無煙、無毒、無滴落，低溫環境下不收縮、不脆化的特點。酚醛泡沫閉孔率高，則導熱系數低，隔熱性能好，并具有一定的抗水性和水蒸氣滲透性，是較好的保溫節能材料，更是暖通制冷工程理想的絕熱材料。它的缺點是其脆性大、易碎，造價高，目前應用的范圍不是很廣，市場占有率僅有5%左右，它的造價為聚苯板的上百倍，很多項目由于成本控制的原因都放棄了酚醛泡沫的使用，但如果經過工業化設備投產來降低成本，會成為將來建筑保溫工程的主流材料。

1.5 耐火材料噴涂硬質聚氨酯

噴涂硬質聚氨酯（硬泡聚氨酯板）多為閉孔結構，具有絕熱效果好、重量輕、比強度大、施工方便等優良特性，同時還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點，導熱系數約相當于EPS的一半，是目前所有保溫材料中導熱系數最低的，憎水性能好，用于外墻能很好的做墻體的防水材料。但目前市場上所有噴涂聚氨酯的耐火極限都無法達到A級，燃燒后釋放有毒氣體，因此應用也不是很廣泛。

1.6 保溫防火巖棉、礦棉、玻璃棉體

巖棉、礦棉、玻璃棉體是采用玄武巖、白云石等為主要原材料，經高溫熔融后，由高速離心設備制成的人造無機纖維，具有極強的保溫防火性能。由硅酸鹽熔融物制得的棉花狀短纖維。品質輕、耐久、不燃、不腐、不受蟲蛀等，是優良的隔熱保溫、吸聲材料。但其保溫性能較聚苯板較差，北方地區達到節能要求還需要較大的溫度，另巖棉板的施工較復雜，材料吸濕性較差，工程施工還是靠工人徒手粘貼，巖棉的碎屑對呼吸道產生影響，對工作環境影響較大，材料的工藝還需進一步完善和改進。

1.7 節省排水的材料泡沫混凝土

泡沫混凝土通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發泡機的泵送系統進行現澆施工或模具成型，經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。具有密度小、質量輕、保溫、隔音、抗震等性能，是一種新型建筑材料。泡沫混凝土在工程中的主要應用在屋頂，它密度小，可以兼保溫和找坡作用，節省排水找坡的材料，與結構層有較好的結合強度，但其有強度偏低、開裂、暖水等缺陷，如果屋頂有荷載較大的設備，混凝土則容易開裂，其性能有待進一步改進。

1.8 建筑熱橋部位保溫砂漿

建筑用保溫砂漿是一種多種復合材料的總稱，是以膨脹珍珠巖或膨脹蛭石、膠凝材料為主要成分，摻加其他功能組分制成的用于建筑物墻體絕熱的干拌混合物。它可以結合多種材料，從而得到不同的保溫性能，從而可以適應多重要求的基層環境。其缺點為自重較大，保溫性能一般，達到節能要求則需要較大厚度，砂漿粘結厚度如果較大，則較容易開裂，后期的隱患較大，因此寒冷地區外墻的材料選用保溫砂漿主要是用于建筑熱橋部位。

1.9 膠粉聚苯顆粒保溫漿料

膠粉聚苯顆粒保溫漿料由保溫膠粉料與聚苯顆粒組成。兩種材料分袋包裝,使用時按比例加水拌制而成的漿料。它具有極好的耐候性，導熱系數低保溫性能好，軟化系數高，耐凍融及抗老化。對于平整度要求不高，施工方便快捷。但由于其由聚苯顆粒組成，其與聚苯板一樣有燃燒后釋放有害氣體的缺點，曾經在工程中廣泛應用，而其耐火性無法使用有效措施降低其燃燒性從而逐漸被規范所禁止，如今僅僅在個別的工程中才會使用。

2 建筑行業節能減排節能減排

近些年建筑行業的發展極其迅速，在全行業節能減排節能減排的大形勢下，行業發展由原來的粗獷型發展改為集約型發展，步技能的要求能耗降低為原能耗標準的25%，建筑的外保溫材料也嘗試使用多種不同材料。

目前，大規模的住宅項目多以聚苯板和擠塑板材料為主，由于它的廉價，可以大批量的生產，保溫效果也很不錯。經過幾年的發展還利用A級材料（如巖棉、保溫砂漿）作為防火隔離材料來提升它的防火性能。也有一些項目利用保溫砂漿作為外墻保溫材料，在材料中加入粘接劑可以加大保溫砂漿的厚度，但其仍無法在面磚飾面中使用，較大的荷載還是對于砂漿的厚度有較高的要求。原先有些項目曾經嘗試過內保溫的做法，也由于其無法避免結構的凍融而被外保溫做法淘汰。

公共建筑的保溫材料選擇較為多樣，公建的室內空間較大，外檐做法的厚度不受限制，可以根據不同的功能特點選擇多樣的保溫材料和構造措施。玻璃幕墻建筑多選用巖棉板作為保溫，它既可以保溫又可以防火；辦公和教育建筑可采用傳統的聚苯板保溫材料，也可以采用保溫砌塊結合的方式；大面積的面磚飾面建筑則可以利用砂加氣等保溫砌塊方式，在砌塊基體上粘接面磚要比聚苯板上的粘結力要強很多。干掛石材工程由于外掛石材的密封無法做到絕對嚴密，可選用有憎水性的保溫材料，如酚醛泡沫板，在滿足防火規范的要求下還可以選擇發泡聚氨酯等材料；能耗不大的小規模工程可以選擇泡沫混凝土和砂漿作為保溫材料。

3 結語

如今的建筑類別多種多樣，我們要根據不同的項目特點，仔細分析，熟練運用保溫材料的不同特性，將建筑與節能設計巧妙的結合，才能做出精品工程，節約能耗，推動建筑行業和能源行業進一步向前發展。

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