外墻保溫材料導熱系數的試驗研究

李可園

摘 要：近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市化進程加快了腳步，建筑行業作為支柱產業得到了快速的發展，高層、特高層的建筑不斷涌現。為了滿足當下人們的環保要求，建筑外墻保溫材料得到了普遍的應用。在保溫材料的規模應用過程中，為了避免因為保溫材料導熱性能差等原因造成火災，本文因此對外墻保溫材料導熱系數進行分析，以更好的保障人們群眾生命財產安全。

關鍵詞：建筑外墻；保溫材料；導熱系數

中圖分類號：TU551 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0066-01

1 前言

建筑圍護結構節能是建筑節能的重要組成部分，建筑圍護結構的熱耗占建筑采暖空調能耗的1/3以上，其中墻體占比例最大的能耗，約占圍護結構的75%-80%，我們應該大力推進和應用外墻保溫[1]。

由于建筑中材料防火性能考慮欠佳，外墻保溫材料引發的火災導致了嚴重的人員傷亡及財產損失，給國家相關部門敲響了警鐘，必須強化建筑外墻保溫材料的防火性能工作，本文從外墻保溫系統的分類入手，結合目前建筑外墻保溫材料其防火性能的實際使用情況，對建筑外墻保溫材料導熱系數進行研究探討。

2 外墻保溫系統的分類

外墻外保溫技術的發展和建筑節能材料創新對新型節能材料的建筑節能的發展密切相關，只與外保溫技術結合建筑節能材料的發展的前提下，才能真正發揮其作用。正是由于節能材料的不斷更新，外墻保溫技術的優勢已經吸引了越來越多的關注。外墻外保溫系統分為3種形式：外墻外保溫、外墻內保溫和外墻夾芯保溫系統[2]。

2.1 內保溫系統

外墻內保溫，簡單來講就是將保溫層設置在了外墻以內。這種做法施工簡單、價格低，且不易受到外界條件的影響，具有很好的耐久性能。但也具備了比較顯著的缺點：

（1）保溫層加大了墻面的面積，從而導致建筑使用面積的減少；（2）易產生內外溫差，導致外墻結構裂縫的出現；（3）會對建筑的再次裝修和使用產生一定的影響；（4）選擇保溫材料燃燒性能會直接影響到內保溫系統的防火，如果材料選擇不合理，則會產生重大影響。這種外墻內保溫系統并不是所有區域都適用的，對于氣候溫和的地區是可以考慮采用的。

2.2 外墻外保溫系統

外墻外保溫，顧名思義就是在外墻的外側設置有機或無機保溫層。這種保溫方式等于給了外墻墻體適當的保護，墻體受到溫度影響小，從而墻體會有比較平穩的溫度變化，這樣就在很大程度上降低了外墻裂縫及破損的風險。從目前來看，我國大多數的外墻保溫系統都是采用的聚苯乙烯泡沫。這種材料在生產中一般會添加鹵系添加劑來強化材料的阻燃性能，但同時也會導致材料在點燃后會釋放出大量的有毒氣體和熱量，且迅速燃燒。另外，外墻保溫系統的建筑物里面一般會覆蓋一層防水涂料、瓷磚或干掛石材，這樣在火災救援時保溫材料上的明火消防水槍是無法直接接觸、撲滅的，這樣很容易導致火災的擴大，影響早期火災撲救。

2.3 外墻夾芯保溫系統

這種保溫系統是將混凝土和保溫材料一次澆筑成型的材料設置在了墻體的內部，極大程度的提高了墻體保溫的防火性能，同時具有施工期限短、耐久時間長等優勢。但同時混凝土和保溫材料一次澆筑的芯體會增加墻體的厚度，減少建筑的使用面積，且造價相對較高，因此這種保溫系統在我國建筑工程中使用較少。

3 建筑外墻保溫材料防火性能的現狀

3.1 我國缺乏針對建筑外墻保溫系統的相關規范

當前我國建筑外墻保溫材料在防火性和節能性這兩個方面沒有做到有效結合，無法實現兩者合一的需求滿足。盡管我國住房建筑部門及消防部門都針對保溫材料出臺了有關的規定，但由于標準不統一，因此在執行上存在重重困難，材料從設計、生產到使用都存在較大隨意性，無法從根本上起到降低外墻保溫材料火災危險的作用。針對這種情況，必須對外墻保溫材料建立起一個專業性的獨立體系來滿足不同行業的需求，并對產品制定標準化的嚴格要求。

3.2 仍然采用易燃可燃材料為主要素材

由于很多的保溫材料不僅具有較好的保溫作用，且生產工藝簡單、價格低廉，因此受到大量的采用。但在這些材料生產時，其中往往加入了大量的阻燃成分，在提高材料難燃級別的同時，也就增加了材料的成本，很多施工單位為了降低成本費用，會采用可燃材料替代難燃性材料，導致很多高層建筑外墻保溫實際是包裹了一層易燃材料。一旦有火災發生，就會造成嚴重的后果[3]。

4 材料導熱系數的影響因素

4.1 材料的組成與結構

保溫材料組成結構中，可以明顯的看出，有機分子材料與無機材料相比導熱系數較小，無極材料中，非金屬比金屬材料導熱系數小，氣體材料與液體材料相比，氣體導熱系數小，液體導熱系數又小于固體導熱系數。

4.2 表觀密度

表觀密度是材料在其自然狀態下單位體積的質量。體積包括固體部分的體積和空隙的體積。隨著孔隙率的增加或表觀密度的減小，熱導率減小。其中，該材料的導熱系數是不是無限的降低表觀密度減小，當表觀密度小于某一臨界值時，氣孔率太高，空氣間隙開始產生對流；以抗輻射熱氣很低一樣，如果孔隙率高，輻射傳熱是相應的強化，材料的熱導率增加[4]。

4.3 空隙的大小與特征

在相同的表觀密度下，材料孔徑越小，導熱系數越小。當孔徑小到一定大小時，孔內的空氣完全被孔壁吸收，使傳熱系統最小化。當孔隙體積足夠大時，孔隙內的空氣出現對流，導熱系數增大。對于相同的孔隙率和孔徑，當孔隙彼此連接時，熱導率較大；當孔隙彼此閉合時，導熱系數較小。

5 結語

隨著我國科技的不斷發展，越來越多的新型材料會逐漸的涌現到建筑市場中，并向多元化的方向發展。我們在實際應用中必須有全面的考慮，除了要具備統一化、標準化及規范化的管理，還要合理化的選擇材料，才能有效降低火災隱患，推動我國建筑行業的不斷向前發展，為人民創造一個安全、舒適的生活環境。

參考文獻

[1]劉利軍.復合保溫（XPS）板外墻自保溫體系在節能建筑工程中的應用[J].中外建筑，2011（12）：119-120.

[2]龍斌.外墻保溫材料導熱系數與密度及含水率關系的試驗研究[J].江西建材，2015，（14）：4-5.

[3]王連盛.外墻外保溫系統中保溫材料導熱系數現場檢測方法研究[J].墻材革新與建筑節能，2013，（1）：53-55.

[4]毛安雄，邱洪林，張賀威.外墻保溫材料導熱系數的試驗研究[J].工程建設與設計，2014，（3）：109-111.endprint