建筑保溫材料的技術特點及發(fā)展趨勢研究

李 成

（河北廣播電視大學 河北石家莊 050080）

1 引言

目前我國現(xiàn)有建筑面積約400 億m2，我國的建筑能耗大約占我國全社會總能耗的30%。預計到2020年，我國的建筑面積將達到700 億m2，屆時建筑能耗將占到我國全社會能耗的一半左右。根據(jù)相關調(diào)查結(jié)果，我國現(xiàn)行建筑多為高耗能建筑，與氣候條件接近的發(fā)達國家相比，單位面積的能耗高出其2～5倍[1]。因此，開發(fā)出有效的節(jié)能保溫材料對于降低全社會的能耗具有重大的意義，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。

2 建筑保溫的重要性

在全球性能源短缺的大背景下，如何減少能源消耗成為社會共同關注的問題。對建筑物采取有效的節(jié)能措施，減少其能源的消耗對節(jié)能環(huán)保有著十分重要的意義。而使用高效的保溫材料在一定程度上有助于整體建筑物的節(jié)能。

在建筑物保溫中，圍護結(jié)構(gòu)大概要承擔整個建筑物節(jié)能保溫的70%任務，而建筑物墻體占圍護結(jié)構(gòu)的2/3，因此，建筑物墻體保溫隔熱材料的選擇變得尤為重要。

3 建筑保溫材料的分類及技術特點

3.1 礦物棉

礦物棉屬于無機材料，包括玻璃棉和巖棉。巖棉是一種無毒無害的產(chǎn)品，而且耐火性好，防火性能優(yōu)異。礦物棉的壽命可以達到主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，并且價格低廉，不僅能夠做到保溫隔熱，而且有很好的隔音效果。

礦物棉的不足之處在于其質(zhì)量差異比較大，具有相對較好的保溫效果的礦物棉質(zhì)量較輕，抗拉強度不足，耐久性也會受到影響。

玻璃棉在很多方面與巖棉相似，但其價格高于巖棉。在手感方面玻璃棉要好于巖棉，這在一定程度上是對工人勞動條件的改善。

3.2 發(fā)泡水泥

發(fā)泡水泥保溫層不僅能夠用于外墻保溫中，而且可以用在屋面保溫中。發(fā)泡水泥相對于礦物棉其保溫效果略低，但其環(huán)保，施工方便，并且與主體結(jié)構(gòu)粘著性較好，能夠有效改善保溫板空鼓、脫層現(xiàn)象。

當發(fā)泡水泥用于墻體保溫時，能夠填補原墻體凹凸不平的基面，使面層平整，方便接下來的施工過程。

3.3 聚苯顆粒保溫砂漿

聚苯顆粒保溫砂漿是將聚苯顆粒保溫膠粉料和聚苯顆粒按一定比例配置而成的保溫材料，多應用于砌體結(jié)構(gòu)、加氣混凝土結(jié)以及多高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等外墻保溫工程，聚苯顆粒保溫砂漿的缺陷是其阻燃等級只能達到B2 級，屬于易燃保溫材料[2]。

3.4 聚苯乙烯泡沫塑料板

聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的材料[3]。由于其具有很多封閉的微孔，因此其密度相對較小，吸水率低，隔音效果好，保溫隔熱性能優(yōu)異。

雖然聚苯板作為墻體的保溫材料具有天然的優(yōu)勢，但由于其在施工中主要采用“點固定”的形式與主體結(jié)構(gòu)進行連接，容易發(fā)生空鼓、脫落的現(xiàn)象，因此對于外形較為復雜的建筑物要謹慎采用該種材料。

3.5 聚氨酯保溫材料

相比于擠塑板和巖棉，聚氨酯保溫材料在市場上占有的份額最低，但其保溫效果相比于巖棉和擠塑板更好。聚氨酯保溫材料的傳熱系數(shù)僅僅為0.017～0.024，建筑市場中每使用1 m3的聚氨酯保溫材料就能減少270 kg 的CO2排放量。若一年消耗10 萬噸聚氨酯保溫材料，則每年能夠減少70 萬噸的CO2排放量。而且聚氨酯材料特性相對穩(wěn)定，粘結(jié)性很強，隔音效果明顯，防水性好，不易出現(xiàn)漏水或者墻體外表面脫落現(xiàn)象，是理想的保溫材料。

目前，由于價格原因，我國的聚氨酯保溫材料僅僅占整個建筑保溫材料市場的10%左右，是美國聚氨酯所占份額的1/5[4]。但其提升空間巨大，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，聚氨酯保溫材料將會越來越體現(xiàn)出其優(yōu)勢。

4 建筑保溫材料的發(fā)展趨勢

在建筑保溫材料方面，我國已有20 多年的發(fā)展史，而且在研制以及生產(chǎn)方面都取得了一定的成果，但是與發(fā)達國家相比仍然有很大的差距。隨著我國對節(jié)能減排的大力提倡，建筑保溫材料也會得到迅速的發(fā)展。

4.1 向外墻保溫發(fā)展

由于內(nèi)保溫技術成本低、施工簡單、安全的特點，在我國節(jié)能技術剛開始發(fā)展的時期被廣泛應用。但應用的過程中產(chǎn)生了以下幾個問題：由于保溫材料在室內(nèi)，減少了室內(nèi)的使用面積；建筑物外墻傳熱系數(shù)高，并且無法阻止熱橋，使得保溫效果不明顯。隨著我國節(jié)能標準的不斷提高，外墻保溫必將成為保溫材料的一個發(fā)展趨勢。外保溫的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

1.外墻保溫技術能夠有效消除“熱橋”現(xiàn)象，減少內(nèi)墻面斷裂的現(xiàn)象；

2.外墻保溫材料能夠提高整個建筑的氣密性，同時也起到防水的效果；

3.外保溫在起到保溫隔熱性能的同時也保護了建筑物的主體結(jié)構(gòu)，延長了主體結(jié)構(gòu)的使用壽命；

4.外保溫技術能夠減少對室內(nèi)使用面積的占用，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。

4.2 向輕質(zhì)化發(fā)展

建筑保溫材料的隔熱性能與其密度成反比，而且，輕質(zhì)的保溫材料可以減少地震作用下結(jié)構(gòu)所受的作用力。因此隨著我國房屋體系的不斷發(fā)展，建筑保溫材料也必然會向輕質(zhì)化方向發(fā)展[5]。

4.3 向綠色化方向發(fā)展

綠色化建筑材料是建筑業(yè)發(fā)展的一個方向。綠色化包括材料來源綠色化、生產(chǎn)加工過程綠色化、產(chǎn)品的使用過程綠色化以及產(chǎn)品功能失效以后的回收再利用綠色化。例如目前的有機質(zhì)發(fā)泡保溫材料采用綠色植物纖維代替氟利昂作為保溫材料。

4.4 功能多樣化方向發(fā)展

每種建筑保溫材料都有各自的特點，例如無機保溫材料強度高、耐高溫但不利于機械化生產(chǎn)而且吸水率很高；有機保溫材料保溫隔熱性能優(yōu)異，但容易老化并且強度很低，存在著一定的防火安全隱患。復合型保溫材料能夠?qū)⒂袡C保溫材料和無機保溫材料進行很好的融合，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢，彌補各自的不足之處。

4.5 透明保溫材料

目前國內(nèi)比較常用的透明保溫材料包括氣凝膠、玻璃纖維保溫材料、聚丙烯酸泡沫塑料、聚碳酸醋蜂窩塑料[6]。其中，前兩類屬于無機保溫材料，后兩類屬于有機保溫材料。透明保溫材料適用于溫帶或者寒冷的地區(qū)中有強烈太陽光照射的區(qū)域，當日照不夠的時候，透明保溫材料能夠有效保持室內(nèi)的熱量；當日照充裕的時候，透明保溫材料又直接通過太陽輻射吸收熱量傳遞到室內(nèi)。

4 結(jié) 論

本文主要介紹了建筑保溫材料的分類以及技術特點，介紹了建筑保溫材料的發(fā)展趨勢。采用何種建筑保溫材料要做到“因地制宜”，對于嚴寒地區(qū)以及對節(jié)能要求很高的地區(qū)，可以采用復合保溫材料提高節(jié)能效率。對于農(nóng)村以及城鎮(zhèn)多層居住建筑，可以采用保溫砂漿。