淺談新型綠色外墻保溫材料的研究與應(yīng)用

李國(guó)海

（廈門(mén)華舫建筑工程有限公司， 福建 廈門(mén) 361000）

0 前言

能源與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間聯(lián)系十分緊密，建筑行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的能耗比較大，因此也具有較大節(jié)能潛能，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能過(guò)程中，可以通過(guò)多渠道和多方式開(kāi)展，其在實(shí)施時(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)為保溫隔熱材料，外墻保溫材料屬于綠色建筑發(fā)揮外墻保溫作用關(guān)鍵。就當(dāng)前社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)講，外墻保溫材料具有多樣性特點(diǎn)，其在優(yōu)勢(shì)上也有所不同[1]。

1 保溫材料的特點(diǎn)

保溫材料能夠發(fā)揮減緩熱流速率傳導(dǎo)、輻射以及對(duì)流的作用，通過(guò)使用保溫材料能夠使熱流在建筑物中進(jìn)出得到阻礙，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在這幾方面：首先，從經(jīng)濟(jì)視角對(duì)其進(jìn)行分析，運(yùn)用保溫材料能夠使能源產(chǎn)生的花費(fèi)得到節(jié)約，也能促進(jìn)機(jī)械設(shè)備在規(guī)模上的減小，促進(jìn)使設(shè)備花費(fèi)得到有效節(jié)約。其次，從環(huán)境視角對(duì)其進(jìn)行分析，保溫材料運(yùn)用時(shí)能夠使能源得到節(jié)約，也能將設(shè)備使用數(shù)量減少，進(jìn)而使設(shè)備排放的對(duì)污染物數(shù)量獲得明顯降低[2]。最后，從建筑物保護(hù)視角對(duì)其進(jìn)行分析，溫度發(fā)生的劇烈變化會(huì)建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，保溫的材料運(yùn)用能夠使溫度處于平穩(wěn)變化狀態(tài)，將建筑物實(shí)際使用壽命延長(zhǎng)，進(jìn)而使建筑物在結(jié)構(gòu)完整性方面得到比較充分的保證。就保溫材料來(lái)講，其質(zhì)量方面的優(yōu)劣和保溫功能聯(lián)系緊密，也關(guān)系著工程整體質(zhì)量，隔熱材料以及隔熱制品會(huì)對(duì)建筑節(jié)能效果產(chǎn)生比較直接的影響。當(dāng)前針對(duì)建筑保溫材料的應(yīng)用和研制已經(jīng)受到了廣泛重視，并且在全球范圍內(nèi)，保溫隔熱材料也在向著節(jié)能、高效、防水、隔熱以及薄層方向發(fā)展，在不斷發(fā)展保溫隔熱材料與加強(qiáng)保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也應(yīng)注重對(duì)保溫隔熱材料的針對(duì)性使用，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范展開(kāi)施工，在提升保溫效率同時(shí)將成本降低。

2 新型綠色外墻保溫材料的發(fā)展

經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展過(guò)程中，建筑行業(yè)發(fā)展也十分迅速，在墻體材料也呈現(xiàn)出了高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，高分子材料在運(yùn)用過(guò)程中，能夠利用煤灰、廢舊煤渣、空心瓦、空心磚等多種節(jié)能材料，推動(dòng)新型綠色材料向著廣覆蓋、多品種方向發(fā)展。就新型外墻方面的綠色保溫材料來(lái)講，屬于綠色建筑中的重要組成[3]。實(shí)際上我國(guó)在二十世紀(jì)八十年代建筑節(jié)能時(shí)期便出現(xiàn)了外墻保溫材料，當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由無(wú)機(jī)到對(duì)有機(jī)的發(fā)展，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)了新工藝向舊工藝，以及由老產(chǎn)品向著新產(chǎn)品的發(fā)展，并且由原本的單一材料向復(fù)合材料發(fā)展。結(jié)合市場(chǎng)中外部保溫材料品牌以及種類，可以將其劃分為兩個(gè)形態(tài)、三個(gè)種類以及八個(gè)系統(tǒng)。就兩種形態(tài)來(lái)講，一種為固體，也就是多種硬型保溫套管以及軟型保溫套管。另一種為液體，也就是多種保溫涂料以及保溫漿。就三個(gè)種類來(lái)講，首先為有機(jī)高分子保溫材料，其中主要有硬泡聚氨酯、擠塑聚苯板等，如圖1：

圖1 擠塑聚苯板

其次為無(wú)機(jī)保溫材料，其中主要為玻璃棉、巖棉等。最后為復(fù)合型的保溫材料，其中主要的為膠粉聚苯顆粒漿料。

3 新型綠色外墻保溫材料的種類

3.1 新型墻體材料

新型墻體材料與傳統(tǒng)灰砂石、磚瓦等材料相比有一定區(qū)別，包含的門(mén)類與品種比較多，從功能上來(lái)講，可以將其劃分為門(mén)窗材料、防水材料、保溫材料、隔音材料等，如圖2：

圖2 防水材料

不同材料有與之相對(duì)應(yīng)的塑料件、五金件以及輔助材料，從材質(zhì)上的來(lái)講，可以將其劃分為天然材料、金屬材料、化學(xué)材料以及非金屬材料，當(dāng)前市場(chǎng)中運(yùn)用比較廣泛的材料主要有板狀與磚塊狀兩種類型[4]。就磚塊類型來(lái)講，主要為加氣砼、砼多孔磚、混凝土實(shí)心磚、灰砂磚、粉煤灰磚等。就板狀類來(lái)講，主要為石膏空心條板、紙面石膏板、水泥刨花板等等。新型墻體材料防火性能比較好，安全性高，并且使用壽命比較長(zhǎng)，保溫層和基層墻面之間能夠牢固粘結(jié)，并且抗開(kāi)裂、抗脫落、抗沖擊、抗風(fēng)壓性能比較好。墻體處于夏季時(shí)不會(huì)受高溫影響出現(xiàn)膨脹問(wèn)題導(dǎo)致墻體空鼓或者是開(kāi)裂。同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)比較小，實(shí)際虛熱系數(shù)比較大，粘結(jié)時(shí)整體強(qiáng)度比較高，能夠和公安部與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合下發(fā)的公通字〔2009〕46號(hào)文件中保溫材料要求相適應(yīng)。

3.2 新型保溫材料

首先，巖棉。巖棉主要是將精選的輝綠巖以及玄武巖作為主要原料，并使用一定輔助材料，運(yùn)用高溫熔融離心方式制作成松散材料，然后將一定量的防塵劑、膠粘劑等加入在巖棉纖維中，運(yùn)用逐層疊鋪、固化爐固化等多種的工藝，獲得多樣性巖棉制品[5]。就巖棉制品來(lái)講，具有隔熱、絕熱、穩(wěn)定并且吸聲音的化學(xué)性質(zhì)，在吸濕率、不燃性以及憎水率高方面的特點(diǎn)比較明顯，因此其在電力、石油、紡織、冶金等行業(yè)中獲得了比較廣泛的應(yīng)用，如圖3 ：

圖3 巖棉

我國(guó)巖棉市場(chǎng)主要集中于化工、石油、電力部門(mén)，在建筑行業(yè)當(dāng)中尚且未能得到廣泛推廣與應(yīng)用，并且普及程度與受重視程度也不高。外墻保溫中巖棉的運(yùn)用要求比較高，酸度系數(shù)達(dá)到1.8以上情況下才能使巖棉性能與巖棉質(zhì)量得到充分保證。受產(chǎn)品有較高質(zhì)量要求以及市場(chǎng)比較小的影響，巖棉未能在建筑的行業(yè)中得到深入研究。

其次，聚苯顆粒砂漿。聚苯顆粒砂漿在抗風(fēng)性與抗火性方面表現(xiàn)的比較好，同時(shí)在施工時(shí)能夠體現(xiàn)出良好適應(yīng)性，能夠使建筑結(jié)構(gòu)具體要求得到充分滿足，如圖4：

圖4 聚苯顆粒砂漿

并且施工質(zhì)量比較高，保溫層一般不會(huì)開(kāi)裂，能夠適應(yīng)建筑行業(yè)中對(duì)保溫材料節(jié)能、高效的需求。對(duì)此種材料來(lái)講，使用時(shí)可以在建筑外墻上直接進(jìn)行涂抹，涂抹時(shí)先涂抹保溫漿料，再涂抹漿料面層，面層需在保溫漿料涂抹二十四小時(shí)之后進(jìn)行涂抹，在面層地涂抹十二小時(shí)之后，需了解面層表面在強(qiáng)度上是否能夠滿足粘貼網(wǎng)格布的具體需求，在強(qiáng)度達(dá)到需求情況下，可以將底層聚合砂漿在漿料面層涂抹，在完成之后將網(wǎng)格布?jí)旱缴皾{中，一直壓到不粘手狀態(tài)將其放開(kāi)，然后再進(jìn)行面層聚合砂漿的涂抹，就其厚度來(lái)講，需將網(wǎng)格布表面蓋住。實(shí)際施工時(shí)候，砂漿總厚度應(yīng)為的2.5mm左右。

再次，聚酯類材料。就聚酯類材料來(lái)講，主要為噴涂類型以及硬泡沫類型。就硬泡沫類型來(lái)講，是將多元醇、異氰酸酯作為主要材料，然后根據(jù)一定比例將混合發(fā)泡硬質(zhì)泡沫塑料以及添加劑，運(yùn)用預(yù)制方式，雙面使用面層板材。對(duì)于硬質(zhì)聚氨酯板，其廣泛運(yùn)用在外墻保溫中，對(duì)于涂噴聚氨酯，廣泛運(yùn)用于外墻保溫以及屋面保溫中，聚氨酯保溫材料是保溫性能較好的材料，優(yōu)點(diǎn)在于保溫性比較好，并且導(dǎo)熱率比較小。同時(shí)性能對(duì)比較優(yōu)越，屬于熱固性材料，在遇火時(shí)不會(huì)熔滴，也不會(huì)收縮，火焰在一千攝氏度時(shí)，二十分鐘也不會(huì)燒穿。并且和無(wú)機(jī)材料之間的黏性比較好。除此之外，其在防滲透性以及防水性方面的效果比較高，抗壓強(qiáng)度比較高。這類材料在使用時(shí)，會(huì)面臨價(jià)格與成本過(guò)高的問(wèn)題。并且發(fā)泡劑會(huì)受到環(huán)境影響。從整體上來(lái)講，聚氨酯保溫材料在發(fā)展空間上比較廣闊。

最后，復(fù)合節(jié)能材料。復(fù)合節(jié)能材料為玻化微珠與聚氨酯。對(duì)于?；⒅閬?lái)講，具有耐火、中中輕質(zhì)、保溫性強(qiáng)、價(jià)格低多種優(yōu)點(diǎn)，玻化微珠和聚氨酯復(fù)合材料的運(yùn)用，能夠使聚氨酯的材料保溫性能以及力學(xué)性能得到充分發(fā)揮，促進(jìn)材料熱穩(wěn)定性、燃燒性提高，并且使成本得到有效降低，同時(shí)是聚氨酯材料壓縮性能、防火性能、熱穩(wěn)定性得到充分發(fā)揮。復(fù)合材料在導(dǎo)熱系數(shù)上比較低，并且抗壓強(qiáng)度比較高，同時(shí)也具有較低的氧指數(shù)。

3.3 建筑裝飾材料

當(dāng)前建筑裝飾材料污染程度已經(jīng)得到了極大程度降低，環(huán)境合格率整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，人們健康意識(shí)逐漸增強(qiáng)過(guò)程中，對(duì)于綠色建筑裝飾材料的重視程度逐漸提升。就當(dāng)前社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)講，綠色建筑裝飾材料的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，在運(yùn)用過(guò)程中，需了解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證整體構(gòu)思的科學(xué)性與合理性，進(jìn)而使污染程度能夠下降到最低，使人們身體健康得到充分保證。同時(shí)建筑裝飾材料應(yīng)盡量將保溫性體現(xiàn)出來(lái)，選擇建筑裝飾材料過(guò)程中，需結(jié)合實(shí)際情況，就聚苯乙烯泡沫板來(lái)講，由揮發(fā)性液體發(fā)泡劑可發(fā)聚苯乙烯珠粒加熱預(yù)發(fā)后，并在模具中加熱成型白色物體。具有微細(xì)閉孔特點(diǎn)，用于建筑墻體、合板保溫、屋面保溫、復(fù)等。就聚氨酯泡沫來(lái)講，具有填縫﹑密封﹑粘結(jié)﹑隔熱，并且吸音等多種效果，屬于環(huán)保節(jié)能﹑使用方便的建筑材料。就玻璃纖維保溫棉來(lái)講，絕緣性好、吸音效果好、隔熱性強(qiáng)、纖維長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)于能源的需求也逐漸增大，環(huán)境污染問(wèn)題、能源短缺問(wèn)題屬于世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中面臨的難題。對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)講，產(chǎn)生的能耗比較高，怎樣運(yùn)用新型材料將建筑能耗降低，推動(dòng)社會(huì)持續(xù)性發(fā)展是建筑行業(yè)當(dāng)前應(yīng)重點(diǎn)思考的問(wèn)題。墻體保溫是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有效方式，保溫材料的使用對(duì)建筑保溫和節(jié)能效果會(huì)產(chǎn)生直接影響，因此需加強(qiáng)對(duì)新型綠色外墻保溫材料的研究，并推動(dòng)其獲得廣泛應(yīng)用。