建筑物系統(tǒng)節(jié)能保溫材料性能比較

田寶新

(太原理工大學(xué)，山西太原 030024)

我國20世紀(jì)80年代開始對建筑物系統(tǒng)節(jié)能保溫材料進(jìn)行推廣。國家重點強(qiáng)調(diào)降低能源消耗，改善人民的生活環(huán)境。降低房屋建筑能耗首先從墻體材料、門窗材料開始，為節(jié)省土地資源禁止利用土地?zé)Y(jié)粘土實心磚，門窗改用鋼制材料，從空腹鋼窗、實腹鋼窗、鋁合金窗、塑鋼窗到第五代斷橋鋁復(fù)合門窗，從材料改進(jìn)到制作工藝改進(jìn)，真正達(dá)到保溫節(jié)能效果。既為國家節(jié)省了大量土地資源和森林資源，又有利于國家經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，可謂利國利民的大好事。

在砌筑墻體材料方面，國家相繼開發(fā)出粘土實心磚的替代產(chǎn)品加氣混凝土砌塊、燒結(jié)頁巖磚、輕質(zhì)混凝土墻板、灰砂燒結(jié)實心磚等。這些替代產(chǎn)品具有材質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、隔音效果好、耐高溫等特點，防火性能達(dá)到國家一級防火標(biāo)準(zhǔn)。以加氣混凝土砌塊為例與粘土實心磚進(jìn)行比較，粘土實心磚容重1 700 kg/m3，加氣混凝土砌塊容重500 kg/m3～700 kg/m3，粘土實心磚導(dǎo)熱系數(shù)0.45千卡/(m·h)～0.58千卡/(m·h)，加氣混凝土砌塊導(dǎo)熱系數(shù)0.11千卡/(m·h)～0.18千卡/(m·h)，20 cm厚的加氣混凝土砌塊墻體保溫效果相當(dāng)于49 cm厚粘土實心磚，加氣混凝土砌塊隔熱性能大大優(yōu)于24 cm厚粘土實心磚墻體，加氣混凝土砌塊以品質(zhì)較好的粉煤灰作摻合料，可充分發(fā)揮其形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微骨料效應(yīng)，既經(jīng)濟(jì)又可行。好的粉煤灰一方面能填充混凝土基材，甚至能填充水泥漿中的微孔，另一方面能與水泥水化析出的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣膠體，這樣既改善了界面狀態(tài)，又提高了加氣混凝土砌塊的強(qiáng)度和耐久性。

在墻體保溫材料方面，廣泛推廣使用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板、玻璃棉、橡塑海綿板、復(fù)合硅酸鹽漿料、聚苯乙烯擠塑板、聚氨酯漿料、珍珠巖水泥板、泡沫水泥板等系列產(chǎn)品。使用外墻外保溫材料不會產(chǎn)生熱橋、冷橋現(xiàn)象，具有良好的建筑節(jié)能效果，同時外墻外保溫還起到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的作用，減少外界溫度、濕度和各種射線對主體結(jié)構(gòu)的影響。隨著高層建筑的普及，要求墻體隔熱保溫的同時，又要求墻體保溫材料的耐火性能達(dá)到A級標(biāo)準(zhǔn)。沈陽、北京、上海高層建筑大火燒掉的是阻燃性墻體保溫材料，有機(jī)聚苯板防火等級為B級。為此，國家對各類建筑外保溫材料防火等級有了明確規(guī)定，高度不小于100 m的高層建筑和建筑高度不小于24 m的幕墻式建筑，使用的保溫材料燃燒性能必須達(dá)到A級不燃材料，安全環(huán)保型外墻外保溫材料是建筑物實現(xiàn)防火減災(zāi)、節(jié)能降耗的關(guān)鍵材料。

外墻保溫用巖棉板具有較高的抗壓和抗拉伸強(qiáng)度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩(wěn)定性良好、不會產(chǎn)生熱膨脹或收縮、耐老化等優(yōu)點，能與外墻系統(tǒng)兼容，為建筑物提供有效的保溫節(jié)能、防火以及極端氣候保護(hù)等多種性能。

酚醛泡沫聚苯板材料特性:

1)高阻燃、低發(fā)煙。氧指數(shù)可達(dá)56%，煙密度小于5。1 200℃不燃燒，遇火只碳化無滴落物。

2)絕緣性好，導(dǎo)熱系數(shù)低。酚醛泡沫材料是由“密閉式小氣泡”組成，能良好阻斷溫度形成的熱對流現(xiàn)象。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.02 W/(m·K) ～0.03 W/(m·K)，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

3)耐候性穩(wěn)定，耐熱性較高。酚醛保溫發(fā)泡材料使用溫度為－60℃～150℃，尺寸穩(wěn)定，不吸水，抗老化，使用壽命長。

4)無氟發(fā)泡，無毒無味，是綠色環(huán)保建材。發(fā)泡過程不使用氟氯碳化物，配比合理，反應(yīng)完全，形成的化合物無殘留毒物，無任何氣味，耐酸耐堿，對于酸性堿性具有良好的抵抗性。

擠塑聚苯乙烯(XPS)保溫板，具有獨特完美的閉孔蜂窩結(jié)構(gòu)，其閉孔率達(dá)99%，故其保溫性能好。無論是隔熱性能、不吸水性能還是抗壓強(qiáng)度等方面特點都優(yōu)于其他保溫材料，故在保溫性能上也是其他保溫材料所不能及的。擠塑板具有質(zhì)輕、易搬運、易切割、易固定、施工便利成本低的優(yōu)點，且使用壽命可達(dá)到70年，是優(yōu)質(zhì)性能的環(huán)保型材料。

YT無機(jī)活性墻體保溫板適用于高層建筑，防火等級A級。YT無機(jī)活性墻體保溫隔熱系統(tǒng)與其他保溫系統(tǒng)性能比較:

保溫材料品種大致分為五種:巖棉板、TY無機(jī)活性墻體保溫板、有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板、聚苯顆粒?；⒅?、無機(jī)保溫砂漿。環(huán)保性能:其中TY無機(jī)活性墻體保溫板屬于環(huán)保型，具有優(yōu)質(zhì)天然綠色無機(jī)保溫材料，有機(jī)聚苯材料污染環(huán)境不環(huán)保;防火性能:TY無機(jī)活性墻體保溫板為A級不燃，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板為阻燃型，聚苯顆粒?；⒅闉樽枞夹筒牧细邷匾兹紵?，無機(jī)保溫砂漿為不燃型材料;抗裂性能:TY無機(jī)活性墻體保溫板不開裂，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板易開裂，聚苯顆粒?；⒅橐组_裂，無機(jī)保溫砂漿易龜裂;抗水性能:TY無機(jī)活性墻體保溫板不滲水，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板易滲水，聚苯顆粒?；⒅橐诐B水結(jié)露，無機(jī)保溫砂漿易吸水溶脹;節(jié)能性能:TY無機(jī)活性墻體保溫板節(jié)能效果好，無空鼓作業(yè)，不存在冷熱橋，能滿足國家50%～60%的節(jié)能要求，上墻后導(dǎo)熱系數(shù)低于0.050，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板粘貼面積30%～50%的空鼓，錨釘、網(wǎng)格布均存在冷熱橋問題，保溫層面易龜裂、滲水，綜合導(dǎo)熱系數(shù)大于0.083 6;施工性能:施工簡便快捷、工期短，比其他保溫系統(tǒng)節(jié)約一半以上工期，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板施工工序多、難度大、工期長，聚苯顆粒?；⒅榉磸椥愿摺⒉灰耸┕?、工期長，無機(jī)保溫砂漿施工相對復(fù)雜、工期長;性價比:TY無機(jī)活性墻體保溫板省時、省工、省成本，工期節(jié)約一半以上，人工費減半。替代性強(qiáng)(替代水泥抹平砂漿，減少兩遍膩子，綜合造價可降低30%，有機(jī)聚苯板(EPS)擠塑板和其他材料工序多(抹底灰、粘結(jié)、打錨釘、貼網(wǎng)格布、抹抗裂砂漿)、工期長、人工費高、綜合成本高。門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面積約占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積的30%，其能耗約占建筑總能耗的2/3，其中傳熱損失為1/3，所以門窗是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能保溫的重點。

采用熱阻大能耗低的節(jié)能材料，制造新型保溫節(jié)能門窗，可大大提高熱工性能。斷橋鋁復(fù)合門窗是利用塑料型材，將室內(nèi)外兩層鋁合金隔開，又緊密連接成一個整體，構(gòu)成一種新的隔熱型鋁型材。其隔熱性能解決了鋁合金散熱快的致命弱點，同時采取新的密封設(shè)計徹底解決了單純鋁合金密封不嚴(yán)的老大難問題。這種斷橋鋁新結(jié)構(gòu)設(shè)計兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優(yōu)勢，同時滿足裝飾效果和門窗強(qiáng)度，及耐老化性能的多種優(yōu)點，可實現(xiàn)門窗的三道密封結(jié)構(gòu)，合理分離水汽腔，成功實現(xiàn)汽水等壓平衡，顯著提高了門窗的水密性和氣密性，具有很好的性價比。

斷橋鋁窗與塑鋼窗性能比較分析:

1)抗風(fēng)壓強(qiáng)度。

雖然塑鋼窗有鋼襯支撐，但鋼襯與鋼襯之間沒有連接，因此，在強(qiáng)度上沒有斷橋鋁高，抗風(fēng)壓強(qiáng)度相對斷橋鋁較低。

2)水密性。

由于塑鋼窗的開啟，扇與框不是同一平面，向室內(nèi)凹陷，因此容易積水，而斷橋鋁合金窗的開啟扇與框在同一平面，不易積水。

3)氣密性。

塑鋼窗的PVC型材是通過焊接連接的，在連接處沒有縫隙，而斷橋鋁合金窗是通過螺栓連接的，因此塑鋼窗氣密性優(yōu)于斷橋鋁窗。

4)防火性能。

塑鋼窗的防火性能是難燃型，斷橋鋁合金窗是不燃型，因此斷橋鋁合金窗的防火性能優(yōu)于塑鋼窗。

5)采光性能。

由于塑鋼窗在外立面的投影尺寸比斷橋鋁合金窗大，其框扇構(gòu)件遮光面積比斷橋鋁合金窗大10%左右，因此同樣的洞口尺寸，塑鋼窗的采光性能比斷橋鋁合金差10%左右。

斷橋鋁合金窗的組成結(jié)構(gòu)是結(jié)合了木窗的環(huán)保、鋼窗的牢固安全、塑鋼窗保溫節(jié)能的共性。是由兩個不同斷面通過節(jié)能隔熱條組合而成。它的主要作用是起到熱傳遞中間斷開，防止冷熱傳遞迅速或緩熱傳遞。斷橋鋁合金保溫隔熱性能好，采用隔熱型材內(nèi)外框軟性結(jié)合，邊框采用一膠條雙毛條的密封形式，關(guān)閉嚴(yán)密、氣密、水密性能特佳，保溫性能優(yōu)越，窗扇采用中空玻璃結(jié)構(gòu)，使窗戶真正顯示出隔音、隔熱、保溫功能，大量節(jié)省采暖和制冷費用，傳熱系數(shù)K值在2.23 W/2K～2.94 W/2K以下，節(jié)能效果顯著。

[1] 徐春禮.輕骨料混凝土小型空心砌塊的質(zhì)量現(xiàn)狀及改進(jìn)措施[J].工程質(zhì)量，2011，29(249):11-12.

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