淺議寒冷地區(qū)節(jié)能型建筑保溫材料的應(yīng)用

趙輝王金鵬

（1鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司建筑分院 天津 300251 2天津華匯工程建筑設(shè)計(jì)有限公司 天津 300384）

1 各種節(jié)能建筑材料特性介紹

我國(guó)建筑用能已超過(guò)全國(guó)能源消費(fèi)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(qū)屋頂及外墻常用的材料，這些材料在目前的工程中應(yīng)用比較廣泛，下面就各種材料的特性進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1.1 節(jié)能保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)

而對(duì)于地處寒冷地區(qū)的各類建筑，采暖能耗是建筑能耗的主體，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能主要從保溫出發(fā)考慮。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫材料的選取是寒冷地區(qū)熱工設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)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(diǎn)，應(yīng)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(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒，經(jīng)加熱預(yù)發(fā)后在模具中加熱成型的具有微細(xì)閉孔結(jié)構(gòu)的白色固體。在這十幾年的民用建筑中應(yīng)用及其廣泛，它的導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫性能好，目前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模較大，因此造價(jià)較低，成為一個(gè)保溫體系的主力軍，但它最大的缺點(diǎn)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(xiàn)過(guò)幾次嚴(yán)重的火災(zāi)事故后，它也一度被消防部門禁用。它的吸水率對(duì)其熱傳導(dǎo)性的影響很明顯，隨著吸水量的增大，其導(dǎo)熱系數(shù)也增大，保溫效果也隨之變差。雖然聚苯板有這些缺點(diǎn)，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(diǎn)的手段的前提下，仍舊在一些項(xiàng)目上使用。

1.3 優(yōu)秀的保溫材料蒸壓加氣混凝土

蒸壓加氣混凝土是用鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的配料中加入鋁粉作加氣劑，經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆注成型、發(fā)氣膨脹、預(yù)養(yǎng)切割，再經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)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(dǎo)熱系數(shù)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(yōu)秀的保溫材料。然而在寒冷地區(qū)，要達(dá)到三步節(jié)能的要求，加氣塊墻體就需要做很厚，一般的項(xiàng)目都要做到300mm厚，從結(jié)構(gòu)荷載和節(jié)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(dá)到保溫效果。

1.4 節(jié)能主流材料酚醛泡沫材料

酚醛泡沫材料屬高分子有機(jī)硬質(zhì)鋁箔泡沫產(chǎn)品，是由熱固性酚醛樹(shù)脂發(fā)泡而成。它具有輕質(zhì)、防火、遇明火不燃燒、無(wú)煙、無(wú)毒、無(wú)滴落，低溫環(huán)境下不收縮、不脆化的特點(diǎn)。酚醛泡沫閉孔率高，則導(dǎo)熱系數(shù)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(jié)能材料，更是暖通制冷工程理想的絕熱材料。它的缺點(diǎn)是其脆性大、易碎，造價(jià)高，目前應(yīng)用的范圍不是很廣，市場(chǎng)占有率僅有5%左右，它的造價(jià)為聚苯板的上百倍，很多項(xiàng)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(jīng)過(guò)工業(yè)化設(shè)備投產(chǎn)來(lái)降低成本，會(huì)成為將來(lái)建筑保溫工程的主流材料。

1.5 耐火材料噴涂硬質(zhì)聚氨酯

噴涂硬質(zhì)聚氨酯（硬泡聚氨酯板）多為閉孔結(jié)構(gòu)，具有絕熱效果好、重量輕、比強(qiáng)度大、施工方便等優(yōu)良特性，同時(shí)還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點(diǎn)，導(dǎo)熱系數(shù)約相當(dāng)于EPS的一半，是目前所有保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)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(chǎng)上所有噴涂聚氨酯的耐火極限都無(wú)法達(dá)到A級(jí)，燃燒后釋放有毒氣體，因此應(yīng)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(jīng)高溫熔融后，由高速離心設(shè)備制成的人造無(wú)機(jī)纖維，具有極強(qiáng)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(zhì)輕、耐久、不燃、不腐、不受蟲(chóng)蛀等，是優(yōu)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(qū)達(dá)到節(jié)能要求還需要較大的溫度，另巖棉板的施工較復(fù)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(duì)呼吸道產(chǎn)生影響，對(duì)工作環(huán)境影響較大，材料的工藝還需進(jìn)一步完善和改進(jìn)。

1.7 節(jié)省排水的材料泡沫混凝土

泡沫混凝土通過(guò)發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過(guò)發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料。具有密度小、質(zhì)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(yīng)用在屋頂，它密度小，可以兼保溫和找坡作用，節(jié)省排水找坡的材料，與結(jié)構(gòu)層有較好的結(jié)合強(qiáng)度，但其有強(qiáng)度偏低、開(kāi)裂、暖水等缺陷，如果屋頂有荷載較大的設(shè)備，混凝土則容易開(kāi)裂，其性能有待進(jìn)一步改進(jìn)。

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(fù)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(jié)合多種材料，從而得到不同的保溫性能，從而可以適應(yīng)多重要求的基層環(huán)境。其缺點(diǎn)為自重較大，保溫性能一般，達(dá)到節(jié)能要求則需要較大厚度，砂漿粘結(jié)厚度如果較大，則較容易開(kāi)裂，后期的隱患較大，因此寒冷地區(qū)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(shí)按比例加水拌制而成的漿料。它具有極好的耐候性，導(dǎo)熱系數(shù)低保溫性能好，軟化系數(shù)高，耐凍融及抗老化。對(duì)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(diǎn)，曾經(jīng)在工程中廣泛應(yīng)用，而其耐火性無(wú)法使用有效措施降低其燃燒性從而逐漸被規(guī)范所禁止，如今僅僅在個(gè)別的工程中才會(huì)使用。

2 建筑行業(yè)節(jié)能減排節(jié)能減排

近些年建筑行業(yè)的發(fā)展極其迅速，在全行業(yè)節(jié)能減排節(jié)能減排的大形勢(shì)下，行業(yè)發(fā)展由原來(lái)的粗獷型發(fā)展改為集約型發(fā)展，步技能的要求能耗降低為原能耗標(biāo)準(zhǔn)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(guī)模的住宅項(xiàng)目多以聚苯板和擠塑板材料為主，由于它的廉價(jià)，可以大批量的生產(chǎn)，保溫效果也很不錯(cuò)。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展還利用A級(jí)材料（如巖棉、保溫砂漿）作為防火隔離材料來(lái)提升它的防火性能。也有一些項(xiàng)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(wú)法在面磚飾面中使用，較大的荷載還是對(duì)于砂漿的厚度有較高的要求。原先有些項(xiàng)目曾經(jīng)嘗試過(guò)內(nèi)保溫的做法，也由于其無(wú)法避免結(jié)構(gòu)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(nèi)空間較大，外檐做法的厚度不受限制，可以根據(jù)不同的功能特點(diǎn)選擇多樣的保溫材料和構(gòu)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(tǒng)的聚苯板保溫材料，也可以采用保溫砌塊結(jié)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(jié)力要強(qiáng)很多。干掛石材工程由于外掛石材的密封無(wú)法做到絕對(duì)嚴(yán)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(guī)范的要求下還可以選擇發(fā)泡聚氨酯等材料；能耗不大的小規(guī)模工程可以選擇泡沫混凝土和砂漿作為保溫材料。

3 結(jié)語(yǔ)

如今的建筑類別多種多樣，我們要根據(jù)不同的項(xiàng)目特點(diǎn)，仔細(xì)分析，熟練運(yùn)用保溫材料的不同特性，將建筑與節(jié)能設(shè)計(jì)巧妙的結(jié)合，才能做出精品工程，節(jié)約能耗，推動(dòng)建筑行業(yè)和能源行業(yè)進(jìn)一步向前發(fā)展。

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[3]張軼楠.酚醛泡沫保溫板的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].遼寧建材,2011,(12).[4]孫成建.巖棉外墻外保溫構(gòu)造與施工[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2007,(7).