保溫隔熱材料及其應(yīng)用現(xiàn)狀研究

趙元田 孫兆俊

【摘要】隨著保溫隔熱材料的不斷發(fā)展，目前擁有的種類(lèi)越來(lái)越多，按照通常使用的材料質(zhì)地劃分法，可分為無(wú)機(jī)保溫隔熱材料和有機(jī)保溫隔熱材料兩大類(lèi)，過(guò)去單一的保溫隔熱材料己經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在的使用需要，于是更多環(huán)保型、復(fù)合型保溫材料逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，并且受到了廣泛關(guān)注和開(kāi)發(fā)利用。目前常用的有無(wú)機(jī)纖維保溫隔熱材料、有機(jī)纖維類(lèi)保溫板和復(fù)合型保溫隔熱材料。

【關(guān)鍵詞】保溫隔熱材料；應(yīng)用現(xiàn)狀

【Abstract】With the development of thermal insulation materials， currently we have more and more types， according to the texture of the material division method commonly used insulation materials can be divided into inorganic and organic insulation materials into two categories， the last single insulation insulation materials already unable to meet the current need to use， so more environmentally friendly， composite insulation material gradually into the market， and has been widespread concern and exploitation. Currently there are inorganic fiber insulation materials， organic fiber insulation board insulation and composite materials.

【Key words】Application status；Insulation material

1. 前言

（1）保溫隔熱材料是指對(duì)熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復(fù)合體，其導(dǎo)熱系數(shù)一般應(yīng)小0.174W/（m-K），表觀密度應(yīng)小于1000Kg/m3。在建筑物中，保溫材料主要作用是使圍護(hù)結(jié)構(gòu)在冬季保持室內(nèi)一定溫度的能力，傳熱過(guò)程常按穩(wěn)定傳熱考慮，并以傳熱系數(shù)大小或熱阻大小來(lái)評(píng)價(jià)。隔熱材料主要作用是使圍護(hù)結(jié)構(gòu)在夏季隔離室外高溫和熱輻射的影響，使室內(nèi)保持一定溫度，傳熱過(guò)程按24小時(shí)為一個(gè)周期的周期性傳熱來(lái)考慮，以夏季室外計(jì)算溫度條件（較熱天氣情況）下圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度值來(lái)評(píng)價(jià)。保溫隔熱材料也正朝著高效、節(jié)能、隔熱、防水和厚度小等方向發(fā)展，因此新型保溫隔熱材料不僅要符合結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能技術(shù)，對(duì)材料的使用也更要有針對(duì)性、規(guī)范性，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及國(guó)家的相關(guān)文件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，始終把提高保溫效率及降低材料成本作為我們努力的方向。對(duì)于不同地區(qū)和建筑的不同部位，選用適當(dāng)?shù)谋馗魺岵牧鲜窃O(shè)計(jì)和建造節(jié)能建筑的重要方面，一般情況下，可按以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行比較和選擇：保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)必須要比較?。槐夭牧系幕瘜W(xué)穩(wěn)定性要良好；保溫隔熱材料要具有一定的強(qiáng)度；保溫隔熱材料要有足夠的使用壽命，與主體結(jié)構(gòu)的使用壽命相適宜，以免后期維修浪費(fèi)物力、人力和財(cái)力；每單位體積的保溫隔熱材料要與其使用功能相匹配，可以根據(jù)其功能價(jià)格即單位熱阻價(jià)格來(lái)評(píng)估其價(jià)格；保溫隔熱材料的吸水率應(yīng)很小；保溫材料的施工性要好等。

（2）我國(guó)在保溫和隔熱材料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用方面取得了很大進(jìn)展，隨著新型保溫隔熱材料的種類(lèi)越來(lái)越多，在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用也越來(lái)越受到關(guān)注和重視。但長(zhǎng)期以來(lái)，城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)水平差距較大，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，在節(jié)能方面，農(nóng)民意識(shí)淡薄，使得新型保溫隔熱材料在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用發(fā)展的比較緩慢。很多時(shí)候，農(nóng)民依然選擇傳統(tǒng)的落后保溫做法，利用原生態(tài)的葦席、秸稈、草泥等材料，也有節(jié)能意識(shí)強(qiáng)一些的村民使用爐渣、礦渣，鋪設(shè)在屋面上，作為屋面保溫層，墻體大多仍然采用傳統(tǒng)的燒制粘土紅磚，而很少采用具有保溫隔熱作用的空心砌塊等。近幾年隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，農(nóng)民在建造新房的時(shí)候片面追求外觀美、面積大，只是改變墻體、瓦材、窗戶(hù)等房屋的表面材料，卻忽視了保溫隔熱材料的重要性，只能通過(guò)增設(shè)采暖設(shè)備來(lái)改善房間的熱舒適性，使得住宅耗能增加，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)加重，同時(shí)也浪費(fèi)了大量的能源。

2. 有機(jī)保溫隔熱材料

（1）常用有機(jī)保溫隔熱材料。建筑中常用的有機(jī)保溫隔熱材料主要有模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、擠塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS），聚氨酯（PU）和酚醛泡沫（PF）等。有機(jī)保溫隔熱材料在建筑工程中的使用主要是對(duì)外墻和屋面保溫，以聚苯板和聚氨酯硬泡薄抹灰保溫體系為主，其做法也在不斷改進(jìn)和完善，在推廣中取得了良好的效果，但是仍然存在易出現(xiàn)裂縫、安全性和耐久性差等問(wèn)題。聚苯板和聚氨酯發(fā)泡等有機(jī)保溫隔熱材料均屬于可燃易燃材料，不耐高溫，在100℃左右時(shí)就軟化；再者，有機(jī)化合物燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒煙氣，這是導(dǎo)致火災(zāi)中人員傷亡的最直接的原因。此種保溫材料耐久性差，主要體現(xiàn)在固有的易老化、易粉化的特點(diǎn)，一般使用年限為20～30年，而我國(guó)一般住宅建筑的設(shè)計(jì)壽命在50年以上，兩者壽命的不匹配導(dǎo)致了在使用中途需大量維修或重新更換。

（2）綠色環(huán)保型保溫隔熱材料——秸稈建筑材料。秸稈是作為一種可再生資源，取材方便，成本低廉，是性能優(yōu)良的綠色環(huán)保型材料。秸稈建筑材料還有以下特性：成分接近于木材木質(zhì)素、纖維素和戊聚糖的含量是影響板材強(qiáng)度的主要因素；韌性高；保溫隔熱性好；防潮性好等特點(diǎn)。秸稈作為一種可再生資源，取材方便，成本低廉，是性能優(yōu)良的綠色環(huán)保型材料。秸稈本身屬于一種易燃材料，但是經(jīng)過(guò)高密度壓實(shí)和抹灰以后，屬于防火性能良好的建筑墻體材料秸稈復(fù)合板是以農(nóng)作物秸稈為原料，通過(guò)噴蒸和真空平壓工藝制成的厚度為80～100mm板材，集中了塑料和木材的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的抗水性能，防霉不易腐蝕，抗老化，還具有一定的絕緣性和阻燃性，且保留秸稈中空結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)內(nèi)襯保溫材料，再在兩表面覆以木質(zhì)、無(wú)機(jī)或有機(jī)材料，構(gòu)成的復(fù)合墻板。隨著秸稈板產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，這種環(huán)保型板材己經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)建筑和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中活躍。秸稈復(fù)合板是符合節(jié)能要求、保溫、輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔音的新型保溫墻體。將秸稈復(fù)合板用在村鎮(zhèn)建設(shè)中，既可以保留了村鎮(zhèn)的特色，又取材方便、施工簡(jiǎn)單。而且，制作這種板材不使用甲醛，對(duì)人體健康和保護(hù)環(huán)境都有益，以秸稈取代木材制作板材，還可以減少木材砍伐量，更好的保護(hù)森林和耕地，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

3. 無(wú)機(jī)保溫隔熱材料

3.1無(wú)機(jī)保溫隔熱材料一般可分為三類(lèi)：巖棉、玻璃棉等無(wú)機(jī)保溫纖維及其制品；自保溫墻體的塊體材料，如泡沫混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、復(fù)合自保溫砌塊、硅藻土制品等；添加保溫骨料的保溫砂漿，如玻化微珠保溫砂漿等。無(wú)機(jī)保溫材料的主要優(yōu)點(diǎn)在于：不易燃燒，防火性能良好；不易變形；抗老化，化學(xué)性能比較穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)；一般用廢料或廢渣制成，不使用有機(jī)資源，有利于生態(tài)環(huán)保；與墻基層和抹灰層容易結(jié)合，安全穩(wěn)固性好等。

3.2但是不同種類(lèi)的無(wú)機(jī)保溫隔熱材料在實(shí)際工程應(yīng)用中也存在不同的問(wèn)題，以其中常用的幾種為例進(jìn)行說(shuō)明：

（1）巖棉板。優(yōu)點(diǎn)：A級(jí)不燃，保溫隔熱性能非常好、施工技術(shù)成熟、防火性能好。缺點(diǎn)：吸水率高。

（2）泡沫混凝土砌塊及加氣混凝土砌塊等。優(yōu)點(diǎn)：多孔、輕質(zhì)、隔聲等。缺點(diǎn)：強(qiáng)度較低，在承重性能方面不如其他墻體；易受空氣濕度影響，干縮值較大；不易于砂漿層勃結(jié)，導(dǎo)致粉刷層常出現(xiàn)空鼓、開(kāi)裂等現(xiàn)象；其保溫隔熱性能不如有機(jī)保溫材料。

（3）?；⒅楸厣皾{。優(yōu)點(diǎn)：防火性能好；不易變形；不易老化，化學(xué)性能穩(wěn)定；與墻體基層容易結(jié)合，安全性能好；可回收利用。缺點(diǎn)：容重較大、保溫節(jié)能性差。

近年來(lái)，逐漸有一些新型環(huán)保節(jié)能的建筑保溫隔熱材料出現(xiàn)，YT無(wú)機(jī)活性保溫隔熱材料就是其中一種。YT無(wú)機(jī)活性保溫隔熱材料是以天然礦物質(zhì)為主要骨料，利用無(wú)機(jī)改性材料、天然植物蛋白纖維和固化材料，按照一定比例配合、經(jīng)過(guò)高溫鍛燒而制成的輕質(zhì)保溫隔熱材料。它是一種保溫隔熱性能獨(dú)特的粉末狀材料，用其制成的一系列產(chǎn)品適用于夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、寒冷地區(qū)以及嚴(yán)寒地區(qū)建筑房屋的保溫隔熱。YT無(wú)機(jī)活性保溫隔熱材料具有防火性能，環(huán)保性能，使用壽命長(zhǎng)，施工簡(jiǎn)便，易于操作，質(zhì)量可靠等特點(diǎn)。