建筑保溫材料的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)研究

李 成

（河北廣播電視大學(xué) 河北石家莊 050080）

1 引言

目前我國(guó)現(xiàn)有建筑面積約400 億m2，我國(guó)的建筑能耗大約占我國(guó)全社會(huì)總能耗的30%。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)的建筑面積將達(dá)到700 億m2，屆時(shí)建筑能耗將占到我國(guó)全社會(huì)能耗的一半左右。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果，我國(guó)現(xiàn)行建筑多為高耗能建筑，與氣候條件接近的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，單位面積的能耗高出其2～5倍[1]。因此，開(kāi)發(fā)出有效的節(jié)能保溫材料對(duì)于降低全社會(huì)的能耗具有重大的意義，推動(dòng)社會(huì)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(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題。對(duì)建筑物采取有效的節(jié)能措施，減少其能源的消耗對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)大概要承擔(dān)整個(gè)建筑物節(jié)能保溫的70%任務(wù)，而建筑物墻體占圍護(hù)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(lèi)及技術(shù)特點(diǎn)

3.1 礦物棉

礦物棉屬于無(wú)機(jī)材料，包括玻璃棉和巖棉。巖棉是一種無(wú)毒無(wú)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(dá)到主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，并且價(jià)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(duì)較好的保溫效果的礦物棉質(zhì)量較輕，抗拉強(qiáng)度不足，耐久性也會(huì)受到影響。

玻璃棉在很多方面與巖棉相似，但其價(jià)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(duì)工人勞動(dòng)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(duì)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(dāng)發(fā)泡水泥用于墻體保溫時(shí)，能夠填補(bǔ)原墻體凹凸不平的基面，使面層平整，方便接下來(lái)的施工過(guò)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(yīng)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(jí)只能達(dá)到B2 級(jí)，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(shù)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(duì)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(shì)，但由于其在施工中主要采用“點(diǎn)固定”的形式與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，容易發(fā)生空鼓、脫落的現(xiàn)象，因此對(duì)于外形較為復(fù)雜的建筑物要謹(jǐn)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(chǎng)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(chǎng)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(wàn)噸聚氨酯保溫材料，則每年能夠減少70 萬(wàn)噸的CO2排放量。而且聚氨酯材料特性相對(duì)穩(wěn)定，粘結(jié)性很強(qiáng)，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(jià)格原因，我國(guó)的聚氨酯保溫材料僅僅占整個(gè)建筑保溫材料市場(chǎng)的10%左右，是美國(guó)聚氨酯所占份額的1/5[4]。但其提升空間巨大，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，聚氨酯保溫材料將會(huì)越來(lái)越體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。

4 建筑保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)

在建筑保溫材料方面，我國(guó)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(dá)國(guó)家相比仍然有很大的差距。隨著我國(guó)對(duì)節(jié)能減排的大力提倡，建筑保溫材料也會(huì)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(shù)成本低、施工簡(jiǎn)單、安全的特點(diǎn)，在我國(guó)節(jié)能技術(shù)剛開(kāi)始發(fā)展的時(shí)期被廣泛應(yīng)用。但應(yīng)用的過(guò)程中產(chǎn)生了以下幾個(gè)問(wèn)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(wú)法阻止熱橋，使得保溫效果不明顯。隨著我國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，外墻保溫必將成為保溫材料的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。外保溫的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

1.外墻保溫技術(shù)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(gè)建筑的氣密性，同時(shí)也起到防水的效果；

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

4.外保溫技術(shù)能夠減少對(duì)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(guó)房屋體系的不斷發(fā)展，建筑保溫材料也必然會(huì)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(gè)方向。綠色化包括材料來(lái)源綠色化、生產(chǎn)加工過(guò)程綠色化、產(chǎn)品的使用過(guò)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(jī)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(diǎn)，例如無(wú)機(jī)保溫材料強(qiáng)度高、耐高溫但不利于機(jī)械化生產(chǎn)而且吸水率很高；有機(jī)保溫材料保溫隔熱性能優(yōu)異，但容易老化并且強(qiáng)度很低，存在著一定的防火安全隱患。復(fù)合型保溫材料能夠?qū)⒂袡C(jī)保溫材料和無(wú)機(jī)保溫材料進(jìn)行很好的融合，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各自的不足之處。

4.5 透明保溫材料

目前國(guó)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(lèi)屬于無(wú)機(jī)保溫材料，后兩類(lèi)屬于有機(jī)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(qiáng)烈太陽(yáng)光照射的區(qū)域，當(dāng)日照不夠的時(shí)候，透明保溫材料能夠有效保持室內(nèi)的熱量；當(dāng)日照充裕的時(shí)候，透明保溫材料又直接通過(guò)太陽(yáng)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(lèi)以及技術(shù)特點(diǎn)，介紹了建筑保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)。采用何種建筑保溫材料要做到“因地制宜”，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)以及對(duì)節(jié)能要求很高的地區(qū)，可以采用復(fù)合保溫材料提高節(jié)能效率。對(duì)于農(nóng)村以及城鎮(zhèn)多層居住建筑，可以采用保溫砂漿。