綠色建筑節(jié)能下的外墻保溫材料應(yīng)用分析*

賈銳瀾

(南昌大學(xué)設(shè)計(jì)研究院 南昌 330047)

建筑物的外墻在建筑物的整體結(jié)構(gòu)中占有重要地位,主要起到保護(hù)和支撐人們生活便利的作用,不受天氣炎熱或寒冷的影響,必須確保正確應(yīng)用建筑絕緣材料?，F(xiàn)代建筑施工強(qiáng)調(diào)綠色環(huán)保理念的實(shí)踐,由于施工中使用的材料復(fù)雜、繁多,往往造成資源浪費(fèi),外墻建筑材料也不例外,通過運(yùn)用綠色建筑的外墻保溫材料能夠提升其整體性能,減少資源的消耗,有助于推動(dòng)建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展。

1 外墻保溫概述

1.1 外墻保溫的常見應(yīng)用類型

(1)熱塑性外墻保溫,這種材料經(jīng)過加熱物理成型,加熱后內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生物理變化,逐漸軟化或收縮,直接遇到火焰時(shí)會(huì)出現(xiàn)水滴現(xiàn)象,但當(dāng)熱量消失,再次冷卻并變硬,說明熱塑性外墻保溫材料的性能不夠穩(wěn)定,為防止軟化,所用材料需要具備較高的熔點(diǎn)?，F(xiàn)階段,在建筑施工中經(jīng)常使用的保溫材料,其燃燒等級(jí)為B2以上,如擠塑板的熔化溫度為110℃,能表現(xiàn)出非常好的抗熔效果,并具有良好的阻燃性性能和不燃燒。隨著材料生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新,熱塑性保溫材料的質(zhì)量和性能也在不斷優(yōu)化,其他施工技術(shù)的應(yīng)用將保溫性能提高到A 級(jí),有效保證了外墻保溫效果。

(2)熱固性外墻保溫,通過化學(xué)反應(yīng),加熱后內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化逐漸硬化,固化后性能穩(wěn)定不熔化,無需二次加工。建筑用熱固性保溫材料可以在泡沫表面形成穩(wěn)定的碳化硬質(zhì)層,具有很強(qiáng)的保溫效果。實(shí)際施工中廣泛使用的熱固性保溫材料包括酚醛泡沫板和聚氨酯硬泡,具有良好的阻燃性、保溫性以及防水性,因此應(yīng)用的范圍也特別廣泛。

(3)主要用于砂漿應(yīng)用的無機(jī)外墻保溫材料,由泡沫玻璃微珠組成,主要的原材料包含抗裂添加劑、凝膠材料以及輕質(zhì)的無機(jī)保溫顆粒骨料等。因此,這種材料的耐火和隔熱性能非常好。在某些應(yīng)用案例中,將無機(jī)保溫砂漿直接施涂于外墻,以保證施涂的均勻性和施涂工藝的合理性,從而達(dá)到良好的保溫效果。在技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的背景下,無機(jī)絕緣材料的成分也日益優(yōu)化。

(4)巖能YT 無機(jī)活性外墻保溫材料,由非極性改性材料和固化材料組成,通過特定的加工方法合成性能更穩(wěn)定的保溫材料,用于外墻施工。由于材料的特殊性能,其優(yōu)勢(shì)也比較明顯,主要體現(xiàn)在抗裂、防水、阻燃、保溫等方面,這種材料的施工工藝要求不高,使用簡單的工藝可獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。由于施工效果,冬夏季溫度可控制在舒適范圍內(nèi),在現(xiàn)代建筑外墻施工中應(yīng)用較為廣泛[1]。

1.2 建筑外墻保溫的方式

(1)外墻外保溫。就是在建筑物的外墻上安裝保溫系統(tǒng),起到保溫效果,延長建筑物的時(shí)間,降低建筑物的能耗。在確保建筑質(zhì)量和滿足保溫指標(biāo)的前提下,外墻外保溫能夠極大提升建筑的耐久性,做好對(duì)保溫的節(jié)能創(chuàng)新,節(jié)省空間。新建和舊房改造施工大多采用外保溫方式,但技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高,施工過程中出現(xiàn)了不少困難和問題。建筑外墻保溫時(shí),應(yīng)特別注意保溫系統(tǒng)的施工質(zhì)量,以免破壞自然環(huán)境。

(2)外墻內(nèi)保溫。外墻內(nèi)保溫主要在建筑墻體內(nèi)對(duì)保溫砂漿、苯板等材料進(jìn)行安裝,確保墻體的保溫功能。外墻內(nèi)保溫的施工方法相對(duì)簡單,在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中對(duì)建筑墻體的垂直度要求相對(duì)較低,保溫材料很難受到外界自然環(huán)境的影響。因此,外墻保溫在我國建筑行業(yè)中的應(yīng)用非常廣。承包商在施工外墻內(nèi)保溫時(shí)應(yīng)充分注意結(jié)露問題,以免建筑物外墻出現(xiàn)局部溫差。

(3)復(fù)合墻體保溫。復(fù)合墻體在建筑物結(jié)構(gòu)中也是非常關(guān)鍵的承重墻體,是由鋼筋混凝土材料、砌塊材料以及保溫材料共同組成的。這種墻體保溫材料通常是由各種材料經(jīng)過特殊處理或合成而成,加工工藝比普通保溫材料復(fù)雜。需要高度重視的是,在復(fù)合墻體保溫材料中應(yīng)用膠粉聚苯乙烯顆粒的保溫漿料,能夠形成無空洞的保溫層,具有優(yōu)異的節(jié)能效果[2]。

1.3 外墻節(jié)能保溫的應(yīng)用意義

在建筑業(yè)快速發(fā)展的背景下,建筑資源的消耗量不斷增加,并且呈逐年增加的趨勢(shì),這與綠色和可持續(xù)發(fā)展理念背道而馳。重視節(jié)能材料的應(yīng)用。

(1)節(jié)能保溫在建筑外墻施工中的應(yīng)用順應(yīng)綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的需要,節(jié)約資源消耗,采用最優(yōu)材料,達(dá)到理想的保溫效果,降低建筑能耗,促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

(2)提升外墻保溫性能,節(jié)能材料的研發(fā)投入了大量的精力和專業(yè)知識(shí),與傳統(tǒng)保溫材料相比,技術(shù)水平較高。因此可以達(dá)到更好的保溫效果。

(3)保證建筑物外墻的使用壽命。綠色節(jié)能保溫集保溫性能和節(jié)能性能于一體,在研發(fā)過程中自然要考慮到節(jié)能降耗的原則,選用性能更穩(wěn)定不易受外界客觀因素破壞的材料,保證外墻的應(yīng)用。

2 綠色建筑節(jié)能視野下的外墻保溫材料應(yīng)用

2.1 超薄真空絕熱板

超薄真空絕熱板對(duì)散熱、熱傳導(dǎo)以及熱對(duì)流具有非常好的絕熱效果(具體如圖一所示)。材料保溫性能的原理可以概括為以下幾個(gè)方面:第一,由于基板內(nèi)部為真空狀態(tài),可有效消除空氣對(duì)流的熱傳遞、節(jié)能、熱能。第二,超薄真空絕熱材料采用耐熱性強(qiáng)的無機(jī)纖維材料,因此熱導(dǎo)率可以控制在0.035 W/(m K)左右,利用絕熱的特性可以降低熱導(dǎo)率芯材。第三,板內(nèi)含有鋁箔,可以對(duì)熱輻射進(jìn)行反射,提升板的隔熱性能。在建筑外墻保溫施工中應(yīng)用超薄真空保溫板,施工重點(diǎn)是安裝超薄真空保溫板保溫系統(tǒng),可以對(duì)房屋的熱環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的效果,極大減少對(duì)空調(diào)設(shè)備的使用時(shí)間,體現(xiàn)了綠色建筑的節(jié)能特性。此外,通過對(duì)超薄真空絕熱板進(jìn)行應(yīng)用,能夠有效減少雨水沖刷以及外界溫度變化對(duì)建筑物造成相應(yīng)的影響,防止因冷凝或穿墻而對(duì)建筑物造成的破壞,對(duì)裂縫和室內(nèi)霉菌有一定的抑制作用。超薄真空保溫板施工流程如下:基墻處理界面劑涂刷水泥砂漿找平專用膠砂漿施工超薄真空保溫板粘合界面劑涂刷10 mm 保溫砂漿先抹專用石膏膠鋪設(shè)耐堿網(wǎng)布涂飾面層(涂層)全檢抹第二道專用石膏膠批準(zhǔn)。超薄真空保溫板保溫系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):第一,在冬天很冷的北方地區(qū),超薄真空保溫板能對(duì)室內(nèi)熱量進(jìn)行保護(hù)。南方地區(qū)的冬季比較潮濕,材料的保溫性能能夠極大地減少室內(nèi)的熱量損失,確保室溫的穩(wěn)定性。第二,超薄真空絕熱板可以有效減少對(duì)空調(diào)設(shè)備的使用,超薄真空絕熱板能夠有效抑制室內(nèi)與室外環(huán)境之間的能量交換。第三,超薄真空絕熱板還能提升建筑物內(nèi)墻的質(zhì)量,因此還能避免由于發(fā)霉以及結(jié)露所造成的內(nèi)墻質(zhì)量問題,防止由于受潮而導(dǎo)致的墻體病害。

圖1 超薄真空絕熱板

2.2 無機(jī)纖維絕緣防火噴涂材料

無機(jī)纖維噴膠是新型的材料,主要包含無機(jī)纖維以及水性粘合劑成分,兩者攪拌后運(yùn)用相應(yīng)的氣壓泵做好噴涂,同時(shí)在基材上進(jìn)行噴涂,噴涂位置立即在工件上形成有效的涂層。無機(jī)纖維噴涂不僅重量輕、吸音,而且噴涂時(shí)無毒無味,無機(jī)纖維噴涂的防火性能也特別強(qiáng),具有非常強(qiáng)的保溫效率以及耐候性,應(yīng)用的范圍非常廣。

2.3 輕質(zhì)無機(jī)墻板保溫

所謂輕質(zhì)無機(jī)墻板就是真正的絲網(wǎng)骨架夾芯墻板,它的主要基材是塑料水泥和三維應(yīng)力骨架,也有輕質(zhì)材料,混合材料制成的墻板也被稱為輕質(zhì)無機(jī)墻板,具體如圖二所示。其中,輕質(zhì)材料主要是由疏水膨脹珍珠巖制品以及巖棉制品所組成。一般情況下,對(duì)輕型墻板進(jìn)行安裝前,需要在施工現(xiàn)場對(duì)芯板的兩側(cè)對(duì)抗裂水泥砂漿進(jìn)行噴涂,最后對(duì)建筑進(jìn)行施工。在輕質(zhì)無機(jī)墻板中,自保溫系統(tǒng)高強(qiáng)度、隔音性能非常強(qiáng),同時(shí)保溫性能也特別優(yōu)異。

圖2 輕質(zhì)無機(jī)墻板保溫

3 綠色建筑節(jié)能下的外墻保溫材料的具體應(yīng)用

3.1 節(jié)能墻的應(yīng)用

保溫是建筑物外墻施工中最基本的要求,在結(jié)構(gòu)上包括內(nèi)保溫和外保溫兩個(gè)施工面。雖然兩者都具有一定的保溫效果,但有區(qū)別,注意需要加強(qiáng)裂縫外保溫施工。外保溫墻體施工采用巖棉礦棉和玻璃棉氈,并在其上涂抹保溫砂漿形成保護(hù)層,砂漿的選擇通常由膠粉聚苯乙烯顆粒組成,均勻涂抹在外保溫墻體上,以獲得更好的保溫效果。

3.2 節(jié)能玻璃及特種屋面的應(yīng)用

建筑物外墻施工時(shí),還要注意房屋的采光,所以窗戶是非常有必要的。節(jié)能新型節(jié)能玻璃不僅能獲得更好的采光,還能在建筑外墻起到裝飾作用,同時(shí)提高外墻的保溫隔熱和美觀性能。此外,還有現(xiàn)在廣泛使用的特殊屋頂,玻璃光屋頂可以將玻璃收集到的陽光直接轉(zhuǎn)化為熱能,有效提高建筑物的室內(nèi)溫度。既具有保溫作用,又能轉(zhuǎn)化為電能,起到照明作用,降低電能消耗,達(dá)到綠色環(huán)保節(jié)能的目的。

3.3 新型節(jié)能墻體的應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑施工中,外墻處理主要是運(yùn)用復(fù)合墻體技術(shù),如綜合保溫板以及混凝土漿料,以達(dá)到理想的阻燃、保溫和防水效果。在復(fù)合墻體技術(shù)的實(shí)施中,首先根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的需要確定墻體的厚度,基本制成保溫板,經(jīng)常使用的保溫板材料是由聚苯乙烯泡沫塑料以及聚氨酯泡沫塑料共同組成。生產(chǎn)完成后,再使用適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)安裝它們。對(duì)于混凝土漿料的應(yīng)用,其成分通常由EPG 膠粉和聚苯乙烯顆粒組成,摻入一些外加劑制成砂漿,均勻涂抹于外墻,形成保護(hù)面層后,具有保溫性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總之,城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的加快促進(jìn)了建筑業(yè)發(fā)展的明顯增速,在綠色節(jié)能理念的要求下,為保障建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,需要加強(qiáng)建筑材料管理,其中外墻施工要注意保溫,在性能上,采用優(yōu)質(zhì)材料提高保溫效果,達(dá)到節(jié)能目的。從實(shí)際施工來看,目前外墻保溫主要用于節(jié)能墻體、節(jié)能玻璃和屋頂以及新型節(jié)能墻體,能起到節(jié)能降耗、減少污染的作用。對(duì)建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有積極意義,未來需要加大節(jié)能材料的研發(fā)力度,進(jìn)一步提高外墻保溫材料的節(jié)能性能。