節(jié)能建筑外墻保溫材料的應(yīng)用分析

王拓，曹楊，吳美升

（山東省建筑科學(xué)研究院有限公司，濟(jì)南250031）

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展背景下，建筑行業(yè)呈現(xiàn)出了極高的發(fā)展?jié)摿?，外墻保溫材料也隨之得到了廣泛的應(yīng)用，其能夠賦予建筑外墻更好的保溫隔熱性能，阻擋建筑內(nèi)部和外界環(huán)境中的能量交換，以此促進(jìn)建筑能源使用效率的提高。在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下，人們對建筑的節(jié)能問題投入了更多的關(guān)注，也使外墻保溫材料在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)頻繁。

2 建筑行業(yè)中能源的應(yīng)用情況

進(jìn)入21 世紀(jì)，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)出穩(wěn)定、快速的特點(diǎn)，同時(shí)，人們開始更多地關(guān)注其可持續(xù)性，公眾節(jié)能意識的提高，使建筑節(jié)能開始受到廣泛的關(guān)注，如何在不影響建筑使用功能和舒適性的前提下提高能源利用效率、降低建筑能耗，成為建筑行業(yè)發(fā)展中一個(gè)亟待解決的問題?？沙掷m(xù)發(fā)展理念的提出和深化使節(jié)能環(huán)保意識越發(fā)深入人心，從客觀上推動(dòng)了建筑行業(yè)的改革創(chuàng)新，尤其是最近幾年，城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的加快帶動(dòng)了建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，也使其開始面臨更高的標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)格的要求。以此為背景，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)做好新型保溫節(jié)能材料的研發(fā)工作，借助新的保溫節(jié)能材料減少建筑內(nèi)部的能源流失，在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面有十分積極的意義[1]。

3 不同類型的外墻保溫材料在節(jié)能建筑中的應(yīng)用

3.1 有機(jī)保溫材料的應(yīng)用

在節(jié)能建筑中，外墻有機(jī)保溫材料提取于石油副產(chǎn)品，具備較好的保溫性能、隔熱性能以及吸聲性能[2]。在實(shí)踐中，能被應(yīng)用到節(jié)能建筑外墻保溫中的有機(jī)保溫材料有很多，如聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以脲醛等，其中，應(yīng)用比較廣泛的材料包括聚氨酯和聚苯乙烯泡沫塑料。其中，聚氨酯泡沫塑料是當(dāng)前技術(shù)條件下導(dǎo)熱系數(shù)最低的保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.024 W/（m·K），其在建筑外墻保溫中的應(yīng)用多是采用噴涂法，借助材料本身具備的自黏結(jié)性，能夠?qū)崿F(xiàn)與建筑主體之間的可靠連接，還能賦予建筑墻體良好的防水性能。聚苯乙烯泡沫塑料是以苯乙烯為基料聚合加工而成的一種材料，導(dǎo)熱系數(shù)在0.04 W/（m·K），具有硬度高、質(zhì)量輕、耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，在建筑外墻保溫施工中有十分廣泛的應(yīng)用。

3.2 無機(jī)保溫材料的應(yīng)用

無機(jī)保溫材料是由無機(jī)材料（如石塊、玻璃、工業(yè)廢渣等）加工而成，應(yīng)用比較廣泛的有膨脹珍珠巖、?；⒅楸厣皾{以及巖棉等，實(shí)際工程中，最為常見的是膨脹珍珠巖和巖棉。其中，膨脹珍珠巖的導(dǎo)熱系數(shù)較低，在不同的地域和氣候環(huán)境下有良好的適用性；巖棉除了導(dǎo)熱系數(shù)較低，還具備較強(qiáng)的阻燃性和抗酸堿性，并且材料本身柔軟的質(zhì)地能夠?yàn)槭┕ぬ峁┍憷?/p>

3.3 復(fù)合保溫材料的應(yīng)用

復(fù)合材料是有機(jī)保溫材料和無機(jī)保溫材料的復(fù)合，以膠粉聚苯顆粒保溫砂漿為典型代表，主要構(gòu)成材料包括保溫膠粉料和聚苯顆粒，這種材料具有非常好的耐火性和防火性能，而較低的導(dǎo)熱系數(shù)賦予了其良好的保溫性能，并且具有高軟化系數(shù)、抗老化以及耐凍融等特點(diǎn)，使膠粉聚苯顆粒保溫砂漿具備優(yōu)越的施工性能，能很好地與其他施工作業(yè)配合，具有施工速度快、施工質(zhì)量高、成本造價(jià)低等優(yōu)勢，受到了施工人員的青睞[3]。

3.4 超級保溫材料的研究

超級保溫材料強(qiáng)調(diào)以先進(jìn)技術(shù)手段為支撐，最大限度地降低保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，例如，可以進(jìn)一步縮小保溫材料中氣孔的體積，阻止空氣的流通，使保溫材料能夠具備超級性能，甚至達(dá)到導(dǎo)熱系數(shù)小于空氣導(dǎo)熱系數(shù)的目標(biāo)。就目前的研究情況分析，適合進(jìn)一步深入研究的保溫材料有3 種：（1）納米孔材料，典型代表是氣凝膠，其在常溫狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)甚至能夠低至0.013 W/（m·K），因此，也被看作是當(dāng)前技術(shù)條件下最輕質(zhì)、隔熱性能最佳的固態(tài)材料，加上良好的減振和吸聲性能，氣凝膠的發(fā)展前景廣闊；（2）微孔有機(jī)材料，以PU（聚氨酯）和XPS（擠塑板）為主，其研究的主要目標(biāo)是將材料的導(dǎo)熱系數(shù)控制在0.025 W/（m·K）以內(nèi)；（3）真空絕熱板，這種復(fù)合材料包含了填充材料和相應(yīng)的真空保護(hù)表層，可以借助真空的方式切斷熱量傳輸?shù)穆窂?，?dǎo)熱系數(shù)最低能夠達(dá)到0.004 W/（m·K），是一種非常理想的外墻保溫材料，在歐洲部分國家，經(jīng)常會(huì)將其與EPS（聚苯板）結(jié)合使用。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況分析，雖然上述3 種超級保溫材料具備極強(qiáng)的性能，但是也存在施工難度大、施工成本高等問題，需要技術(shù)人員進(jìn)行更加深入的研究，對存在的缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，使超級保溫材料真正得到普及。

4 外墻保溫材料的發(fā)展方向

4.1 防火性能

在建筑尤其是高層建筑中，火災(zāi)的危害極其巨大，從保障建筑用戶生命財(cái)產(chǎn)安全、降低損失的角度，要求建筑外墻保溫材料能夠具備良好的防火性能，保障建筑的使用安全，因此，防火性能是建筑外墻保溫材料未來發(fā)展的一個(gè)重要方向[4]。相關(guān)研究結(jié)果顯示，將防火型石膏板融入保溫材料的方式，能夠切實(shí)提高材料的防火性能，減少火災(zāi)帶來的危害；利用具備防火性能的泡沫進(jìn)行外墻保溫材料的生產(chǎn)制作，也可以提高建筑外墻的防火性能。因?yàn)樵诜阑鹦团菽刑砑佑凶枞紕?，火?zāi)發(fā)生時(shí)，阻燃劑可以有效避免防火材料外殼的燃燒，避免火勢的蔓延。

4.2 裝飾性能

從滿足人們審美需求的角度，外墻保溫材料在未來的發(fā)展中不僅需要強(qiáng)調(diào)保溫性能，還應(yīng)關(guān)注裝飾性能，這樣才能更好地適應(yīng)新時(shí)期建筑行業(yè)發(fā)展的要求。依照政府有關(guān)部門頒布的《墻體材料革新“十五”規(guī)劃》（國經(jīng)貿(mào)資源〔2001〕1021 號）的相關(guān)要求，節(jié)能保溫材料的研發(fā)得到了足夠的重視，但是傳統(tǒng)的保溫材料雖然保溫性能優(yōu)良，但在遇到高溫時(shí)，很容易出現(xiàn)開裂、變形等問題，影響建筑整體的美觀性，對此，在對新的外墻保溫材料進(jìn)行研發(fā)時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)保溫性能和裝飾性能的相互結(jié)合[5]。

5 結(jié)語

面對越發(fā)激烈的市場競爭環(huán)境，建筑行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出了許多新的趨勢，一些新的建筑型式，如綠色建筑、節(jié)能建筑等應(yīng)運(yùn)而生，并且迅速得到了普及和應(yīng)用。以此為背景，在節(jié)能建筑施工建設(shè)中，應(yīng)從建筑的實(shí)際需求出發(fā)，做好外墻保溫材料的合理選擇，最大限度地發(fā)揮材料的性能和優(yōu)勢。從滿足人們個(gè)性化需求的角度，外墻保溫材料在未來發(fā)展中不僅需要持續(xù)提升保溫性能，還必須具備良好的防火性和裝飾性，為建筑行業(yè)的健康發(fā)展提供助力。