建筑外墻節能保溫材料應用及其檢測

摘要：作者對節能保溫材料的發展狀況進行了簡單的介紹，就當前我國常用的外墻保溫材料加以論述，闡述了建筑節能檢測中的方法，在分析和總結外墻節能檢測中遇到的實際問題的基礎上，提出解決問題的方法。

關鍵詞：建筑外墻；節能；保溫；材料；檢測技術

在能源消耗中，建筑能耗約占全國能源消耗總量的30%左右，建筑能耗是以使用過程的能耗，特別是其中的采暖和空調能耗為主，因此建筑節能的重點應放在采暖和降溫的能耗上。最有效、最經濟的節能措施之一，就是加強建筑保溫隔熱。由于外墻墻體面積約占總建筑面積的45%，因此外墻保溫材料的選用對節能降耗起著極為重要的作用。

1建筑墻體保溫的重要性

1.1建筑外墻體保溫的研究

主要的外墻體保溫體系有四種：EPS板薄抹灰外保溫系統、XPS板薄抹灰外保溫系統、膠粉EPS顆粒保溫漿料外保溫系統、現澆混凝土復合無網EPS板外保溫系統。它們都各自有其優點，但是也存在一些弊端，最突出的就是易開裂、易脫落、耐久性差、防火性能差。因此，隨著建筑節能設計標準的不斷提高，要求不斷開發新型的墻體保溫體系。

1.2有助于節省能源，因此需求量巨大

根據相關的統計分析，就絕熱材料總需求量看，按照比較高的節能標準要求，每平方米節能建筑消耗絕熱材料約2.4kg。這樣算下來，每年需要的絕熱材料312萬t。墻體保溫技術的應用，大大降低了能源的消耗。

1.3有助于環境的保護

據專家根據相關數據的估算，使用1t優質絕熱節能材料，1年可節約3t標準煤；而其間接的效果，相當于可減少二氧化碳等有害氣體排放量1.015t。這樣看來，大力推動建筑節能工作已成為我國能源可持續發展的戰略決策。

2節能保溫材料的應用

2.1無機保溫材料的發展

無機保溫材料在施工過程中全封閉、無接縫、無空腔，沒有冷熱橋產生，因此，它既可以做外墻外保溫又可以做外墻內保溫，或者外墻內外同時保溫及屋頂的保溫和地熱的隔熱層?，F在的保溫材料大多要求具有較好的防火特性，而無機節能保溫材料防火阻燃安全性就特別好，一般應用于密集型住宅、公共建筑、大型公共場所、易燃易爆場所、對防火要求嚴格的場所。但是它也存在一些缺點，比如：保溫性能差、占地面積較大、不抗撞擊、不抗壓力、環保性能差、極易對人體造成傷害。

2.2聚苯乙烯泡沫塑料板

聚苯乙烯泡沫塑料板的主要原料是聚苯乙烯樹脂，它需要經過發泡劑發泡，然后在其內部制成無數封閉的微孔。它的主要特點是：表觀密度小、導熱系數小、吸水率低、隔音性能好、機械強度高而且尺寸精度高、結構均勻等。目前我國建筑節能有機發泡類保溫材料有發泡聚苯板EPS、擠塑聚苯板XPS、噴涂聚氨酯SPU及聚苯顆粒等，輔助材料是聚合物粘結砂漿、界面處理劑或界面砂漿、專用膨脹螺釘、耐堿玻纖網和鍍鋅鋼絲網等。這些的主要應用有有聚苯板、鋼絲網架夾芯復合內外墻板、金屬復合夾芯板等。聚苯板具有很好的保溫效果，但是其使用性能不是很好，板材之間要進行必要拼接、黏結，不適合外形比較復雜的建筑物的保溫，不易施工，不夠經濟，所以使用范圍不是很廣泛。這就說明聚苯乙烯（EPS/XPS）泡沫保溫材料雖然是一種熱塑性材料，比無機保溫材料性能更加優越，但是它也存在一些缺點：空腔結構、抗風揭性差、易出現裂縫、墻體透濕和返水現象、易造成大氣污染、易發生二次燃燒且具有極快的火焰傳播速度。這樣看來，它不應該用于公共場所，也就是說使用受到了限制。

2.3復合型材料

復合型材料具有保溫隔熱效果好、防火阻燃、變形系數小、抗老化、性能穩定、生態環保性好、保溫層強度高、使用壽命長、施工難度小、工程成本低等優點，而且其原材料來源廣泛、能耗低，可節約資源，提高資源的循環再利用率等優點。完全符合國家倡導的防火、保溫、環保、節能要求，這是有機保溫材料無法做到的。這種復合型材料主要原料是廉價的建筑原料和粉煤灰工業廢渣，屬節能、利廢的產品，而且在其加工過程中用水、用電量都小，無污水排放，無有害氣體產生。新興的新型復合型材料如隔熱涂料、防輻射涂料等，都有保溫效果，但其性能上存在一定的缺陷，成本高，涂層老化快，使用壽命有限。目前，有好多地區如上海、四川、慶、沈陽等省市成功推出了多種新型無機復合類高效保溫材料，這充分證明了新型無機復合類高效保溫材料及應用技術是完全可行的，既可以滿足節能上的要求，又有益于生態環境保護和資源高效可循環利用。

2.4聚氨酯PU硬泡節能保溫材料

聚氨酯PU硬泡節能保溫材料是導熱系數最低的一種材料，也就是說在達到同樣隔熱效果條件下，它使用的保溫材料厚度最小。它的導熱系數為0.023瓦（/米·開）。根據熱工計算，25毫米厚的PU保溫效果相當于40毫米厚的EPS、380毫米厚的混凝土或860毫米的普通磚。如果要完成我國建筑節能65%總目標，PU厚度只需3厘米，而EPS板厚度需7厘米以上，XPS板厚度需5厘米以上。這種保溫材料具有一定的韌性，抗外力能力較強，但是如果消煙性能不過關，它在燃燒時易產生大量濃煙，引起人員傷亡。目前國內沒有大量使用PU保溫材料除了它的成本較高外還有它的防火性能差

3節能保溫材料檢測技術

3.1樣品的狀態調節

所謂樣品的狀態調節是為使樣品或試樣達到溫度和濕度的平衡狀態所進行的一種或多種操作，其原理為把試樣暴露在規定的狀態調節環境或溫度中，那么試樣與狀態調節環境或溫度之間即可達到可再現的溫度和或含濕量平衡的狀態。在測定保溫材料的導熱系數時，在測定試件質量后，必須把試件放在干燥器或通風的烘箱里，以對材料適宜的溫度將試件調節到恒定的質量。

3.2導熱系數檢測

導熱系數是評價保溫材料絕熱性能的主要技術依據，其物理意義為：在穩態傳熱條件下，當其兩側溫差為1℃時，在單位時間內通過單位面積的熱量，目前通常采用基于穩態法的雙試件平板導熱系數測定儀測定材料的導熱系數。筆者曾對某一橡塑保溫材料在同一條件下連續檢測4次的導熱系數值（平均溫度40℃），檢測導熱系數值分別為0.0417w/m·k，0.0398w/m·k，0.0404w/m·k，0.0398w/m，第一次檢測值不符合國標導熱系數值規定。

筆者認為，橡塑保溫材料在第一次檢測時濕度較大，導致材料的導熱系數較大，保溫性能下降。另外，材料的分子結構及其化學成分、材料的表觀密度、溫度、松散材料的粒度、熱流方向等都會對材料的導熱系數造成影響，在熱工計算中必需要考慮這個問題。

3.3密度的檢測

材料的密度是指單位體積的材料重量，對于不同的材料可以劃分為表觀密度、干密度等，是影響材料導熱系數的重要因素之一。由于氣相的導熱系數通常要小于固相的導熱系數，所以保溫材料都具有很大的氣孔率，即很小的密度。一般情況下，增大氣孔率或減少表觀密度都能夠降低材料的導熱系數。要指出的是，絕熱材料的主要傳熱方式是導熱，即形成氣泡的固體殼以及殼內氣體的導熱，但是在材料導熱的同時，還存在另一種傳熱方式即輻射換熱。絕熱材料的傳熱是導熱與輻射換熱共同作用的結果，當絕熱材料的密度減小到某一數值之后，導熱系數的減少值與輻射換熱量的增大值相比，后者效果更為明顯，就整個材料保溫性能而言是下降的。

參考文獻：

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