保溫隔熱材料及其應用現狀研究

趙元田 孫兆俊

【摘要】隨著保溫隔熱材料的不斷發展，目前擁有的種類越來越多，按照通常使用的材料質地劃分法，可分為無機保溫隔熱材料和有機保溫隔熱材料兩大類，過去單一的保溫隔熱材料己經不能滿足現在的使用需要，于是更多環保型、復合型保溫材料逐漸進入市場，并且受到了廣泛關注和開發利用。目前常用的有無機纖維保溫隔熱材料、有機纖維類保溫板和復合型保溫隔熱材料。

【關鍵詞】保溫隔熱材料；應用現狀

【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熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復合體，其導熱系數一般應小0.174W/（m-K），表觀密度應小于1000Kg/m3。在建筑物中，保溫材料主要作用是使圍護結構在冬季保持室內一定溫度的能力，傳熱過程常按穩定傳熱考慮，并以傳熱系數大小或熱阻大小來評價。隔熱材料主要作用是使圍護結構在夏季隔離室外高溫和熱輻射的影響，使室內保持一定溫度，傳熱過程按24小時為一個周期的周期性傳熱來考慮，以夏季室外計算溫度條件（較熱天氣情況）下圍護結構內表面最高溫度值來評價。保溫隔熱材料也正朝著高效、節能、隔熱、防水和厚度小等方向發展，因此新型保溫隔熱材料不僅要符合結構保溫節能技術，對材料的使用也更要有針對性、規范性，根據標準規范以及國家的相關文件要求進行設計、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。對于不同地區和建筑的不同部位，選用適當的保溫隔熱材料是設計和建造節能建筑的重要方面，一般情況下，可按以下幾個方面來進行比較和選擇：保溫材料的導熱系數必須要比較小；保溫材料的化學穩定性要良好；保溫隔熱材料要具有一定的強度；保溫隔熱材料要有足夠的使用壽命，與主體結構的使用壽命相適宜，以免后期維修浪費物力、人力和財力；每單位體積的保溫隔熱材料要與其使用功能相匹配，可以根據其功能價格即單位熱阻價格來評估其價格；保溫隔熱材料的吸水率應很小；保溫材料的施工性要好等。

（2）我國在保溫和隔熱材料的研究、生產和應用方面取得了很大進展，隨著新型保溫隔熱材料的種類越來越多，在建筑節能方面的應用也越來越受到關注和重視。但長期以來，城鄉經濟水平差距較大，我國農村地區經濟發展滯后，在節能方面，農民意識淡薄，使得新型保溫隔熱材料在農村地區應用發展的比較緩慢。很多時候，農民依然選擇傳統的落后保溫做法，利用原生態的葦席、秸稈、草泥等材料，也有節能意識強一些的村民使用爐渣、礦渣，鋪設在屋面上，作為屋面保溫層，墻體大多仍然采用傳統的燒制粘土紅磚，而很少采用具有保溫隔熱作用的空心砌塊等。近幾年隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，農民在建造新房的時候片面追求外觀美、面積大，只是改變墻體、瓦材、窗戶等房屋的表面材料，卻忽視了保溫隔熱材料的重要性，只能通過增設采暖設備來改善房間的熱舒適性，使得住宅耗能增加，農民的經濟負擔加重，同時也浪費了大量的能源。

2. 有機保溫隔熱材料

（1）常用有機保溫隔熱材料。建筑中常用的有機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。有機保溫隔熱材料在建筑工程中的使用主要是對外墻和屋面保溫，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和完善，在推廣中取得了良好的效果，但是仍然存在易出現裂縫、安全性和耐久性差等問題。聚苯板和聚氨酯發泡等有機保溫隔熱材料均屬于可燃易燃材料，不耐高溫，在100℃左右時就軟化；再者，有機化合物燃燒時會產生大量的有毒煙氣，這是導致火災中人員傷亡的最直接的原因。此種保溫材料耐久性差，主要體現在固有的易老化、易粉化的特點，一般使用年限為20～30年，而我國一般住宅建筑的設計壽命在50年以上，兩者壽命的不匹配導致了在使用中途需大量維修或重新更換。

（2）綠色環保型保溫隔熱材料——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，是性能優良的綠色環保型材料。秸稈建筑材料還有以下特性：成分接近于木材木質素、纖維素和戊聚糖的含量是影響板材強度的主要因素；韌性高；保溫隔熱性好；防潮性好等特點。秸稈作為一種可再生資源，取材方便，成本低廉，是性能優良的綠色環保型材料。秸稈本身屬于一種易燃材料，但是經過高密度壓實和抹灰以后，屬于防火性能良好的建筑墻體材料秸稈復合板是以農作物秸稈為原料，通過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點，具有較強的抗水性能，防霉不易腐蝕，抗老化，還具有一定的絕緣性和阻燃性，且保留秸稈中空結構的輕質內襯保溫材料，再在兩表面覆以木質、無機或有機材料，構成的復合墻板。隨著秸稈板產業的不斷發展，這種環保型板材己經開始在國內建筑和產品設計中活躍。秸稈復合板是符合節能要求、保溫、輕質、高強、隔音的新型保溫墻體。將秸稈復合板用在村鎮建設中，既可以保留了村鎮的特色，又取材方便、施工簡單。而且，制作這種板材不使用甲醛，對人體健康和保護環境都有益，以秸稈取代木材制作板材，還可以減少木材砍伐量，更好的保護森林和耕地，促進可持續發展。

3. 無機保溫隔熱材料

3.1無機保溫隔熱材料一般可分為三類：巖棉、玻璃棉等無機保溫纖維及其制品；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。無機保溫材料的主要優點在于：不易燃燒，防火性能良好；不易變形；抗老化，化學性能比較穩定，使用壽命長；一般用廢料或廢渣制成，不使用有機資源，有利于生態環保；與墻基層和抹灰層容易結合，安全穩固性好等。

3.2但是不同種類的無機保溫隔熱材料在實際工程應用中也存在不同的問題，以其中常用的幾種為例進行說明：

（1）巖棉板。優點：A級不燃，保溫隔熱性能非常好、施工技術成熟、防火性能好。缺點：吸水率高。

（2）泡沫混凝土砌塊及加氣混凝土砌塊等。優點：多孔、輕質、隔聲等。缺點：強度較低，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，導致粉刷層常出現空鼓、開裂等現象；其保溫隔熱性能不如有機保溫材料。

（3）玻化微珠保溫砂漿。優點：防火性能好；不易變形；不易老化，化學性能穩定；與墻體基層容易結合，安全性能好；可回收利用。缺點：容重較大、保溫節能性差。

近年來，逐漸有一些新型環保節能的建筑保溫隔熱材料出現，YT無機活性保溫隔熱材料就是其中一種。YT無機活性保溫隔熱材料是以天然礦物質為主要骨料，利用無機改性材料、天然植物蛋白纖維和固化材料，按照一定比例配合、經過高溫鍛燒而制成的輕質保溫隔熱材料。它是一種保溫隔熱性能獨特的粉末狀材料，用其制成的一系列產品適用于夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區、寒冷地區以及嚴寒地區建筑房屋的保溫隔熱。YT無機活性保溫隔熱材料具有防火性能，環保性能，使用壽命長，施工簡便，易于操作，質量可靠等特點。