淺談建筑圍護結構的節能材料*

余悅，祝斯月，李金陽，雷仕玥，鮑清楊

（武漢輕工大學土木工程與建筑學院 湖北 武漢 430023）

0 引言

建筑材料是建筑的基石，隨著建筑節能材料的發展，維護結構作為建筑結構中的“能耗大戶”，其組成材料必然向著高效、經濟、節能方向發展[1-2]。因此，在維護結構中大力發展建筑節能材料，以增強其保溫、隔熱及密閉性，減少能量損失，是增強建筑節能環保的重要措施。

1 節能墻體材料

1.1 有機節能墻體材料

有機節能墻體主要有聚氨酯樹脂泡沫塑料（PUF）、酚醛樹脂泡沫塑料（PF）和聚苯乙烯泡沫塑料（PS）。硬質PUF保溫性能優良。PF絕熱性極佳，導熱率極低，PS隔熱性能優良。

1.2 無機節能墻體材料

無機纖維建筑保溫材料包括巖棉和礦渣棉（統稱礦巖棉）制品、玻璃棉及其制品，是良好的保溫、隔熱、耐熱的節能墻體材料。

無機多孔狀保溫材料包括膨脹珍珠巖及其制品和膨脹蛭石及其制品。膨脹珍珠巖具有很好的絕熱防火性能。膨脹蛭石也具有保溫、絕熱等特性。

泡沫水泥制品熱導率低，強度高。泡沫石棉是一種新型輕質高效保溫節能材料，其導熱系數低、保溫性能好。硅酸鈣制品強度高，熱導率低，使用溫度高，耐熱性和熱穩定性好，耐水性良好，經久耐用。輕質保溫砌塊具有自重輕、保溫效果好等特點[3]。

1.3 復合節能墻體

GRC復合保溫墻板可分為外墻內保溫板和外墻外保溫板兩類。聚苯乙烯泡沫混凝土保溫板重量輕，保溫隔熱性能好，具有一定強度，適用于各類墻體及屋面的保溫層。金屬面芯夾板質輕、高強、絕熱性能好、施工方便、可重復利用、耐久性好。

1.4 節能利廢墻體

節能利廢墻體材料中，煤矸石空心磚的熱阻性和熱惰性都很大且能夠承受較大荷載。農業廢棄物綠色墻體材料是以稻草、稻殼、沉砂淤泥、再生集料、秸稈等為原料制成。

1.5 建筑保溫涂料及砂漿

阻隔性隔熱涂料是通過大力減緩熱傳遞來達到隔熱效果的涂料。反射隔熱涂料一般采用有機高分子乳液、顏填料、助劑等組分配制而成。輻射隔熱涂料是將房屋吸收的日光和熱量以一定的波長發射到空中，以此獲得較好隔熱降溫性能的涂料。

建筑保溫砂漿中，常用的傳統無機保溫砂漿有膨脹珍珠巖保溫砂漿和膨脹蛭石保溫砂漿兩種。新型無機保溫砂漿有玻化微珠保溫砂漿和復合無機保溫砂漿兩種。有機保溫砂漿的保溫隔熱性能良好。

1.6 新型節能墻體

在新型節能墻體中，雙（多）層立面雙層（或三層）圍護結構是一種較新的墻體節能方式，它能充分利用太陽能，節省了建筑中人工照明和機械通風的費用，其良好的保溫隔熱性能也減少了用于維持室溫的能耗。另一種是太陽能空氣加熱墻體系統是利用太陽能空氣加熱（SHA）技術加熱通風空氣，從而降低建筑墻體的熱損失并能減少冷空氣入侵建筑。

2 節能門窗材料

2.1 窗框材料

木材的導熱率很低，使得木門窗框擁有極佳的隔熱保溫性能[4]。塑料的導熱率低，保溫隔熱性能優良，氣密性好，但剛性差，通常會加工成塑鋼復合型材。合金窗框輕質耐用，易塑形、易保養、抗風抗壓性能也較好，但其耐腐蝕性差，膨脹系數高，保溫隔熱性能極差。玻璃鋼型材門窗膨脹系數低、氣密性佳、傳熱系數低、保溫隔熱能力強，彈性模量高，剛性好，耐腐蝕、嚴寒、高溫，適用環境范圍廣。其材料基本性能見表1。

表1 窗框材料基本性能表

2.2 鑲嵌材料

吸熱玻璃它可吸收太陽的輻射熱和多數的可見光。夾層玻璃有抗沖擊隔聲、耐光、隔熱、隔寒等優點。中空玻璃的保溫、隔熱、隔聲能力強。熱鏡中空玻璃隔熱和保溫性能優越，防結露、隔音、透光性好，且能吸收大量紫外線。真空玻璃保溫性強，防結露、結霧性能、隔聲性能均很好。熱反射玻璃有較高的透光性和較好的隔熱性，既能保溫，又能阻擋紫外線，能反射大量的太陽輻射。Low-E玻璃，它有很小的表面輻射率和很大的遠紅外反射率。

2.3 密封材料

（1）密封膏類。單組分有機硅建筑密封膏使用壽命長，便于施工；雙組分聚硫密封膏，有良好的耐候性、耐燃性、耐濕性和耐低溫等性能，其工藝性能較佳且粘結性低，施工便捷；水乳丙烯酸密封膏具備良好的伸縮性、耐老化性、低溫柔韌性、延展率高，施工便捷；橡膠改性聚醋酸密封膏，粘性好，不受外界溫度更迭的影響，不用特殊養護且價格低廉；單組分硫化聚乙烯密封膏，有良好的耐老化性、伸縮性和耐高溫性。

（2）密封條。合金門窗橡膠密封條，均勻一致，強力高，耐老化性能優越；彩色自粘型密封條，具有優越的耐久性，氣密性，黏結力及延伸力；丁晴橡膠-PVC門窗密封條具有較高的強度和彈性，適當的硬度，優良的耐老化性能。

3 節能屋面材料

按材質可將各種屋面隔熱保溫材料分為兩類：其一是無機保溫材料，如膨脹珍珠巖及其制品、膨脹蛭石及其制品、加氣混凝土、泡沫混凝土等；其二是有機保溫材料，如泡沫塑料（包括聚苯乙烯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料和聚氯乙烯泡沫塑料）、硬質纖維板、軟木及其制品等。

4 結語

建筑維護結構的節能是建筑節能的重要方面，發展高效、經濟、節能的建筑圍護結構節能材料，對高污染的建筑業來說已成為必然。通過對現行建筑圍護結構的節能材料進行分類分析，厘清各種材料的優缺點及適用范圍，為建筑圍護結構節能設計，及材料的優選提供有效參考。