綠色建筑節(jié)能視野下的外墻保溫材料實(shí)踐應(yīng)用探究

陳 熙

商丘師范學(xué)院建筑工程學(xué)院

1 引言

人們對于環(huán)保意識逐年提升，使得建筑行業(yè)不得不加大新型材料的研發(fā)力度，同時(shí)秉承節(jié)能、綠色、環(huán)保的理念，建筑物外墻保溫材料得到了極大的發(fā)展，在確保建筑物自身保溫性能的同時(shí)盡可能降低能耗，改善人們工作和居住環(huán)境，推動我國生態(tài)文明理念進(jìn)一步落實(shí)。

2 綠色環(huán)保節(jié)能建筑材料概念

通常來說，綠色環(huán)保節(jié)能建筑材料是通過對傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行改進(jìn)，從能耗、成本等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。當(dāng)前對于綠色環(huán)保節(jié)能材料的界定主要有如下幾個(gè)方面：一是技術(shù)先進(jìn)性，必須是運(yùn)用最新技術(shù)研發(fā)出來的新型建筑材料；二是理念環(huán)保性，綠色環(huán)保節(jié)能建筑材料最重要的特性就是材料與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，對環(huán)境的影響盡可能小；三是居住舒適性，使用綠色環(huán)保節(jié)能建筑材料的最終目的是提高人們居住體驗(yàn)，使人們能夠通過日常生活和工作過程中感受到新型建筑材料帶來的良好效果，提升生活質(zhì)量。

3 建筑外墻使用綠色環(huán)保節(jié)能材料的意義

當(dāng)前，我國城市化速度愈來愈快，建筑能耗在國家能耗總占比已經(jīng)超過了四分之一，并且這個(gè)比重還在逐年增加，做好建筑節(jié)能工作的重要性日益凸顯，研發(fā)并使用新型生態(tài)綠色環(huán)保材料成為時(shí)代主流。近年來，我國制定了許多建筑節(jié)能的方案，特別強(qiáng)調(diào)采取可再生建筑材料運(yùn)用在建筑行業(yè)，加大對新型生態(tài)環(huán)保建筑材料的研發(fā)力度，對于建筑材料劃分綠色環(huán)保等級，實(shí)施綠色建筑材料和環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)證制度，使得環(huán)保綠色建筑材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用范圍越發(fā)廣泛。選擇適合的外墻保溫材料能夠節(jié)約能耗，延長建筑物的使用壽命。

4 幾種外墻保溫材料優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.1 EPS板+薄抹灰保溫材料

此種保溫材料保溫效果好、能耗低，但是防火性能較差、工藝復(fù)雜、工程造價(jià)比較高、對保溫層粘接要求較高、使用年限短，實(shí)踐運(yùn)用中往往出現(xiàn)保溫層與墻體粘接不牢固、抹面砂漿龜裂空鼓脫落現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

4.2 膠粉聚苯顆粒外墻保溫材料

用此種材料為主的保溫系統(tǒng)，保溫節(jié)能效果良好、粘接性好、施工便利、工程造價(jià)低廉，但是防火性能不足（僅比EPS 板+薄抹灰保溫系統(tǒng)稍好）。

4.3 無機(jī)保溫砂漿保溫材料

此種保溫材料為無機(jī)中空化微顆粒，配合聚合物砂漿，具有抗壓性能高、粘接強(qiáng)度好、施工方便、工程造價(jià)較為低廉、防火性能好、收縮性好的特點(diǎn)，但是由于導(dǎo)熱系數(shù)比較大使得保溫效果不夠。

4.4 巖能YT無機(jī)活性墻體保溫材料

YT改性無機(jī)墻體保溫材料是指對多種無機(jī)改性材料和固化材料進(jìn)行處理后，形成一種性能穩(wěn)定的單組分綠色環(huán)保節(jié)能保溫隔熱材料，使用這種材料可以使建筑物冬季室內(nèi)溫度提升6℃～10℃，夏季室內(nèi)溫度降低6℃～8℃，滿足國家建筑節(jié)能50%～60%的要求。使用這種保溫系統(tǒng)能夠達(dá)到建筑物冬暖夏涼、安全系數(shù)高、防火性能好、使用壽命長、施工快捷、抗水性強(qiáng)、抗裂性高、耐候性能好、環(huán)保舒適、性價(jià)比高，是當(dāng)前外墻保溫體系的首選。

5 綠色節(jié)能建筑外墻保溫材料特性分析

5.1 熱塑性保溫材料

熱塑

性保溫材料是指在特定溫度范圍內(nèi)，能夠重復(fù)受熱軟化，在軟化狀態(tài)下利用模塑或者擠塑方式，最后通過冷卻硬化形成的塑料制品。當(dāng)前使用較多的有EPS板（模塑白色聚苯板、模塑灰色石墨聚苯板）、XPS板（擠塑聚苯板）。EPS板通常燃燒等級為B2級，但是通過表面抹漿處理后，防火等級能夠得到大幅提升，甚至能夠達(dá)到A級水平，只是耐高溫性能不足，最高溫度只能夠到98℃，超出此溫度范圍時(shí)就會導(dǎo)致EPS聚苯板軟化和燃燒。與EPS板相比，XPS板的燃燒等級也只是B2，但是通過抹灰處理后的防火性能要比EPS 板表現(xiàn)更好，軟化溫度可達(dá)110℃，阻燃性能更為優(yōu)秀[1]。

5.2 熱固性保溫材料

熱固性保溫材料指的是加熱固化以后無法再軟化的樹脂材料，屬于有機(jī)保溫材料的一種，常見的熱固性保溫材料有酚醛泡沫、聚氨酯硬泡等。其具有遇到高溫或者明火時(shí)出現(xiàn)泡沫碳化現(xiàn)象，但不發(fā)生熔化，也不會出現(xiàn)熔融滴落物。酚醛泡沫由熱固性酚醛樹脂發(fā)泡制成，屬于有機(jī)高分子硬質(zhì)泡沫產(chǎn)品，具有閉孔率高、隔熱性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗水性好、密度小、阻燃性好、高溫?zé)o滴落且無毒無煙等特點(diǎn)，適用溫度范圍極廣（-196℃～200℃），通常的燃燒等級可達(dá)B1-A級，是當(dāng)前阻燃性能極為優(yōu)越的保溫材料。

5.3 無機(jī)保溫材料

無機(jī)保溫材料有純無機(jī)材料制成，具有很好的熱、化學(xué)穩(wěn)定性，施工簡單、造價(jià)低、適用范圍廣且綠色環(huán)保無公害，強(qiáng)度高、阻燃等級高（可達(dá)A 級），其熱工性能、防霉效果、經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)前建筑普遍采用的無機(jī)保溫砂漿就是一種很好的外墻保溫材料，主要由輕質(zhì)無機(jī)保溫顆粒添加抗裂、膠凝材料和其他填充物組成的干粉砂漿，適用與多種建筑墻體的外保溫抹灰工程和內(nèi)保溫工程，隨著我國對于低碳經(jīng)濟(jì)的要求，無機(jī)保溫材料將會越來越大的發(fā)展。

6 綠色環(huán)保節(jié)能保溫材料在外墻保溫上的運(yùn)用

6.1 墻面保溫方面

一是外墻內(nèi)保溫技術(shù)。我國最開始采用的外墻內(nèi)保溫技術(shù)主要以施工便利、造價(jià)低廉為主流，其主要技術(shù)包括內(nèi)貼保溫板、內(nèi)抹保溫砂漿、內(nèi)噴涂硬泡聚氨酯和固定內(nèi)保溫層等。其中最有代表性的外墻保溫材料為EPS 板與石膏復(fù)合保溫板，它們在施工成本較低的前提同時(shí)滿足節(jié)能要求，成為我國北方采暖地區(qū)普遍采用的外墻內(nèi)保溫形式，此外，有部分建筑單位采用膨脹珍珠巖或者硅酸鹽保溫砂漿也有不錯(cuò)的效果。但是經(jīng)過一段時(shí)間實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，外墻內(nèi)保溫技術(shù)在嚴(yán)寒地區(qū)因?yàn)槔淠Y(jié)露和內(nèi)墻起霉等現(xiàn)象，加上生產(chǎn)、施工等方面的質(zhì)量難以得到保證，外墻內(nèi)保溫技術(shù)逐漸被棄用。二是外墻外保溫技術(shù)。外墻外保溫技術(shù)經(jīng)過近幾十年來大量工程應(yīng)用實(shí)踐，形成了一個(gè)較為健全、規(guī)范的施工體系。通過在外墻粘貼固定保溫板、現(xiàn)澆內(nèi)置EPS 保溫板墻體、外掛EPS 或XPS 保溫板、外墻噴涂聚氨酯保溫層、砂漿+保溫板和復(fù)合幕墻保溫層等形式，實(shí)現(xiàn)對建筑物的保溫，其中使用EPS 保溫板+薄抹灰外墻保溫技術(shù)最為成熟。當(dāng)前，為了增加外墻抹灰層的抗裂能力，許多建筑單位使用在粘接劑與抹面膠漿中添加聚合物來提升其強(qiáng)度和彈性，并覆蓋耐堿性較好的玻璃纖維網(wǎng)格布，最后在其外部涂抹保溫涂料，這也成為當(dāng)今主流的外墻保溫節(jié)能技術(shù)體系。在漿料的研發(fā)方面，無機(jī)保溫漿料與膠粉聚苯保溫漿料逐漸開始運(yùn)用，總的來說，復(fù)合型保溫技術(shù)逐漸成為建筑物保溫研究和發(fā)展的主要方向。三是外墻夾心保溫技術(shù)。外墻夾心保溫技術(shù)與外墻外保溫和內(nèi)保溫最大的區(qū)別就是保溫層位于內(nèi)外墻體之間，包含復(fù)合砌體類夾心、現(xiàn)澆墻體類內(nèi)置保溫板夾心和裝配輕鋼骨架夾心等形式，來達(dá)到建筑物保溫效果。其主要特點(diǎn)是成本低，但是易出現(xiàn)熱橋效應(yīng)，需要施工時(shí)嚴(yán)格把關(guān)來確保保溫效果。

6.2 節(jié)能玻璃和特殊屋頂材料方面

當(dāng)前一些超大建筑物基本上都采用采取鏡面玻璃+普通玻璃的組合的玻璃幕墻來實(shí)現(xiàn)外墻保溫效果，隔層注入干燥空氣或者惰性氣體，形成中空空間，現(xiàn)今玻璃幕墻主要分為明框玻璃幕墻、隱框幕墻玻璃和點(diǎn)式玻璃幕墻，具有透光率高、隔熱保溫性能強(qiáng)、抗風(fēng)壓性能好、隔聲性能好、防潮、容易清洗等優(yōu)點(diǎn)，使用玻璃幕墻能夠充分體現(xiàn)建筑物的外觀美學(xué)，并將建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)有機(jī)融合，隨著晝夜更替給人帶來不同美感。但同時(shí)也存在光污染較重、能耗較高、耐高溫性能較差等問題，并且粘接玻璃的結(jié)構(gòu)膠容易發(fā)生老化而導(dǎo)致玻璃幕墻墜落[2]。

6.3 其他新型節(jié)能保溫材料方面

以確保建筑工程質(zhì)量為前提，減少建筑材料的使用量，降低中央空調(diào)的能耗，是采用新型保溫材料的最終目的。一是使用儲能墻板，這是一類新型的綠色節(jié)能環(huán)保材料，當(dāng)前運(yùn)用較多的是石膏板、混凝土板和保溫隔熱材料。儲能墻板的運(yùn)用原理是通過吸收和釋放熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，使室內(nèi)溫度環(huán)境保持舒適，從而降低空調(diào)使用頻率，達(dá)到節(jié)能的目的。二是使用儲能砂漿。普通砂漿并不具備儲存熱量的能力，可是如果在砂漿配置過程中，加入相變材料，就能夠得到儲能砂漿。如將石蠟密封至能量微粒之中，再與水泥相混合，就能夠得到一種新型的石蠟砂漿，將其運(yùn)用到建筑物室內(nèi)墻體上，當(dāng)室內(nèi)溫度超過一定溫度（22℃）時(shí)，石蠟就會融化，并且在其融化過程中吸收熱量，降低建筑物室內(nèi)溫度；而當(dāng)室內(nèi)溫度過低時(shí)，石蠟則會因?yàn)楣袒尫艧崃浚偈故覂?nèi)溫度升高。

總而言之，隨著我國建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，建筑能耗矛盾日益突出，對生態(tài)環(huán)境的影響也日益加劇。為深入解決這些問題，我國就必須加強(qiáng)綠色環(huán)保節(jié)能材料的研發(fā)和應(yīng)用，以此降低能耗，減輕污染，推動建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的良好生態(tài)環(huán)境目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。