保溫材料在建筑外墻中的應用

夏冬 王子國

摘 ? 要：最近這幾年，我國建筑事業發展突飛猛進，外墻保溫是每項建筑工程都的必備施工環節，相應技術也在不斷進步，研發出來的保溫材料效果在不斷提高。外墻保溫技術隨著時間的推移，經歷了外墻內保溫、夾層保溫以及外墻外保溫這幾個階段，文章著重論述的是外墻外保溫材料的研究和相關應用。

關鍵詞：保溫材料;建筑外墻;應用

1 ?引言

我國社會節能處于日益緊迫的大背景下，不管是新建建筑還是原有建筑都要符合節能減排標準。然而，近年來國內發生多起由于外墻保溫材料起火所導致的火災事故，給外墻保溫行業帶來了一定的負面影響。因此，如何在保證消防安全的情況下，最大程度上減少建筑能耗成為外墻保溫行業的一大難題。

2 ?保溫材料在建筑外墻中的應用

2.1 ?泡沫玻璃

泡沫玻璃是以各種礦物廢渣、助熔劑、發泡劑等添加劑為原料，在模具中，經過預熱、熔融、發泡等工藝制成的多孔玻璃材料。泡沫玻璃中均勻分布著大量的微小氣孔，氣孔率可達50%～95%。泡沫玻璃具有容重低、導熱系數小、耐腐蝕性強、熱學性能穩定、使用壽命長等優點，同時具備隔熱、隔音、防火的優點，可用作建筑保溫材料。近些年，利用固體廢棄物制備泡沫玻璃被人們廣泛關注，以廢玻璃粉和高爐渣為原料，采用“一步粉末燒結法”制備出了高性能泡沫玻璃。利用鉬尾礦為主要原料，添加碳粉作為發泡劑，制備出的泡沫玻璃導熱系數為0.089W/（m2·K），密度為0.2kg/m3。

2.2 ?酚醛泡沫

酚醛泡沫是以酚醛樹脂為基體，添加發泡劑、表面活性劑和固化劑等，使發泡劑均勻的分散在樹脂中而得到的泡沫材料。酚醛泡沫有著“保溫材料之王”的美譽，具有閉孔率較高的氣孔結構，這些氣孔之間不連通，使其具有導熱系數低和密度小的特點。同時，酚醛樹脂屬于難燃型保溫材料，燃燒時與聚苯板不同，無熔融滴落物，且產生煙氣量較少。然而，酚醛泡沫存在脆性大、易開裂、表面易粉化的缺點，在一定程度上制約了酚醛泡沫的應用。研究人員在酚醛泡沫中添加增韌劑可以起到增韌效果，改善酚醛泡沫的脆性。使用乙二醇酸酯作為阻燃增韌劑制得了改性酚醛泡沫，發現改性酚醛泡沫機械性能高于未改性的酚醛泡沫，且改性酚醛泡沫具有更好的阻燃性能。

2.3 ?巖棉板

巖棉板外墻外保溫系統，主要以經擺錘法生產的憎水型巖棉板為保溫隔熱層材料，采用粘、釘結合工藝與基層墻體連接固定，并由抹面膠漿和增強用玻纖網布復合而成的抹面層以及裝飾砂漿飾面層或涂料構成的不燃型建筑節能保溫系統。該系統具有導熱系數低、透氣性好、燃燒性能級別高等優勢，可應用于新建、擴建、改建的居住建筑和公共建筑外墻的節能保溫工程，包括外墻外保溫、非透明幕墻保溫和EPS外保溫系統的防火隔離帶。外墻巖棉板的規格多樣，厚度有5cm、7cm和8cm，針對國家75%的建筑節能要求，一般采用5～6cm的巖棉板。

2.4 ?空絕熱板

真空絕熱板是一種新型的復合保溫材料，由填充芯材、阻隔膜和引氣劑復合而成，板內呈真空狀態，真空結構和填充芯材為真空絕熱板提供理想的絕熱性能。絕熱真空板的導熱系數可達0.015W/（m2·K），約為普通保溫材料導熱系數的1/10，而厚度僅為普通保溫材料的1/7～1/4，使用如此薄的真空絕熱板不但可以減輕墻體結構的承重負擔，而且還可以大幅提高室內的保溫性能，同時可以節省大量的空間。其中，絕熱真空板的芯材作為骨架支撐真空絕熱板，是影響導熱系數的關鍵因素。芯材一般選擇多孔介質材料，如氣凝膠、玻璃纖維和聚氨酯泡沫等。

2.5 ?聚苯板

聚苯板可分為模塑聚苯板（EPS）和擠塑聚苯板（XPS）。模塑聚苯板是以聚苯乙烯為原料，添加發泡劑，在模具中加熱發泡成型的保溫板材。發泡使得模塑聚苯板具有大量微小空隙結構，因而模塑聚苯板導熱系數較低，約為0.040W/（m2·K）。模塑聚苯板價格低廉，從20世紀80年代進入我國，目前在我國保溫市場上應用廣泛，并具有較好的社會和經濟效益。擠塑聚苯板是由聚苯乙烯及其添加劑經擠壓而得到的具有均勻表皮和大量閉合孔隙結構的板材。與模塑聚苯板相比，強度和保溫性能都有較大提高。浸水狀態下，其強度和保溫性能幾乎沒有改變，在建筑隔熱、保溫等方面應用廣泛。擠塑聚苯板和模塑聚苯板均有一個共同的缺點，防火等級與無機保溫材料相比較低。聚苯板所在的環境達到一定溫度時，便會產生熔滴，同時燃燒時會產生大量有毒有害氣體。因此，近年來研究人員對于聚苯板的研究集中在改善其燃燒性能。

3 ?建筑外墻保溫材料的發展方向

3.1 ?防火型材料

在近幾年當中，由于建筑外墻保溫材料引發火災事故的問題偶有發生，使得外墻保溫材料的應用安全性逐漸被人們所關注，也正因如此，相關領域對于外墻保溫材料方面的防火性能進行了深入的研究，并誕生了一系列的防火保溫材料。目前國內較為常見的防火保溫材料主要有膨脹蛙石制品以及巖礦棉板等，這些材料在無機材料防火等級上都為A級，但在部分性能方面卻無法達到建筑外墻保溫施工的相關要求，雖然有機材料的綜合性能較強，但防火性能不高，所以，還需要對具有良好防火特性和使用性能的外墻保溫材料進行研發。

3.2 ?保溫裝飾一體化外墻板

由于環境與能源問題日益突出，因此，很多領域都開始考慮環保與節能問題。建筑行業外墻結構的熱損非常大，并且很多熱損都留在了外墻保溫材料中，沒有辦法對其進行回收。為了滿足資源節約型和環境友好型社會的建設，并遵循國家《墻體材料革新“十五”規劃》，節能型材料成為重點研究的項目。傳統的保溫材料因為遇熱很容易出現裂縫、褪色等問題，因此，在建筑施工時通常將保溫與墻體裝飾分開進行，以使墻體達到美觀的效果。但是因為額外裝飾又會造成大量的能源浪費，因此，研究與開發保溫裝飾一體化外墻板已成為建筑行業未來發展的方向與要求，這種材料克服了保溫系統裝飾性差等缺點，性價比較高，具有廣闊的發展前景，是未來建筑外墻保溫材料領域的發展趨勢。

3.3 ?新型阻燃劑

國內用于外墻保溫系統的無機保溫材料主要是玻璃棉和巖棉。無機材料雖然防火性能優異，但還存在著吸水量大、板材拉拔強度不高、抗風能力弱、節能效果差、板材濕密度大等問題。目前使用的有機保溫材料，通過在材料內部添加有機化合物阻燃劑可以很好地提升材料的阻燃性能，但是該阻燃劑受高溫揮發時會產生大量有毒濃煙，不僅增加了生產成本，還對人身造成了嚴重的安全隱患，同時還會對環境造成污染。歐美等國家基本上采用氮氣或其化合物的添加劑來進行阻燃，揮發后更為環保，對人的威脅性也更低。因此，我們還要研究開發新型阻燃劑來提高外保溫系統的防火性能，該新型阻燃劑不僅要滿足價格低廉方面的要求，還要能夠在高溫揮發后產生盡可能少的有毒氣體。

4 ?結語

總之，建筑外墻保溫材料的使用范圍在不斷擴大，這樣有利于構建資源節約型、環境友好型社會，而且推廣保溫材料已經成為我國資源節約的重要措施。這就需要企業提高對相關工作的重視程度，在工作中多使用節能的材料，使我國的建筑節能以及材料發展朝著更加專業的方向前進。

參考文獻：

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