節能建筑外墻保溫材料應用分析

陳文國

(山東華宇工學院，山東 德州 253034)

節能減排、綠色發展理念不斷深化，建筑節能問題已受到人們的廣泛關注，建筑外墻保溫材料應用方面的相關研究越來越多，促使其向多元化方向發展。外墻保溫材料要在確保使用功能的基礎上降低能源消耗，提高能源利用率。要加大研發力度，研發新型的保溫節能材料，將其更好地應用于節能建筑中，逐步推動建筑行業的可持續發展。

1 應用節能建筑外墻保溫材料的必要性

節能建筑是能源消耗低的建筑，是在保證建筑使用功能的基礎上采用外墻保溫、自然資源利用等措施，降低建筑物的采暖能耗，確保室內溫度達到一定標準。隨著節能環保理念的不斷深入，節能建筑越來越受到重視。我國制定了相應的節能建筑指標，為節能建筑的發展提供了設計標準。節能建筑設計要滿足節能設計的一般規定，外墻圍護結構及采暖設計要滿足節能標準。但在實際應用中，由于節能技術及節能材料的開發研究較為滯后，很多建筑材料無法很好地滿足節能要求，故而作為節能建筑設計中的重要環節，建筑外墻保溫材料的應用成為了降低建筑成本、降低能源消耗的重要措施。通過開發低成本、節能環保型的保溫材料，可以滿足節能建筑減小能耗的要求，降低建造成本。

2 節能建筑外墻保溫方法

外墻內保溫。外墻內保溫施工簡便，但只是對建筑內墻進行保溫，外墻部分沒有保溫措施，當冬季氣溫較低時，室內易結露，導致墻面開裂。內外混合保溫。可在比較易操作的部位進行外保溫，不易操作的部分進行內保溫，但這種混合保溫方式易導致建筑外墻的主體部位因溫度不同產生形變，且形變的尺寸和速度不同，易導致墻體開裂。外墻外保溫。這是目前建筑施工中應用較為廣泛的保溫方式。外保溫是利用保溫材料在墻體外部進行防護，減少墻體因溫度變化帶來的形變，保護墻體結構，可以很好地保溫隔熱。

3 節能建筑中常用的外墻保溫材料

3.1 有機保溫材料

有機保溫材料主要是石油的副產品，具有較好的保溫、隔熱及降噪性能等，常用的有機材料有硬質聚氨酯、聚苯乙烯等，這兩類材料的應用技術較為成熟，應用廣泛。其中，硬質聚氨酯泡沫材料是很好的保溫材料，導熱系數很低，具有很好的隔熱性及阻燃性，如果溫度過高或出現明火，泡沫就會碳化，阻止燃燒。實際應用中，由于其自身的黏結性強，經常通過噴涂使其附著在建筑外墻表面，不僅可以保溫，還具有很好的防水性能。實踐表明，70 mm厚的硬質聚氨酯泡沫，可以確保頂樓的室內溫度與次頂樓的室內溫度相差不超過2℃～3℃。聚苯乙烯泡沫的最高使用溫度為70℃～80℃，超過90℃就會變形，防火性能較差，在防火要求較高的部位不能使用，但其質量輕，硬度較高，在建筑外墻的保溫施工中也有廣泛的應用。實際應用中，要在聚苯乙烯泡沫中加入一些輔助材料，降低其導熱系數，提高其耐高溫性能，以有效減少空氣中有害物質對墻體結構的侵蝕，消除熱橋現象，有利于保持節能建筑內部的溫度。

3.2 無機保溫材料

無機保溫材料由工業廢渣、石塊等經過多種工藝加工而成。近年來，我國工業化進程不斷加快，一些工業廢渣的利用成為了行業研究重點，利用科學技術對工業廢渣進行篩選、提純、合成，可用于建筑領域。在節能建筑外墻保溫中，膨脹珍珠巖、巖棉、砂加氣砌塊等應用較為廣泛。其中，膨脹珍珠巖的導熱系數較低，可用于不同的氣候環境。巖棉的阻燃性能好，具有很好的抗酸堿性，質地柔軟輕便，便于施工。實際應用中，巖棉不僅用于建筑外墻的保溫，還可用于很多舊建筑的節能改造。采用巖棉作為外墻保溫材料，冬季可以減少墻體的熱量損失，夏季可以有效減少太陽輻射的熱傳導，降低室內溫度。砂加氣砌塊是多種材料混合而成的一種保溫材料，不含有毒化學物質，綠色環保，保溫性能好，具有很好的耐火性，且材料本身有很多小氣孔，隔音效果很好。

3.3 復合保溫材料

復合保溫材料由有機及無機保溫材料復合而成，如玻化微珠、蛭石及硅酸鋁纖維等，再輔以多種無機礦物填料，利用多種工藝制成復合材料，滿足了節能建筑外墻的使用要求。復合保溫材料具有很好的保溫隔熱性能，屬不燃性A級材料，阻燃性能好，不含有毒有害物質，質地較輕，實際使用中，直接涂抹在墻面即可，施工方便，已被中國建筑材料協會列為綠色建材推廣產品，未來的應用范圍會越來越廣泛。

4 節能建筑外墻保溫材料的發展方向

4.1 加強對超級保溫材料的研究

超級保溫材料是利用先進的科學技術，改變保溫材料的結構，以最大限度降低其導熱系數，提高其保溫性能、阻燃性能等。比如：納米孔材料中的氣凝膠，由于其導熱系數低，常溫下0.013 W/(m·K)，隔熱及降噪性能好，是很好的外墻保溫材料，具有廣闊的發展前景。此外，微孔有機材料、真空隔熱板等復合材料都是理想的外墻保溫材料，但是這些材料的生產成本高且施工難度較大，受到資金及技術的制約，目前還很難進行廣泛應用。要加大對這些材料的研究，發揮它們的性能優勢，降低成本及施工難度，擴大其應用范圍。

4.2 提高保溫材料的防火性能

高層建筑越來越多，墻體的外保溫材料不僅要具有保溫隔熱性能，還要有較好的防火性能，以降低火災對建筑物及使用者的危害。因此，未來的保溫材料要提高防火性能。研究表明，在保溫材料中加入一些耐高溫材料，可以有效提高保溫材料的防火性能，在保溫材料中添加阻燃劑，可有效提高保溫材料的阻燃性能。

4.3 提高保溫材料的裝飾性能

保溫材料要具有較好的裝飾性能，更好地滿足人們對建筑物的多元需求。過去，保溫材料的研究和應用更為注重其保溫性能、隔熱性能，對其裝飾性能的要求不高。有的保溫材料長期使用后會出現開裂、脫落等現象，對建筑物整體的美觀造成不利影響。未來在進行保溫新材料研發時，除了要提高其保溫、防火性能外，還要提高其裝飾性能。

5 結語

近年來，在綠色發展理念下，節能建筑應運而生，實現了快速發展。節能建筑的外墻保溫要選擇合理的保溫方式和材料，根據建筑物的實際，發揮保溫材料的優勢和性能，滿足人們多元的居住需求。