1、浅析建筑节能环保型房屋工程的保温材料选择 摘要 :指出建筑节能是先进的建筑、建材生产力的体现 ,是贯彻国家 “ 节能减排 ” 、可持续发展战略的主要措施 ,介绍了保温材料的主要性能指标和目前国内主要使用的保温材料的物理性能 ,并对其进行分析比较 ,从而确保保温材料的合理选择。 关键词 :房屋工程 ,建筑节能 ,外墙 ,保温材料 外墙保温主要有两种形式 :外墙内保温和外墙外保温。外墙内保温技术因具有施工简单、操作安全及造价低廉等特点为广大设计、施工和建设单位所接受 ,但其存在热桥问题不易解决 ,容易引起开裂且占使用面积多等缺点。外墙外保温与内保温相比 ,技术合理 ,有其明显的优越性 ,使用同样规
2、格、尺寸和性能的保温材料 ,外保温比内保温的保温效果好。目前国内保温材料类型较多 ,如何根据实际情况选择合适的保温材料 ,将对房屋保温性能产生重大影响。本文主要探讨外墙保温材料的选择。 1 保温材料的主要性能指标 1)热导率 (导热系数 ):保温材料传递热量的性质称为导热性。它反映了材料的导热能力 ,是保温材料的主要热物理特性。导热系数与材料其他的一些物理性能 (如密度和含水率 )密切相关 ,还与材料的内部结构有关 ,也与保温层尺寸有关。导热系数可由热导率方程式、图或表得出。 2)容重 :在温度为 110 时经过烘干且呈松散状态的保温材料 ,其单位体积的重量即为该材料的容重。它存在一个最佳容重
3、值的问题 ,即在最佳容重下 ,它才具有较小的导热系数和较好的保温效果。在工程中 ,为节约能源和减小保温管道支吊架结构荷重 ,应尽量采用容重小的保温材料。一般软质和半硬质材料的容重不得大于 150 kg/m3,硬质材料的容重不得大于 220 kg/m3。 3)最高使用温度 :最高使用温度是指保温材料长期安全可靠地工作所能承受的极限温度。一般保温材料的使用温度是指保温材料在该温度下长期使用 ,其理化性能稳定 ,符合设计和运行的技术要求。 4)抗压强度 :抗压强度是材料受到压缩力作用而破损时 ,每个单位原始横截面上承受的最大压力负荷。材料的抗压强度与加工工艺、材料气孔率等有密切关系。 GB 4272
4、-92 设备及管道保温技术导则规定硬质制品抗压强度不应小于 0.3 MPa。对于软质、半硬质及松散状绝热材料 ,一般 受到压缩荷载时不会损坏 ,因此抗压强度未作规定。 5)含水率 :保温材料吸收水的性质称为吸水性。材料体积吸水的程度用吸水率来表示。保温材料的吸湿性 ,对其保温效果有很大的影响 ,吸收的水蒸气遇冷会凝聚成水或结为冰 ,从而大大提高了其导热系数 ,甚至引起材料开裂 ,破坏保温结构。另外 ,为了降低保温材料吸收的水分 ,除了在施工中应注意防水外 ,还可以适当地在保温材料中加入憎水剂 ,如憎水矿棉板和憎水珍珠岩等。 6)线膨胀系数 :保温材料受热时的膨胀特性可用线膨胀系数表示。保温材料
5、的线膨胀系数与材料的热稳定性有密切的关系。如材料的线膨胀系 数较大 ,则保温结构受热后 ,内部因变形会产生较大的应力 ,当温度变化剧烈时 ,保温结构便会受到破坏。设计保温结构时 ,应根据材料线膨胀系数的大小预留一定尺寸的膨胀缝。 7)抗折强度 :抗折强度是材料在受到弯曲负荷作用下破坏时单位面积上所受的力偶矩。 2 外保温外墙保温材料的要求 1)导热系数低 ,热稳定性好 ;2)憎水性好、透气性强 ,能有效避免水蒸气迁移过程中出现的墙体内部结露现象 ;3)耐冻融、耐暴晒、抗风化、抗降解 ,耐老化性能高 ,具有良好的耐候性 ;4)基层变形适应性强 ,各层材料逐层渐变 ,能够及时传递和释 放变形应力
6、,保护面层不脱落、不开裂 ;5)耐火等级高 ,在明火状态下不应产生大量毒气 ,在火灾发生时能延缓或阻止火势蔓延 ;6)柔性强度相适应 ,抗冲击能力强。我国用于外保温墙体的保温材料主要有 :膨胀型聚苯板 (EPS)、挤塑型聚苯板 (XPS)、岩 (矿 )棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。近年来 ,聚氨酯硬泡也开始在建筑外保温中崭露头角。 3 保温材料选择 1)岩棉。岩棉、矿渣棉及其制品是矿物棉的一种。岩棉是以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料 ,经高温熔融后 ,由高速离心设备制成人造无机纤维 ,同时加入 特制的粘结剂和防尘油 ,再经加温固化 ,制作成各种规格、不同要求的岩棉保温制品。其主要
7、品种有岩棉板、岩棉玻璃布缝毡、岩棉保温条等。岩棉制品具有不燃、无毒、容重小、导热系数小 ,使用温度高 ,经久耐用 ,不易风化 ,对金属不腐蚀等优点。还有一个重要优点是原材料丰富 ,成本低 ,因此它是目前国内外在建筑外墙上应用最多的一种保温材料 ,但缺点是施工时对施工人员的皮肤有刺痒反应 ,安装条件差。 2)玻璃棉。玻璃棉及其制品是矿物棉的一种 ,玻璃棉是以硅砂、石灰石、萤石等矿物为主要原料 ,熔化后经过特殊工艺将熔融玻璃液制成无机纤维 ,在玻璃棉成型的过程中 ,根据不同的使用要求可以制成毡、板或管壳等各种制品。玻璃棉制品具有良好的隔热、隔振、吸音效果 ,其缺点是吸水率大 ,须防水处理。它受潮后
8、变形 ,隔振效果下降 ,即使风干后也不能恢复至原来的性能 ,因此一般来说玻璃棉使用寿命较短。 3)聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为基料 ,加入发泡剂等辅助材料 ,经加热发泡而成的轻质材料。它具有质轻、导热系数小、吸水率低、柔性好、耐水、耐老化、耐低温、耐腐蚀、易加工、价廉质优等优点。现已在建筑市场上广泛应用。聚苯乙烯泡沫塑料根据生产工艺的不同 ,有膨胀 型 (EPS)与挤塑型 (XPS)两类。在目前各种外墙保温中使用最多的为聚苯乙烯板 ,其中又以膨胀聚苯乙烯板最为普遍。 4)泡沫玻璃。泡沫玻璃是由定量的碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和促进剂等 ,经过粉碎混合均匀形成配合料 ,放
9、到特定的磨具中 ,再经过预热、熔融、发泡、退火等工艺制成的多孔玻璃。泡沫玻璃作为保温隔热材料主要应用于石油化工热力管线的保温和冷库保冷材料、外墙外保温材料、热电厂的烟仓内壁保温以及建筑屋顶的保温隔热等 ,甚至还具有用于家庭清洁保健的功能。其生产原料是利用回收废旧玻璃 ,投资较少 ,但科技含量高、产品附加值大 的一种保温材料。目前国内生产的泡沫玻璃由于受废玻璃原有特性的局限及加工工艺和设备等多种因素的限制 ,只能生产普通档次的产品 ,在导热系数和抗压强度等技术性能上与国外同类产品存在明显的差距。 5)聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料是南二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物加其他助剂作用相互发生反应
10、而形成的高分子聚合物。它分为软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种 ,而用于绝热材料的主要是硬质聚氨酯泡沫塑料。近年来聚氨酯泡沫塑料发展较快 ,但与国外发展相比 ,技术上仍属于低水平 ,主要原料依靠进口 ,价格不断升高 ,严重阻碍了聚氨酯工业 发展和应用 ,尤其是在建筑工业中的大规模应用。 对上述几种材料性能参数进行比较。由材料基本性能来看 ,有机类保温材料发泡聚氨酯在导热系数、抗压强度、耐温方面都有优势 ,挤塑聚苯在抗压强度、耐湿方面有优势 ,膨胀聚苯在各方面均无优势。价格方面 ,聚氨酯的价格最高 ,膨胀聚苯板最低。无机类保温材料岩棉与泡沫玻璃是完全不燃烧材料、使用寿命长、耐温高 ,泡沫玻璃的
11、抗压强度和耐湿方面性能很好 ,而价格较高。对于外墙体用保温材料来说 ,除了要考虑保温材料基本性能外 ,还要综合考虑工程应用性能。 总之 ,保温材料的选型在工 程设计中十分重要 ,也比较复杂 ,必须综合考虑各种因素 ,才能做出合理的选型。 参考文献 : 张德信 .建筑保温隔热材料 M.北京 :化学工业出版社 ,2006. 巩永忠 ,苑峰 ,孙艳 .国内建筑外墙外保温材料现状与发展前景 J.新型建筑材料 ,2006(10):34-35. 安建军 .外墙保温技术及节能材料 J.中国西部科技 ,2008(5):34-36. 贾恩荣 .新型环保复合保温材料的开发与应用 J.辽宁建材 ,2008(8):70. 徐建生 .硬质聚氨酯防水保温 隔热复合板的发展与应用 J.山西建筑 ,2007,33(13):168-169.
