保温材料在建筑外墙中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘   要：最近这几年，我国建筑事业发展突飞猛进，外墙保温是每项建筑工程都的必备施工环节，相应技术也在不断进步，研发出来的保温材料效果在不断提高。外墙保温技术随着时间的推移，经历了外墙内保温、夹层保温以及外墙外保温这几个阶段，文章着重论述的是外墙外保温材料的研究和相关应用。
　　关键词：保温材料;建筑外墙;应用
　　1  引言
　　我国社会节能处于日益紧迫的大背景下，不管是新建建筑还是原有建筑都要符合节能减排标准。然而，近年来国内发生多起由于外墙保温材料起火所导致的火灾事故，给外墙保温行业带来了一定的负面影响。因此，如何在保证消防安全的情况下，最大程度上减少建筑能耗成为外墙保温行业的一大难题。
　　2  保温材料在建筑外墙中的应用
　　2.1  泡沫玻璃
　　泡沫玻璃是以各种矿物废渣、助熔剂、发泡剂等添加剂为原料，在模具中，经过预热、熔融、发泡等工艺制成的多孔玻璃材料。泡沫玻璃中均匀分布着大量的微小气孔，气孔率可达50%～95%。泡沫玻璃具有容重低、导热系数小、耐腐蚀性强、热学性能稳定、使用寿命长等优点，同时具备隔热、隔音、防火的优点，可用作建筑保温材料。近些年，利用固体废弃物制备泡沫玻璃被人们广泛关注，以废玻璃粉和高炉渣为原料，采用“一步粉末烧结法”制备出了高性能泡沫玻璃。利用钼尾矿为主要原料，添加碳粉作为发泡剂，制备出的泡沫玻璃导热系数为0.089W/（m2·K），密度为0.2kg/m3。
　　2.2  酚醛泡沫
　　酚醛泡沫是以酚醛树脂为基体，添加发泡剂、表面活性剂和固化剂等，使发泡剂均匀的分散在树脂中而得到的泡沫材料。酚醛泡沫有着“保温材料之王”的美誉，具有闭孔率较高的气孔结构，这些气孔之间不连通，使其具有导热系数低和密度小的特点。同时，酚醛树脂属于难燃型保温材料，燃烧时与聚苯板不同，无熔融滴落物，且产生烟气量较少。然而，酚醛泡沫存在脆性大、易开裂、表面易粉化的缺点，在一定程度上制约了酚醛泡沫的应用。研究人员在酚醛泡沫中添加增韧剂可以起到增韧效果，改善酚醛泡沫的脆性。使用乙二醇酸酯作为阻燃增韧剂制得了改性酚醛泡沫，发现改性酚醛泡沫机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  岩棉板
　　岩棉板外墙外保温系统，主要以经摆锤法生产的憎水型岩棉板为保温隔热层材料，采用粘、钉结合工艺与基层墙体连接固定，并由抹面胶浆和增强用玻纤网布复合而成的抹面层以及装饰砂浆饰面层或涂料构成的不燃型建筑节能保温系统。该系统具有导热系数低、透气性好、燃烧性能级别高等优势，可应用于新建、扩建、改建的居住建筑和公共建筑外墙的节能保温工程，包括外墙外保温、非透明幕墙保温和EPS外保温系统的防火隔离带。外墙岩棉板的规格多样，厚度有5cm、7cm和8cm，针对国家75%的建筑节能要求，一般采用5～6cm的岩棉板。
　　2.4  空绝热板
　　真空绝热板是一种新型的复合保温材料，由填充芯材、阻隔膜和引气剂复合而成，板内呈真空状态，真空结构和填充芯材为真空绝热板提供理想的绝热性能。绝热真空板的导热系数可达0.015W/（m2·K），约为普通保温材料导热系数的1/10，而厚度仅为普通保温材料的1/7～1/4，使用如此薄的真空绝热板不但可以减轻墙体结构的承重负担，而且还可以大幅提高室内的保温性能，同时可以节省大量的空间。其中，绝热真空板的芯材作为骨架支撑真空绝热板，是影响导热系数的关键因素。芯材一般选择多孔介质材料，如气凝胶、玻璃纤维和聚氨酯泡沫等。
　　2.5  聚苯板
　　聚苯板可分为模塑聚苯板（EPS）和挤塑聚苯板（XPS）。模塑聚苯板是以聚苯乙烯为原料，添加发泡剂，在模具中加热发泡成型的保温板材。发泡使得模塑聚苯板具有大量微小空隙结构，因而模塑聚苯板导热系数较低，约为0.040W/（m2·K）。模塑聚苯板价格低廉，从20世纪80年代进入我国，目前在我国保温市场上应用广泛，并具有较好的社会和经济效益。挤塑聚苯板是由聚苯乙烯及其添加剂经挤压而得到的具有均匀表皮和大量闭合孔隙结构的板材。与模塑聚苯板相比，强度和保温性能都有较大提高。浸水状态下，其强度和保温性能几乎没有改变，在建筑隔热、保温等方面应用广泛。挤塑聚苯板和模塑聚苯板均有一个共同的缺点，防火等级与无机保温材料相比较低。聚苯板所在的环境达到一定温度时，便会产生熔滴，同时燃烧时会产生大量有毒有害气体。因此，近年来研究人员对于聚苯板的研究集中在改善其燃烧性能。
　　3  建筑外墙保温材料的发展方向
　　3.1  防火型材料
　　在近几年当中，由于建筑外墙保温材料引发火灾事故的问题偶有发生，使得外墙保温材料的应用安全性逐渐被人们所关注，也正因如此，相关领域对于外墙保温材料方面的防火性能进行了深入的研究，并诞生了一系列的防火保温材料。目前国内较为常见的防火保温材料主要有膨胀蛙石制品以及岩矿棉板等，这些材料在无机材料防火等级上都为A级，但在部分性能方面却无法达到建筑外墙保温施工的相关要求，虽然有机材料的综合性能较强，但防火性能不高，所以，还需要对具有良好防火特性和使用性能的外墙保温材料进行研发。
　　3.2  保温装饰一体化外墙板
　　由于环境与能源问题日益突出，因此，很多领域都开始考虑环保与节能问题。建筑行业外墙结构的热损非常大，并且很多热损都留在了外墙保温材料中，没有办法对其进行回收。为了满足资源节约型和环境友好型社会的建设，并遵循国家《墙体材料革新“十五”规划》，节能型材料成为重点研究的项目。传统的保温材料因为遇热很容易出现裂缝、褪色等问题，因此，在建筑施工时通常将保温与墙体装饰分开进行，以使墙体达到美观的效果。但是因为额外装饰又会造成大量的能源浪费，因此，研究与开发保温装饰一体化外墙板已成为建筑行业未来发展的方向与要求，这种材料克服了保温系统装饰性差等缺点，性价比较高，具有广阔的发展前景，是未来建筑外墙保温材料领域的发展趋势。
　　3.3  新型阻燃剂
　　国内用于外墙保温系统的无机保温材料主要是玻璃棉和岩棉。无机材料虽然防火性能优异，但还存在着吸水量大、板材拉拔强度不高、抗风能力弱、节能效果差、板材湿密度大等问题。目前使用的有机保温材料，通过在材料内部添加有机化合物阻燃剂可以很好地提升材料的阻燃性能，但是该阻燃剂受高温挥发时会产生大量有毒浓烟，不仅增加了生产成本，还对人身造成了严重的安全隐患，同时还会对环境造成污染。欧美等国家基本上采用氮气或其化合物的添加剂来进行阻燃，挥发后更为环保，对人的威胁性也更低。因此，我们还要研究开发新型阻燃剂来提高外保温系统的防火性能，该新型阻燃剂不仅要满足价格低廉方面的要求，还要能够在高温挥发后产生尽可能少的有毒气体。
　　4  结语
　　总之，建筑外墙保温材料的使用范围在不断扩大，这样有利于构建资源节约型、环境友好型社会，而且推广保温材料已经成为我国资源节约的重要措施。这就需要企业提高对相关工作的重视程度，在工作中多使用节能的材料，使我国的建筑节能以及材料发展朝着更加专业的方向前进。
　　参考文献：
　　[1] 胡验君，苏振国，杨金龙.建筑外墙外保温材料的研究与应用[J].材料导报，2017（S2）：290～294.
　　[2] 刘磊，李晓虹，王林.保温隔热材料在建筑外墙外保温中的應用研究[J].新型建筑材料，2016（43）：283.
　　[3] 徐峰，杨金玲.对外墙外保温应用中有关问题的分析[J].新型建筑材料，2017（23）：107～110.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15184469.htm