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建筑外墙保温技术与材料的节能应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-09 10:18:53

     【摘 要】建筑保温节能墙体材料本身的低导热性使得整个墙体的传热系数很低,能够起到很好的保温隔热效果。本文就外墙保温技术的节能材料类型与应用特点进行分析,以期进一步加强建筑外墙节能材料的开发和利用。 

  【关键词】建筑节能;外墙保温;材料应用 

  当前节约资源和能源成为经济发展的指导原则之一,而建筑节能则是执行国家相关政策而必须要实现的内容之一。我国在建筑节能方面的研究工作不断地开展,节能标准也在逐步提高,同时开发及引进了一些新型的节能材料与技术,而且已经得到大力地推广。建筑的外围护结构所需要的热耗比其他结构处要大,而外围护结构中的墙体热能消耗又占了极大的比重,因此外墙的保温技术以及节能材料的运用自然而然地成为了实现建筑节能的主要方式。 

  1、建筑外墙保温材料的节能及应用技术 

  节能保温墙体施工技术,主要分为建筑外墙内保温和建筑外墙外保温两类。外墙内保温施工是在外墙结构的内部加做保温层。外保温是将保温材料包在主体结构的外侧,保护主体结构,提高居住的舒适度。相对而言,外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。 

  1.1外挂式外保温 

  所使用保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS,XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘结砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。 

  1.2与墙体一次浇筑成型 

  该技术是在混凝土框架体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇筑的墙体外侧,浇筑混凝土,混凝土与聚苯板一次浇筑成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,并且外墙主体与保温层一次成活,工效提高,更好地保证了施工人员安全。在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。 

  1.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温 

  将废弃的聚苯乙烯塑料加工破碎成为0.5~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术是当前被广泛认可的建筑外墙外保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质里差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找平即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现了外墙外保温技术的重大突破。 

  2、建筑外墙节能保温材料的应用研究 

  2.1 EPS/XPS 

  EPS为模塑聚苯乙烯泡沫,简称模塑聚苯板或膨胀聚苯板。EPS板是以可发性聚苯乙烯颗粒为原料,经加热预发泡,在模具中加热成型而制成的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材。泡沫由约98%的空气和2%的聚苯乙烯组成,蜂窝孔的直径为0. 2~0.5 mm,壁厚为0. 001mm,分为普通型,和阻燃型两种类型。与EPS板相同,XPS板的主要原料也是聚苯乙烯,由美国 Dow Chemic al公司于1941年发明,是以聚苯乙烯树脂为原料,添加阻燃剂等材料经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材,其内部具有紧密的闭孔蜂窝结构。 

  EPS/XPS板具有表观密度小、质量轻、导热系数小、吸水率低、容易加工、价格低廉等优点,是日前应用最广的建筑保温材料。EPS/XPS板也存在使用温度不能超过75℃,氧指数低、遇明火极易燃烧的不足,因此人们在对其进行阻燃处理方面做了大量研究工作。聚苯乙烯的阻燃方法包括本体阻燃、卤素阻燃、磷系阻燃、无机阻燃、膨胀阻燃、黏土阻燃等,本体阻燃是指在聚苯乙烯分子链上引入具有阻燃效应的氮、磷、卤族元素,达到阻燃的效果,其他几种阻燃方法都属于添加型阻燃。 

  2.2 PU/PF 

  聚氨酯( PU)是聚氨基甲酸酯的简称,聚氨酯泡沫材料是以聚醚多元醇、聚酯多元醇和多异氰酸酯或改性异氰酸酯预聚物为原料,加入一定比例的发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等,在一定的温度条件下,经混合均匀发泡所制得的泡沫材料。聚氨酯泡沫的隔热、隔音性能是目前所有合成材料中最优异的,并具有极佳的耐磨性、耐油性、防水性,是目前国际上公认的性能较理想的保温材料。其热导率低,仅为0.018~0.023W/ (m · K),相当于EPS的1/ 2,是目前保温材料中热导率最低的材料,20世纪90年代开始在节能建筑上被逐步应用,种类有聚氨酯泡沫板、喷涂聚氨酯和浇筑聚氨酯。 

  酚醛泡沫(PF)是由酚醛树脂、发泡剂、表而活性剂和固化剂、不燃填料组成的一种泡沫塑料,与EPS/ XPS和PU相比,PF氧指数一般为35~40%,属难燃材料,具有优异的耐火性,燃烧性能为难燃B1级。酚醛泡沫增韧主要有以下3种方式:1)加入外增韧剂,如橡胶弹性体改性剂、热塑性树脂以及短切玻璃纤维;2)用部分带有韧性的改性苯酚代替苯酚合成树脂,即用含有与苯酚类似官能团的韧性物质部分代替苯酚与甲醛缩合,如间苯二酚、邻甲酚、对甲酚、对苯二酚、烷基酚等;3)化学增韧甲阶酚醛树脂,即通过酚轻基和轻甲基的化学反应接枝柔性链,其中聚氨酯改性酚醛泡沫是增韧效果最好的化学增韧方法。 

  2.3岩棉 

  岩棉是一种性能良好的无机高效保温材料,是最早应用于建筑外墙的无机保温材料之一。岩棉属纤维类保温材料,吸水率人,制品容易吸水致使其导热系数急剧增大,失去保温隔热性能,因此,降低岩棉的吸水率非常重要。在欧洲,岩棉作为保温材料应用于外墙保温也只占有保温材料市场的20%左右,原因是外墙保温用岩棉的质量要求高,价格昂贵。另外,岩棉作为外墙保温材料,对其施工操作规程和质量保证措施的要求严格,在雨季和冬季施工受到限制。 

  2.4泡沫混凝土 

  泡沫混凝土是主要由钙质材料(水泥、石灰)和硅质材料(石英砂、粉煤灰、矿渣粉、页岩等)组成,并掺加适宜的加气剂、外加剂等,经混合搅拌、浇筑成形和养护而成的一种多孔材料,是目前发展非常迅速的一种建筑外墙外保温材料。泡沫混凝上是一种无机硅酸盐材料,在强度、防火、耐久性等方而与有机材料相比具有巨大优势,但在密度、绝热性等方而则有所不足,因此需要寻求进一步降低其密度和导热系数的方法,使之在外墙外保温体系中得以应用。许多泡沫混凝土工作者都在研制开发超低密度的泡沫混凝土,即密度低于200kg/ m3,甚至更低,以期在密度降低的同时导热系数,也随之降低。 

  3、结束语 

  节能材料一般都属于保温绝热类材料,也就是用于阻隔建筑围护热流传递的材料,也可以是各种此类材料的复合体。在常用的居民采暖空调中,适用绝热材料可以节能大约50%到80%之间。正因为如此,绝热材料在很多国家都被视作继煤炭、天然气、核能以及石油之后的第五能源。而外墙保温技术主要就是依靠保温绝热材料,将之作为建筑的围护,因此,保温绝热材料的开发是外墙保温技术的必要要求,同时也是建筑节能得以实现的重要保证。 

  参考文献: 

  [1]陶有生.无机材料保温墙体材料性能及应用[J].砖瓦.2013(02) 

  [2]李小龙,李国忠.玻化微珠保温材料的制备与性能研究[J].砖瓦.2013(02) 

  [3]崔建国.建筑外墙外保温材料的防火性能探讨[J].科技传播.2011(15) 

  [4]阎瑾瑜,马先伟.保温材料防火性[J].广州化工.2011(11)

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