節(jié)能建筑外墻保溫材料應用淺析
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摘要:為了減少建筑內(nèi)外部的熱量交換，保持建筑物舒適的室內(nèi)溫度，指出了應用節(jié)能建筑外墻保溫材料的必要性，對比了幾種節(jié)能建筑外墻保溫方法的優(yōu)缺點，包括外墻內(nèi)保溫、內(nèi)外混合保溫、外墻外保溫方法。介紹了節(jié)能建筑中常用的外墻保溫材料，包括有機保溫材料、無機保溫材料、復合保溫材料。展望了節(jié)能建筑外墻保溫材料的發(fā)展方向:加強對超級保溫材料的研究，提高保溫材料的防火性能和裝飾性能。應選擇合理的保溫方式和材料，根據(jù)建筑物的實際，發(fā)揮保溫材料的優(yōu)勢和性能，滿足人們多元的居住需求。
關鍵詞:節(jié)能建筑;外墻保溫材料;應用;發(fā)展
節(jié)能減排、綠色發(fā)展理念不斷深化，建筑節(jié)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(fā)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(fā)力度，研發(fā)新型的保溫節(jié)能材料，將其更好地應用于節(jié)能建筑中，逐步推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1應用節(jié)能建筑外墻保溫材料的必要性
節(jié)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(nèi)溫度達到一定標準。隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，節(jié)能建筑越來越受到重視。我國制定了相應的節(jié)能建筑指標，為節(jié)能建筑的發(fā)展提供了設計標準。節(jié)能建筑設計要滿足節(jié)能設計的一般規(guī)定，外墻圍護結(jié)構(gòu)及采暖設計要滿足節(jié)能標準。但在實際應用中，由于節(jié)能技術及節(jié)能材料的開發(fā)研究較為滯后，很多建筑材料無法很好地滿足節(jié)能要求，故而作為節(jié)能建筑設計中的重要環(huán)節(jié)，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(fā)低成本、節(jié)能環(huán)保型的保溫材料，可以滿足節(jié)能建筑減小能耗的要求，降低建造成本。
2節(jié)能建筑外墻保溫方法
外墻內(nèi)保溫。外墻內(nèi)保溫施工簡便，但只是對建筑內(nèi)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(nèi)易結(jié)露，導致墻面開裂。內(nèi)外混合保溫?？稍诒容^易操作的部位進行外保溫，不易操作的部分進行內(nèi)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(chǎn)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(jié)構(gòu)，可以很好地保溫隔熱。
3節(jié)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)聚氨酯泡沫材料是很好的保溫材料，導熱系數(shù)很低，具有很好的隔熱性及阻燃性，如果溫度過高或出現(xiàn)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(jié)性強，經(jīng)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，70mm厚的硬質(zhì)聚氨酯泡沫，可以確保頂樓的室內(nèi)溫度與次頂樓的室內(nèi)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(zhì)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(shù)，提高其耐高溫性能，以有效減少空氣中有害物質(zhì)對墻體結(jié)構(gòu)的侵蝕，消除熱橋現(xiàn)象，有利于保持節(jié)能建筑內(nèi)部的溫度。
3.2無機保溫材料
無機保溫材料由工業(yè)廢渣、石塊等經(jīng)過多種工藝加工而成。近年來，我國工業(yè)化進程不斷加快，一些工業(yè)廢渣的利用成為了行業(yè)研究重點，利用科學技術對工業(yè)廢渣進行篩選、提純、合成，可用于建筑領域。在節(jié)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(shù)較低，可用于不同的氣候環(huán)境。巖棉的阻燃性能好，具有很好的抗酸堿性，質(zhì)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(jié)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(nèi)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(zhì)，綠色環(huán)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(jié)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(zhì)，質(zhì)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(xié)會列為綠色建材推廣產(chǎn)品，未來的應用范圍會越來越廣泛。
4節(jié)能建筑外墻保溫材料的發(fā)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(jié)構(gòu)，以最大限度降低其導熱系數(shù)，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(shù)低，常溫下0.013W/(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(fā)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(chǎn)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(fā)揮它們的性能優(yōu)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(xiàn)開裂、脫落等現(xiàn)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(fā)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(jié)語
近年來，在綠色發(fā)展理念下，節(jié)能建筑應運而生，實現(xiàn)了快速發(fā)展。節(jié)能建筑的外墻保溫要選擇合理的保溫方式和材料，根據(jù)建筑物的實際，發(fā)揮保溫材料的優(yōu)勢和性能，滿足人們多元的居住需求。
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作者:陳文國 單位:山東華宇工學院
