建筑外墻外保溫材料分析與探討

1、建筑外墻外保溫材料分析與探討摘要：由于對(duì)節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境的需求不斷提高，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫也在日益加強(qiáng)，其中又以外墻外保溫的發(fā)展最為迅速。本文在分析保溫材料的性能的基礎(chǔ)上，對(duì)于保溫材料的分類進(jìn)行分析，重點(diǎn)對(duì)于外墻外保溫的的選材相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行討論，說(shuō)明了建筑外墻外保溫材料在建筑節(jié)能方面的作用。關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能 外墻外保溫 保溫材料 性能分析 選材分析 1 引言外墻外保溫材料是保溫隔熱材料的一大分支，而且隨著外墻外保溫體系優(yōu)點(diǎn)的不斷突出和該體系性能研究的不斷發(fā)展，外墻外保溫節(jié)能材料將成為保溫材料發(fā)展的主流。隨著全球能源形勢(shì)日趨緊張和外墻外保溫技術(shù)的不斷發(fā)展，建設(shè)部相繼發(fā)布規(guī)范，提倡使用外墻外保溫材

2、料1,2。本文主要就建筑外墻外保溫材料相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。2 保溫材料的性能分析(1)影響保溫材料熱導(dǎo)率的主要因素影響保溫材料熱導(dǎo)率大小的因素很多，不同的保溫材料有不同的熱導(dǎo)率，在保溫材料的組成固定之后，其熱導(dǎo)率主要隨著溫度、容重和含水率的變化而變化，其中對(duì)其影響最大的是含水率。(2)容重和抗壓強(qiáng)度的關(guān)系容重增加則抗壓強(qiáng)度增加，二者成正比關(guān)系。然而由于容重的增加，材料的密度也增加，這樣熱導(dǎo)率就會(huì)增加，所以在選擇保溫材料時(shí)，不能一味要求某一性能指標(biāo)，而應(yīng)全面考慮。具有多孔特點(diǎn)的保溫材料，容重對(duì)材料熱導(dǎo)率的影響并不是單純上升或下降的關(guān)系。理論和實(shí)踐證明，任何保溫材料都存在一個(gè)對(duì)應(yīng)于最小熱導(dǎo)率值的最佳

3、容重。(3)保溫材料的吸水性和透濕性分析保溫材料的吸水性和透濕性是一項(xiàng)重要指標(biāo)，硬質(zhì)聚乙烯防水最好，巖棉最差。巖棉不適用于冷水空調(diào)系統(tǒng)，適用于高溫保溫。當(dāng)使用離心玻璃棉保冷、保溫時(shí)應(yīng)多加注意接縫一定要嚴(yán)密，防止溫?zé)峥諝膺M(jìn)入，形成凝露。使用巖棉、離心玻璃作建筑、冷庫(kù)保溫，應(yīng)加防潮層。3 保溫材料的分類(1)按材料成分分類有機(jī)隔熱保溫材料：如稻草、稻殼、甘蔗纖維、軟木木棉、木屑、刨花、木纖維及其制品。此類材料容重小，來(lái)源廣，多數(shù)價(jià)格低廉，但吸濕性大，受潮后易腐爛，高溫下易分解或燃燒。無(wú)機(jī)隔熱保溫材料：礦物類有礦棉、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、硅藻土石膏、爐渣、玻璃纖維、巖棉、加氣混凝土、泡沫混凝土、浮石

4、混凝土等及其制品；化學(xué)合成聚酯及合成橡膠類有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、脲醛塑料和泡沫硬性酸酯等及其制品，此類材料不腐爛，耐高溫性能好，部分吸濕性大，易燃燒，價(jià)格較貴。金屬類隔熱保溫材料：主要是鋁及其制品，如鋁板、鋁箔、鋁箔復(fù)合輕板等。它是利用材料表面的輻射特性來(lái)獲得絕熱保溫效能。具有這類表面特性的材料，幾乎不吸收入射到它上面的熱量，而且本身向外輻射熱量的能力也很小，這類材料貨源較少，價(jià)格較貴。(2)按材料形狀分類松散隔熱保溫材料：如爐渣、水渣、膨脹蛭石、礦物棉、巖棉、膨脹珍珠巖、木屑和稻殼等，它不宜用于受振動(dòng)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。板狀隔熱保溫材料：一般是松散隔熱保溫材料的制品或化學(xué)合成聚酯與

5、合成橡膠類材料，如礦物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、軟木板以及有機(jī)纖維板(木絲板、刨花板、稻草板和甘蔗板等)，另外還有泡沫混凝土板，它具有原松散材料的一些性能加工簡(jiǎn)單，施工方便。整體保溫隔熱材料：一般是用松散隔熱保溫材料作骨料，澆注或噴涂而成，如蛭石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土、粉煤灰陶?；炷?、粘土陶粒混凝土、浮石混凝土、爐渣混凝土等，此類材料仍具有原松散材料的一些性能，整體性好，施工方便。4 外墻外保溫的的選材分析推廣建筑節(jié)能，主要是為了提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)(包括墻、門窗、屋頂、地面等)的保溫性能。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，墻體在采暖能耗中所占的比例最大，約占采暖總能耗的30-35%，改善墻體的保溫性能，是建

6、筑節(jié)能工作的重中之重。建設(shè)中采用保溫效果好、節(jié)能效率高的新型墻體材料來(lái)降低墻體的熱耗指標(biāo)3,4。(1)外墻外保溫材料保溫性能。保溫性能是外墻外保溫質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)，為此，應(yīng)按所用材料的實(shí)際熱工性能，經(jīng)過(guò)熱工計(jì)算得出足夠的厚度，以滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)當(dāng)?shù)亟ㄖ囊?。與此同時(shí)，還應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)措施，避免某些局部產(chǎn)生熱橋問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，永久性的機(jī)械錨固、臨時(shí)性的固定以至于穿墻管道，或者外墻上的附著物的固定，往往會(huì)造成局部熱橋。在設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)盡可能避免此類熱橋?qū)ν鈮Ρ匦阅墚a(chǎn)生明顯的影響，也不致以后產(chǎn)生影響墻面外觀的痕跡。當(dāng)外墻外保溫體系采用聚苯乙烯或巖棉板組合保溫板材時(shí)，其保溫性能應(yīng)根據(jù)

7、實(shí)際構(gòu)造及組成材料的熱工性能參數(shù)經(jīng)計(jì)算或測(cè)試確定。保溫層厚度，應(yīng)考慮穿過(guò)的鋼絲及其他熱橋的影響。(2)外墻外保溫材料穩(wěn)定性。與基層墻體牢固結(jié)合，是保證外保溫層穩(wěn)定性的基本環(huán)節(jié)。新建墻體的表面處理工作一般較易做好，但對(duì)于既有建筑，必須對(duì)其面層狀況進(jìn)行認(rèn)真檢查，如果面層存在疏松、空鼓情況，則必須認(rèn)真清理，以確保保溫與墻體緊密結(jié)合。外保溫體系應(yīng)能抵抗下列因素綜合作用的影響，即在當(dāng)?shù)刈畈焕臏囟扰c濕度條件下，能承受風(fēng)力、自重以及正常碰撞等各種內(nèi)外力相結(jié)合的負(fù)載，在嚴(yán)酷的條件下，保溫層仍不致與基底分離、脫落。保溫板用粘結(jié)劑或機(jī)械固件固定時(shí)，必須滿足所在地區(qū)、所處高度及方位的最大風(fēng)力，以及在潮濕狀態(tài)下保持

8、穩(wěn)定性；粘結(jié)劑必須是耐水的，機(jī)械錨固件應(yīng)不致被腐蝕。(3)外墻外保溫材料防火性。盡管保溫層處于外墻外側(cè)，但防火處理仍不容忽視。在采用聚苯乙烯泡沫板作外保溫材料時(shí)，必須采用阻燃型板材；其表面及窗口等側(cè)面，必須全部用防火材料嚴(yán)密包覆，不得有敞露部位；在建筑物超過(guò)一定高度時(shí)，需有專門的防火構(gòu)造處理，例如每隔一層設(shè)一防火隔離帶；在每個(gè)防火隔斷處或門窗口，網(wǎng)布及覆面層砂漿應(yīng)折轉(zhuǎn)至磚石或棍凝土墻體并予以固定，以保護(hù)聚苯乙烯泡沫板，避免在著火時(shí)蔓延；采用厚型抹灰面層，提高保溫層的耐火性能。(4)外墻外保溫材料熱濕性。外保溫墻體的表面應(yīng)采取密閉措施，使其具有良好的防水性能，避免雨水進(jìn)入內(nèi)部造成損壞。應(yīng)采取適當(dāng)

9、的技術(shù)措施加以避免墻體凝結(jié)。同時(shí)外保溫墻體應(yīng)能耐受當(dāng)?shù)刈顕?yán)酷的氣候及其變化。(5)外墻外保溫材料耐撞擊性能。外墻外保溫體系應(yīng)能耐受正 常交通往來(lái)產(chǎn)生的人體及搬運(yùn)物品的碰撞。在經(jīng)受一般性的碰撞時(shí)，不致對(duì)外保溫體系造成損害。在其上安裝空調(diào)器或用常規(guī)方法放置維修設(shè)施時(shí)，面層不致開(kāi)裂或者穿孔。(6)外墻外保溫材料要不受主體結(jié)構(gòu)變形的影響。當(dāng)所附著的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生正常變形，諸如發(fā)生收縮、徐變、膨脹等情況時(shí)，外保溫體系不致產(chǎn)生任何裂縫或者脫開(kāi)。(7)外墻外保溫材料的耐久性。外墻外保溫構(gòu)造的平均壽命，在正常使用與維修的條件下應(yīng)達(dá)到25年以上。這就要求外墻外保溫體系的各種組成材料包括保溫材料、粘結(jié)劑、固定件、加

10、強(qiáng)材料、面層材料、隔汽材料、密封膏等具有化學(xué)與物理穩(wěn)定性。所有外墻外保溫材料具有的性能或通過(guò)防護(hù)、處理，應(yīng)做到在結(jié)構(gòu)的壽命期內(nèi)在正常使用條件下，由于干燥、潮濕或電化腐蝕，以及由于昆蟲(chóng)、真菌或藻類生長(zhǎng)或者有嚙齒動(dòng)物的破壞等種種侵襲都不致造成損害。所有外墻外保溫材料相互間應(yīng)該是相容的，所用材料與面層抹灰的質(zhì)量均應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。(8)對(duì)外墻外保溫材料吸水性和透氣性的要求。材料的吸水性取決于該材料的孔隙率、孔徑和表面張力。通常，材料的吸水性以吸水系數(shù)來(lái)表示。吸水量與吸水時(shí)間的平方根成正比，單位面積吸水量對(duì)吸水時(shí)間的平方根作圖是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，其斜率就是材料的吸水系數(shù)。材料的透氣性主要

11、與材料的孔隙率和孔徑等有關(guān)。一般用等效靜止空氣層厚度來(lái)描述水汽擴(kuò)散阻力，即透氣性。(9)外墻外保溫材料的耐候性。耐候性指墻體保溫系統(tǒng)對(duì)外界氣候變化的適應(yīng)能力。夏季炎熱、冬季濕冷、季內(nèi)溫差小、四季溫差大的地區(qū)，保溫材料的耐候性直接影響系統(tǒng)的使用壽命。為規(guī)范產(chǎn)品準(zhǔn)人市場(chǎng)，國(guó)家指定“聚苯保溫砂漿系統(tǒng)和“聚苯保溫板薄抹灰系統(tǒng)都有一條強(qiáng)制性條款一耐候性測(cè)驗(yàn)。(10)外墻外保溫材料的粘結(jié)強(qiáng)度的要求。EPS和XPS的保溫體系是墻體和保溫板材用粘結(jié)劑膠合的。對(duì)于外墻涂料飾面工程，保溫材料復(fù)合整體強(qiáng)度破壞處出現(xiàn)在各單體強(qiáng)度與粘結(jié)劑強(qiáng)度相對(duì)弱處，在外力作用下，如板強(qiáng)度高，粘結(jié)劑強(qiáng)度低，在結(jié)合部破壞，反之，在板內(nèi)部破壞。XPS界面光滑度高，與混凝土基層結(jié)合層要防止聚合物乳液粘結(jié)劑虛貼，為此，XPS板出廠前要在板上留槽加強(qiáng)握固力。材料的粘接強(qiáng)度完全達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求，在工程中才可應(yīng)用。5 結(jié)語(yǔ)本文闡述當(dāng)前能源的形勢(shì)十分緊張嚴(yán)峻，提出了建筑能耗與建筑節(jié)能的概念，強(qiáng)調(diào)了目前開(kāi)展建筑節(jié)能的重要意義。保溫材料的主要性能包括熱導(dǎo)率、容重、最高使用溫度、抗壓強(qiáng)度、含水率、線膨脹系數(shù)、抗折強(qiáng)度和ph值等，對(duì)各性能指標(biāo)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。對(duì)保溫材料進(jìn)行了分類，另外，論述了外墻外保溫材料的選材的基本要求，外墻外保溫選材時(shí)的基本要求包括：保溫性、穩(wěn)定性、防火安全性、熱濕性、耐久性、耐候性等指