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无机建筑节能墙体保温隔热材料的应用分析

2018-08-21 11:00:17 来源:贵州圣思项目策划有限公司 浏览:1104

【摘 要】高效轻质的保温隔热材料一直是人们所关注和期望的焦点,可以为建筑提供良好的保温隔热措施,有效较少建筑的能源消耗。文章对建筑墙体保温材料的物理性能和墙体外保温系统进行了分析和探讨,从可持续发展的角度,依据建设资源节约型社会的发展理念,对目前使用较少但前景极为广阔的无机建筑墙体保温隔热材料的性能和发展前景进行了详细说明和分析。 

  【关键词】建筑节能;无机材料;保温隔热材料;应用分析;前景展望 

  前 言 

  节能是涉及人类可持续发展和生存环境的重要问题,其战略目标不仅是要节约日益紧张的资源能源,为子孙后代的可持续发展提供足够的条件,造福子孙后代,同时也是要改善人们赖以生存的环境,实现绿色健康发展。现代建筑对于能源的消耗十分巨大,建筑节能是近几年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。根据国家的统计数据显示,建筑能耗约占社会总能耗的30%,而在建筑围护结构中,墙体在采暖能耗中所占的比例是最大的,约为建筑总能耗的32.1%~36.2%,因此,改善墙体的保温性能成为建筑节能的重点和关键。 

  一.墙体对于材料的要求 

  墙体作为建筑的门户和重要组成部分,既要作为维护结构,又要具有节能效果,因而对墙体本身的材料要求较高,单一种类的材料很难满足现代建筑对墙体的要求,因此,对于墙体材料的选择趋向于选择复合材料。复合材料可以同时具备几种单一材料的性能和优点,同时还可以产生自身的独特性能,在此基础上,复合墙体得到了广泛的应用和迅速发展。复合型墙体一般使用耐火砖或钢筋混凝土等作为承重墙,并且与绝热材料复合;或者使用钢材或钢筋混凝土构建框架结构,用薄壁材料夹杂绝热材料作为墙体主要结构。目前。我国的建筑节能工程在技术上形成了外墙内保温、保温材料夹心保温、外墙外保温、单一保温墙体的节能体系,其中,外墙外保温是国家建设部倡导推广的主要保温形式,其保温的方式最为直接,效果也是最好的,是我国目前应用最多的一项建筑保温技术,而这些措施和技术离不开保温材料的应用。基于国家对节能减排、环保利废、实现生产的良性循环和国民经济可持续发展的要求,保温隔热材料向着轻质、高强度、高效保温和良好的防火性能的方向发展。 

  二.保温材料的性质 

  建筑保温材料就自身的性质而言可以分为有机材料和无机材料两大类别,这里主要针对无机保温材料进行分析。 

  无机材料,是指将天然矿石进行加工处理后形成的轻集料。主要可以分为颗粒状材料和多孔性材料两大类,前者包括球形闭孔膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石等,后者则属于新型保温材料,包括加气混凝土、泡沫玻璃、微孔碳酸钙等。相对于有机材料易燃、易老化等缺点,无机材料的主要特征为:化学性质稳定,不易老化,使用寿命长;安全性能好,不易燃烧,无毒无害;与既有建筑物同属硅类产品,材料相容性好,整合为一个整体,可以有效避免保温系统的空鼓和脱落。当然,性对于有机材料,无机材料的保温性能略逊一筹。 

  材料的性质是决定保温系统使用寿命的基本因素,无机保温材料与建筑可以很好的融为一体,使用寿命长,既对建筑节能提供长久的服务,又可免于频繁更换,有效节约建筑施工成本。 

  三.无机保温系统墙体的应用 

  无机不燃型建筑保温材料目前主要有泡沫玻璃保温板、硬质硅酸盐保温板、无机保温砂浆和矿(岩)棉质品等几种,还包括出现较晚,没有被广泛使用的新型纳米孔无机材料,即二氧化硅气凝胶。 

  1.选用性价比优良的材料 

  无机保温砂浆墙体保温材料的兴起,改变了十多年来建筑保温以有机材料一统市场的局面,也使无机保温材料真正意义上走入了建筑节能保温的领域,对提高建筑节能保温工程的防火性能与使用寿命,降低工程成本,具有十分积极的意义,符合建筑行业的发展需要。 

  今后的发展方向上,要抓紧对新型无机保温材料的开发和研究,同时对已有的无机保温材料的特性进行深入研究,在建筑上选择最适合的材料,这里以新型材料二氧化硅气凝胶为例进行分析。 

  二氧化硅气凝胶是一种新型纳米孔无机材料,是目前已知的最轻的固体材料,也是迄今为止保温性能最好的材料,因为其自身具有纳米多孔结构、低密度、低导热系数、高孔隙率、高比表面积等特点,在600摄氏度之前几乎不会发生形态变化,防火性能优良,在航天、医学等特殊行业的保温方面应用广泛。气凝胶多孔材料以水玻璃为原料,经过溶胶凝胶的工序制作而成。由于其本身的孔洞率最高可以达到90%以上,导热率极低,因而就形成了这种材料极佳的保温性能。 

  因为受到原料选择、制备工艺、配方系数、产品成本等多个方面的限制,气凝胶在建筑节能领域的应用还存在着造价过高和建筑结构不合理的问题,难以充分发挥其材料自身的优越性能,需要我们进行更加深入的研究和分析。 

  2.无机保温材料的使用效果 

  应用无机不燃型的建筑保温材料,改变多年以来建筑保温以有机材料为主的现状,提高围护结构节能保温工程的防火功能和使用寿命,实现成本与能源的双重节约,实现可持续发展,是我们对于无机保温材料的最高要求和最终努力目标。 

  (1)使用周期内不开裂 

  有机化合物由于自身的传热系数与抗裂砂浆的传热系数相差悬殊,在温度剧烈变化的环境下,很容易造成自身的开裂和空鼓,同时,由于有机化合物本身在70℃的高温状态下容易产生不可逆转的收缩变形,也会造成墙体节能保温系统的严重开裂,影响系统的使用寿命,重新更换也会加大建筑的运行成本,与节能的最终目的背道而驰。而无机保温材料耐热性能较好,与建筑本身的相容性较好,在高温环境中,体积收缩率小,形态变化小,温度应力也较小,产生空鼓和开裂的可能性大大降低,从而提高了节能保温系统的使用周期,更加迎合节能减排的理念。 

  (2)无板缝冷桥 

  多数的有机化合物材料都是采用预制板的形式,在施工现场进行锚固和拼装。由于预制保温板的收缩变形、温湿变形以及预留缝隙本身的存在,常常会造成预制板相互之间的缝隙冷桥,从而破坏了保温系统的整体性,严重降低了整体的保温性能,保温效率较低。相比之下,无机保温材料整体性能好,没有板缝的存在,因而也就杜绝了冷桥的产生。因此,传热系数较高的无机保温材料在墙体使用后的实际应用效果明显要优于有机保温材料的实际应用效果。 

  四.结语 

  无机保温材料是相对与有机保温材料而提出和开发的,有别与有机保温材料,并对其缺点和不足进行补充和克服的绿色环保材料,其节能保温的性能和安全性能都较强,但是,由于去自身容重、传热系统、使用方法和生产能力等多方面的原因,目前还无法取代有机化合物保温材料成为建筑应用的主流,只能作为有益而必要的补充。从长远方面来看,无机保温材料的诸多优越性能,在我国夏热冬冷和夏热冬暖地区的保温材料市场上,有着其它保温材料无可比拟的巨大优势。随着对无机材料的不断研究和生产、施工技术的不断提高,无机建筑节能墙体保温材料必将成为建筑保温系统应用的主流。 

  参考文献: 

  [1]张原僖. 无机建筑节能墙体保温隔热材料的应用研究[J].中国无机盐(专刊),2011,(1):131-134. 

  [2]李宜璞.发展绿色安全使用的墙体保温隔热技术[J].2012,(12):68-69. 

  [3]陈姿蓉,王新生,宁丽清,王梦韵,张新华.浅谈建筑墙体无机保温材料的耐久性[J].科技创新导报,2010,(31):32. 

  [4]任启芳,丁益.外墙外保温隔热材料的研究进展[J].广东建材,2008,(10):25-27.


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