建筑外墻外保溫材料的研究

1、建筑外墻外保溫材料的研究    摘要：摘 要 由于對節(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,對于保溫材料的分類進(jìn)行分析,重點(diǎn)對于外墻外保溫的的選材相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行討論,說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：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      一、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

2、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料。本文主要就建筑外暗外保溫材料相關(guān)問題進(jìn)行探討。 二、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)率就會增加,所以在選擇保溫材料時,不能一

3、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對應(yīng)于最小熱導(dǎo)率值的最佳容重。 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、冷庫保溫,應(yīng)加防潮層。 三、保溫材料的分類 1按材料成分分類。1.1 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

4、源廣,多數(shù)價格低廉,但吸濕性大,受潮后易腐爛,高溫下易分解或燃燒。 1.2 無機(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,價格較貴。 1.3 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,價格

5、較貴。 2按材料形狀分類。2.1 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,它不宜用于受振動和圍護(hù)結(jié)構(gòu)上, 2.2 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)纖維板沐絲板、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單,施工方便。 2.3 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、粉煤灰陶粒混凝土、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

6、好,施工方便。 四、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降低墻體的熱耗指標(biāo)。 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)過熱工計算得出足夠的厚度,以滿足節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對當(dāng)?shù)亟ㄖ囊?。與此同時,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)生熱橋問題。一般來說,永久性的機(jī)械錨固、臨時性的固定以至于穿

7、墻管道,或者外墻上的附著物的固定,往往會造成局部熱橋。在設(shè)計和施工中,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,其保溫性能應(yīng)根據(jù)實(shí)際構(gòu)造及組成材料的熱工性能參數(shù)經(jīng)計算或測試確定。保溫層厚度,應(yīng)考慮穿過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,但對于既有建筑,必須對其面層狀況進(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)

8、地最不利的溫度與濕度條件下,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,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,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;在建筑物超過一定高度時,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

9、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)?shù)募夹g(shù)措施加以避免墻體凝結(jié)。同時外保溫墻體應(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,不致對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,面層不致開裂或者穿孔。 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

10、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,外保溫體系不致產(chǎn)生任何裂縫或者脫開。 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、真菌或藻類生長或者有嚙齒動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)國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。

11、 8對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)來表示。吸水量與吸水時間的平方根成正比,單位面積吸水量對吸水時間的平方根作圖是一條通過原點(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,國家指定“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

12、耐候性測驗(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)計和使用要求,在工程中才可應(yīng)用。 五、結(jié)語 本文闡述當(dāng)前能源的形勢十分緊張嚴(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