1、墙体保温与节能材料研究班级：建筑学082班姓名：段向学号：082957任课教师：周戟墙体保温与节能材料研究班级：建筑学082班 姓名：段向 学号：082957摘要：主要介绍了建筑保温材料的选用原则，设计原理，我国几种墙体外保温材料，外墙自保温材料，两种绿色环保型墙体保温绝热材料在国内外的应用。关键词：选用原则 设计原理 外保温材料 自保温材料 绿色环保型材料随着中国城市化水平的快速发展，房屋建造规模越来越大，我国目前的能源供求矛盾越来越突出，低房屋建筑能耗己是当务之急，而降低能耗的重要途径，除了继续搞好科技供暖以外，就是想方设法使房屋的外墙增加足够的保温性能，最大限度地减少建筑外墙结构的热损失
2、，发展新型节能型材料，有效地实现节能降耗的目的。正是在这种情况下，国家建设部、建材局要求在住宅中要广泛使用轻质、高强、低能耗、多功能的新型建筑材料。11、建筑保温隔热材料的选用原则 2在设计节能建筑时都要选用保温隔热材料，其目的是:冬季减少热损失，以保持室内需要的温度，夏季阻止太阳的辐射热;或在夏热冬暖地区的建筑外墙和屋面施工，阻止太阳的辐射热。下面是我们在选择建筑保温隔热材料时遵循的原则：保温隔热材料需具有较小的导热系数、较大的蓄热系数。在相同的保温效果的前提下，导热系数小的材料保温层厚度可以更小，保温结构占的空间更小。保温隔热材料要具有良好的化学稳定性。保温隔热材料不能与周围环境中的材料发
3、生化学反应，影响其保温隔热性能。优选轻质(密度50一35Okg/m 3)或超轻质(密度不大于50kg/m 3)保温隔热材料。保温隔热材料的使用年限要与建筑使用年限相匹配。保温隔热材料的价格要与其使用功能相适应。选用阻燃型或无机不燃型、无毒保温隔热材料。选用吸水率小的保温隔热材料。保温隔热材料要具有良好的施工性能。2、建筑保温隔热材料设计原理以聚苯为主要原材料来生产保温隔热材料在世界各地均比较盛行，产品形式主要有聚苯板、聚苯复合材料、聚苯乙烯颗粒等，其中聚苯板目前使用比较多。胶粉聚苯颗粒保温隔热灰浆设计主要考虑以下方面： 3对聚苯乙烯泡沫颗粒的级配(粒径为2一5mm，容重为20一30kg/m 3
4、)、以及它和胶凝材料的配比的优化设计，使得此材料的密度、导热系数、蓄热系数、收缩率以及强度等各性能指标都得到了优化。添加了硅铝玻璃空心球体料，它和聚苯乙烯泡沫颗粒都属于轻质多孔材料，起到了保温隔热作用;另外，“滚珠效应”改善了材料的和易性、整体性，一次施工达4cm以上，并且不需二次找平，显著提高了施工效率。由于外加剂的作用，引入了1%一5%的气泡，隔断了热传输通道，既达到了保温隔热的效果，也起到了保水的效果，提高了水泥水化程度，增强了保温层的强度。主要原料是废旧聚苯乙烯泡沫，既利用再生资源，又减少了白色污染，所以此灰浆材料既是很好的环保产品，也很大程度的节约了资源。采用干粉料预混合干拌技术与聚
5、苯泡沫颗粒分装工艺，现场只需按比例加水搅拌即可施工，解决了传统工艺中生产搅拌期长、运输成本高、存放周期短、现场配料计量不准确、施工不方便等技术经济问题。3、我国建筑保温隔热材料分析比较节能己作为我国“十大重点工程之一”。据2004年统计，我国现有建筑面积330亿m2，而节能型住宅不足2%，且建筑能耗己占社会总能耗的27.6%，建筑节能势在必行。而外墙保温隔热措施是最有力、见效最快的建筑节能措施，被大力推广应用。我国墙体保温材料技术水平低，低档产品多，因此，大力发展保温技术，研发生产质量稳定可靠的产品，组建专业工程队伍进行专业化施工，推广高效保温的墙体材料势在必行。现有外墙保温隔热措施主要包括外
6、墙内保温、夹芯保温和外墙外保温。由于内保温和夹芯保温存在不可避免的“热桥”而逐步被外墙外保温所取代，而外墙外保温既适用于新建建筑，又适用于既有建筑的节能改造，所以国家作为重点工程推广。 4外墙外保温结构图3.1墙体保温材料的种类 建筑外墙主要由基层墙体（如钢筋混凝土墙、混凝土空心砌砖墙、黏土多孔砖墙、黏土实心砖墙等）、外保温材料（粘结层、保温层、保护层）、饰面层3部分构成。目前墙体节能保温材料包括有机类（如聚苯乙烯泡沫板、泡沫聚氨酯、聚碳酸酯及酚醛等）、无机类（如珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐等）和复合材料类（如金属夹芯板、芯材为聚苯等）。 主要以胶粉聚苯颗粒保温隔热砂浆、膨胀聚苯板薄抹
7、灰、聚氨酯泡沫系统，膨胀聚苯乙烯（EPS）泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）为代表的有机保温材料因其质轻、致密性高、保温隔热性好等特点, 近几年来在我国建筑节能领域取得了突飞猛进的发展, 已在本领域占据了绝对的主导地位。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大最的封闭孔.它们的表观密度都较小，这也是作为保温隔热材料所必备的。 73.1.1 聚氨酯喷涂外墙保温:聚氨酯硬泡 56喷涂用于外墙外保温是一项新型建筑节能技术,具有良好的保温性、稳定性、防火性、抗湿热性、耐撞击性、抗裂性、环保性等特点。由于硬泡聚氨酯喷涂外保温工程施工速度快、效率高,对建筑物外形适应能力很强,尤其适应建筑
8、物构造节点复杂的部位的保温,且维修方便,维修后能使其外观以及功能保持良好状态。由于目前该做法造价较高,占据市场份额较少。3.1.2 聚苯颗粒保温料浆外墙保温:聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装，使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒，充分搅拌后形成塑性良好的膏状体，将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便，保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品，也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒，这对于防制白色污染、保护环境是十分有益的。但此种保温材料吸水率较其他
9、材料为高，使用时必须加做抗裂防水层。 83.1.3 膨胀聚苯板薄抹灰建筑外墙保温EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统具有优越的保温隔热性能，良好的防水性能及抗风压、抗冲击性能，能有效解决墙体的龟裂和渗漏水问题。本系统技术成熟、施工方便，性价比高，在欧美发达国家、沿海发达地区均得到了广泛的应用，是广大房地产开发商，保温节能建筑设计和建筑施工单位首选隔热体系。随着建筑节能事业的深入发展，本系统将成为市场的主流产品。EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温是采用聚苯乙烯泡沫塑料板作为建筑物的外保温材料，当建筑主体结构完成后，将苯板用专用粘结砂浆按要求粘贴上墙。如有特殊加固要求，可使用塑料膨胀螺钉加以锚固。然
10、后在苯板表面抹聚合物水泥砂浆，其中压入耐碱涂塑玻纤网格布加强以形成抗裂砂浆保护层，最后为腻子和涂料的装饰面层（如装饰面层为瓷砖则应改用镀锌钢丝网和专用瓷砖粘结剂、勾缝剂）。与其它外保温技术相比,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。EPS薄板抹灰外墙保温隔热系统4建筑外墙自保温材料目前节能墙体保温体系一般分为两大类，一类是前面所叙述的复合墙体保温体系，另一类是自保温体系，指的是以单一墙体材料即能满足现有节能要求的外墙保温体系，保温材料即墙体材料本身，一般多应用于非承重墙体。4.1 硅藻土(多孔)保温砖4.1.1 硅藻土特点硅藻土是古代硅藻遗体的沉积物，其主要组分是无定型含
11、水氧化硅，化学成份包括SiO2,Al2O3,F2O3,CaO,P2O5,K2O，有机质等.由于硅藻土细胞壳壁具有小室和各种孔沟等结构以及含特殊的SiO 2nH2O成分，因此硅藻土具有坚固、耐热、耐磨、耐酸等特性。工业上主要利用硅藻土的微孔结构、细度、吸附能力和良好的绝热隔音能力，来生产各类催化剂载体、助滤剂、保温材料和化工填料等。4.1.2 硅藻土的保温硅藻土自保温墙体材料生产工艺的关键在于强度指标和保温指标之间的平衡，因强度越高，则表观密度大，材料导热系数也相应增大，从而降低保温性能。通过多孔成坯，高温烧结的工艺使得产品在保持轻质、高强、保温隔热、隔音、防火、抗震等优良性能的基础上，在形状和
12、孔洞不变的情况下，吸水率下降，干缩值变小，蜂窝、麻面消失，表面光滑，提高产品的抗压强度，在充分提高强度的基础上，尽量降低制品的表观密度，以提高制品的保温性能。我们用丰富的硅藻土资源，采用先成坯再烧结的技术，并通过对最高烧结温度和加温过程的对产品性能的影响研究，研制成了轻质高强，体积收缩率小，保温性能良好的节能自保温墙体材料硅藻土(多孔)保温砖。 94.2 其他自保温材料的介绍4.2.1 砌块类产品目前自保温砌块类产品包括各种加气混凝土砌块，烧结多孔砖，混凝土多孔砖，蒸压(养)砖等。其中以加气混凝土砌块使用最为广泛，加气混凝土是含硅材料(如砂.粉煤灰.尾矿粉等)和钙质材料(如水泥、石灰等)加水并
13、加入适量的发气剂和其他外加剂，经混合搅拌、浇注发泡、坯体静停与切割后，再经蒸压或常压蒸气养护制成，根据添加的材料不同又分为砂加气混凝土和粉煤灰加气混凝土等。加气混凝土在我国已有近40年的发展历史，加气混凝土砌块，具有优良的产品性能其物理力学性能使建筑物具有极佳的节能效果(包括制造节能、使用节能和原料及成品运输节能等)和居住舒适性(包括延迟时间、热波阻尼率、阻燃性、水蒸气渗透性能、隔音性能和与环境的相容性等)，同时，准确的外观尺寸为科学的应用提供了良好施工条件，从而更加突显了加气混凝土砌块的优越性 10。4.2.2 墙板类产品我国对墙板保温材料的研究早在60年代就开始了，并在北方地区建成了中间试
14、验线，利用这些试验线，生产了大批的墙板，并建成了一些试验建筑。但由于受当时保温材料的限制，该类墙板在使用的工程中出现了不少问题，最主要的就是在北方寒冷的冬季条件下，外墙的内表面结露严重，尤其是节点处，其内表面长霉、发黑，严重的甚至出现结露成流水，严重影响了建筑的使用和美观。针对这种情况，只能采取在板的内、外表面抹各种保温砂浆，但这样的做法实际就丧失了墙板作为自保温体系的意义，成为了普通的外保温或内保温体系，在这种意义上来讲，墙板不能归类到自保温材料了。但随着适用环境的变化、新材料的发展、节能技术的进步，以及其他学科的发展和技术进步在建筑上应用的新的机遇，墙板作为自保温体系在夏热冬冷地区还是有很
15、大的应用前景的。5.绿色环保型墙体保温绝热材料在我国范围内目前用于保温绝热材料在生产过程中都对环境有或多或少的不利影响。随着我国建筑节能向第二阶段的迈进，人们对保温节能材料自身的环保性能越来越重视。这里就介绍两种绿色环保型墙体保温绝热材料:纸纤维素和植物纤维。 135.1 纸纤维素保温墙体材料在国外，纸纤维素作为保温绝热材料主要用于阁楼和木框架结构建筑中。5.1.1 纸纤维素保温墙体材料的优点 11与其它类型的保温绝热材料相比，纸纤维素主要具有以下几点优势:热学性能稳定纸纤维素的热学性能非常稳定，它的导热系数和热阻受密度和温度的影响很小，密度为24kg/m3时的导热系数为0.035W/mK，而
16、玻璃棉的导热系数随着密度的变化相差2倍以上，纸纤维素的导热系数在-20T-70之间基本保持不变，玻璃棉的导热系数在寒冷的冬天最多可降低50%。低能耗回收的新闻用报纸经过破碎、阻燃、防水等处理即可使用，纸纤维素在整个制造中所消耗的能源很少，并且不排放CO 2气体，而生产一吨聚苯乙烯需要耗电500度、燃料0.64 x 106达卡、8吨冷却水和2吨原油。. 可回收利用制造纸纤维素的新闻用纸可连续回收利用达7次，而其他保温材料一般只能利用一次。 . 优良的防火性能按照英国的标准，正常的防火墙可分为15min, 30分钟和60min三个等级。防火实验证明，经过阻燃处理的纸纤维素防火墙的等级为60min。
17、而玻璃棉防火墙的等级为15min，矿棉防火墙的等级为30-60min，一些泡沫材料不够级别。. 生态环保利用回收纸作为原材料有利于减少环境污染，并且在使用过程中对人类的健康无任何不利影响，使用后没有难以回收或产生垃圾等问题。 5.1.2 纸纤维素在国内外的使用纸纤维素作为保温绝热材料在欧美已经应用了40多年了，虽然目前纸纤维素在欧美建筑节能市场上占有的份额比较小，但是，随着人们对健康、环保和防火安全等方面的日益重视，纸纤维素保温绝热材料将会飞速发展。然而，目前中国的建筑节能市场上还没有出现纸纤维素保温材料，原因是多方面的:中外的建筑特点不同。欧美的住宅大多为低层住宅，建筑结构多为木质结构，几乎
18、所有的住宅为坡屋顶，而我国城镇的建筑多为中高层建筑，建筑结构多为钢筋混凝土框架结构。中外建筑特点的不同就决定了纸纤维素的应用方式的不同，国外成熟的应用方式在中国可能就不适用了，我国的企业还需要一定的时间来吸收改进。我国的建筑节能起步较晚，建筑保温技术在一些领域还比较落后，而且许多的建筑节能企业缺乏自主创新意识。中国的建筑节能市场还处于起步和发展阶段，对建筑节能材料的生产要求和使用规范还需不断完善。5.2 植物纤维保温墙体材料我国作为一个农业大国，每年有大量的农作物秸秆没有很好地被利用。而植物纤维保温材料的出现，可以很好地解决农村农作物秸秆的利用问题，同时它也适应了国家建设节约型社会发展的需求。
19、目前，植物纤维保温材料作为一种新型的建筑材料在市场中的应用刚刚开始，由于其具有突出的利废、环保、再生和节能等特性，已显现出极强的生命力和广泛的应用前景。5.2.1 植物纤维保温墙体材料的特点 12植物纤维保温墙体材料的特点体现在如下几个方面:(l).成熟的技术和高性能的产品植物纤维保温墙体材料是国家禁用粘土砖替代产品中性能较好、实用性较强的产品之一，该产品的性能与粘土砖接近，有较强的实用性，并且舒适性能高于粘土砖建筑。(2).改变建筑模式的基础构件解决寒冷地区跨年度施工的材料保障。工期长、跨年度施工是寒冷地区建筑业延续多年的传统模式。这种模式建筑成本高、建筑质量低、能源消耗大。植物纤维墙体材料
20、系列产品的应用从根本上改变了这种落后的建筑模式。植物纤维保温墙板按图制作、按号拼装、一次完成砌体和保温的全部工作，它与建筑框架同时施工、按序跟进、同时完工。植物纤维为实现建筑轻体化、高能化、省地化提供了可靠的物质基础。(3).实现建材生产的低耗高产在生产成本中，植物纤维外墙保温板每平方米耗电0.142度，耗水1.5升，不用1克燃料，每平方米中电和水的成本为1元。与其它墙体保温材料比较，其产出量与能耗比是极低的。植物纤维在使用中的节能效益很高。以植物纤维外墙保温板为例:规格200mm厚的墙板，保温系数高于370mm粘土砖墙4倍，取暖热耗降低4倍，取暖成本减少4倍，每年可节省大量的能源消耗，减少取
21、暖支出。(4).植物纤维保温墙体材料在我国市场中应用的地域的广泛性由于植物纤维保温材料的秸秆原料广泛，在全国各地均可大量生产使用。植物纤种类范围广，如南方的稻草、甘蔗渣、稻糠等;北方的玉米秆、高粱秆、大豆秸等;中原地区的麦秸、谷糠等;林业地区的锯末和干柴等。由于植物纤维保温材料产品已经系列化，使用的地域性极大。就生产而言，南方气温条件好，可以全年生产;北方气温低、但是空气干燥，5-9月每天的产量是南方地区的3倍，产量不会受影响。就气候适应性而言，有突出的保温、防水、高强度的特点，能适合热带、亚热带多雨潮湿的气候;同时亦适应北方地区保温抗寒的要求。5.2.2 植物纤维保温墙体材料的发展前景 14
22、15由于该产品工厂化生产、按图制作、便捷安装、产品系列化等特点，广泛应用于各种框架式建筑如体育场馆、厂房仓库、救灾房屋、宾馆饭店以及商场写字楼等。现投产的产品有多种规格、多种用途和功能。如:轻体内墙隔板、卫生间隔板、高保温外墙板、保温隔音屋面板、强防水屋面板等。由于建材价格的不断上涨和房价的上涨，植物纤维系列墙体保温材料的广泛应用，可使建筑成本大为降低。植物纤维墙体保温材料作为一种新的材料，对我国建筑市场的发展将起到积极的推动作用。随着我国建筑节能市场的逐步完善，人们对健康环保的日益重视，企业自主创新意识的提高，类似以上这两种绿色环保型墙体保温材料必将以其特有的优势在我国的建筑节能市场上占有一
23、席之地。6 结束语建筑节能是贯彻可持续发展战略的一个重要组成部分，是执行节约能源，保护环境的基本国策，也是当前全球性的发展大趋势。有理由相信，在外墙外保温普及应用发展环境下，提高建筑墙体保温系统的节能效率和延长系统的使用寿命将给外墙外保温行业带来新的契机。积极推进建筑节能，做好建筑物的墙体保温，在现实发展中具有十分重要的意义。参考文献1.保温隔热材料发展及建筑应用J.福建建材，1997，(04):41一432.马宝国.建筑功能材料M.武汉:武汉理工大学出版社，2004，4一643.杨凯.聚苯颗粒保温砂浆的研制与工程应用D，重庆:重庆大学，2006.4.武斌卫.外墙保温技术及节能材料J.山西建筑
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