泡沫玻璃及其保温系统在建筑节能领域应用的探讨

陶娅龄　上海永丽节能墙体材料有限公司



泡沫玻璃及其保温系统在建筑节能领域应用的探讨

陶娅龄上海永丽节能墙体材料有限公司

摘要：通过对比建筑材料性能指标，结合工程实践，分析得出结论：泡沫玻璃将成为建筑节能材料的极佳选择，并针对目前泡沫玻璃在建筑节能领域应用遇到的困难，提出了一些可行性建议。

关键词：建筑节能；材料性能；泡沫玻璃

我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。

1　新型建筑节能保温材料—泡沫玻璃

泡沫玻璃是一种以废旧玻璃为原料，经过粉碎磨细，添加发泡剂等材料，均匀混合成配合料，再将其置于特定模具中，经过熔融、发泡、退火，形成一种内部充满均匀密闭气孔型的新型无机保温材料[1]。

1.1泡沫玻璃特点

泡沫玻璃被誉为节能工程的黑珍珠，它完全保留了无机玻璃的化学稳定性，具有防潮、防火、防腐的作用，加之玻璃材料具有长期使用条件下性能不劣化的优点，使其能在高温、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化学侵蚀等苛刻环境下稳定使用，被称为绿色环保型绝热材料。

1.2建筑用泡沫玻璃的研发

上海永丽节能墙体材料有限公司2004年承接国家建设部科技项目《建筑绝热与吸声装饰泡沫玻璃规模化生产与应用技术研究》（项目编号04-02-180），率先将长期用于石油化工领域的泡沫玻璃应用于建筑节能领域，成功开发YL泡沫玻璃建筑保温系统。2006年通过了国家建设部科技计划（项目编号：04-02-180）验收（建科验字[2006] 第041号），全国范围内率先制定了绝热泡沫玻璃建筑节能应用图集和相应的保温系统施工工法（上海市市级工法）。

1.3永丽泡沫玻璃保温系统

永丽泡沫玻璃保温系统是一种采用YL绝热泡沫玻璃板、YL专用粘结剂、耐碱玻璃纤维网格布、YL专用抹面砂浆、抗裂柔性耐水腻子等材料在现场成型的新型保温系统。该保温系统集墙体保温、防火、抗裂、防蛀和装饰功能为一体。系统适用范围广、工艺简便合理、能满足我国大部分地区不同气候条件下的建筑节能施工要求。

泡沫玻璃保温系统各材料之间匹配性是整个保温系统成功应用于建筑节能保温的关键。在最近几年发现的泡沫玻璃保温系统工程质量问题中，大多数是系统材料匹配性产生的问题，在多年的研究生产实践中，上海永丽节能墙体材料有限公司对泡沫玻璃保温系统各材料之间匹配性的研究与实践一直处于国内领先地位，已经应用于数千个工程，无任何系统质量问题，说明系统的研发是成功的。

2　泡沫玻璃与其他材料的性能比较

目前，我国建筑节能保温市场上推广应用的保温材料主要有发泡聚苯板(EPS板)、胶粉聚苯颗粒、挤塑聚苯板(XPS板)、聚氨酯、膨胀玻化微珠制品、无机保温砂浆、岩棉、泡沫玻璃等，现就市场最常用的膨胀聚苯乙烯(EPS)、岩棉、无机保温砂浆和泡沫玻璃进行比较分析。

从表中数据可以看出，保温性能方面，EPS最佳，结合修正系数，岩棉和泡沫玻璃保温性能相当，无机保温砂浆最差；防火性能方面作为有机保温材料的EPS最差；吸水率方面泡沫玻璃最好，无机保温砂浆最差；抗压强度方面无机保温砂浆和泡沫玻璃较好，另外两个保温材料较差。

表1　4种常用保温体材料的主要性能对比[2-5]

2.1有机保温材料EPS的主要缺点

（1）使用EPS板的火灾隐患问题。有机保温材料火灾事故越来越受到重视。2009年3月中央美术学院、2009年4月中国科学技术馆新馆、2010年11月上海胶州路教师公寓等火灾事故，无—不与保温材料有关。施工单位常说设计、使用的都是阻燃型的EPS板，事实是,经建设部的调查,作为墙体保温的EPS板,实际应用中80%以上是非阻燃型的[5]。

（2）抗风压特别是抗负压不安全。体系存在整体贯通的空腔，正负风压对保温隔热墙面进行挤或拉，易造成板缝处开裂，极端情况下负风压还可能将保温板掀掉。

（3）易变形造成墙面开裂。EPS板在昼夜和季节变化发生热胀冷缩、湿胀干缩时会在板缝处产生集中应力，由于其本身的受力变形，必然发生徐变，长期的变形将导致受力的失衡引起墙面开裂。

（4）老化、粉化问题。作为有机物，EPS的老化降解只是个时间问题，纵然EPS不易老化，但EPS板系由聚苯颗粒受热膨胀后在模具中挤压粘连在一起的，在长期浸水及水蒸气、氧化降解的作用下，聚苯颗粒从挤压粘连状态下分散出来，变为一个个独立的颗粒，即粉化，故使用年限通常定为15 a，在70 a的房屋使用期内，需更换4次以上，保温成本随即增加。

2.2岩棉板的主要缺点

（1）岩棉吸水率偏高，保温效果易受影响。

（2）岩棉的质量优劣相差很大。保温性能好的密度低，其抗拉强度也低，耐久性比较差。

（3）岩棉对人体危害严重，存在着致癌问题。部分发达国家对岩棉的使用进行了严格限制，长期吸入岩棉尘可导致支气管内膜炎和肺气肿，接触性皮炎等症状，从产业人员健康方面考虑，应严格限制使用。

2.3无机保温砂浆的缺点

（1）保温隔热效果差。目前大多数企业为了节省技术资金，使用原材料供应商的简单配方；再因为成本的限制，因而大多数保温砂浆产品的干密度较高、导热系数大，再加上施工可能不规范，保温厚度不能得到保障，以及因玻化微珠的破碎导致的导热系数进一步增大，实际所能够达到的节能效果与设计要求相比将大打折扣。

（2）保温砂浆的强度低。造成保温砂浆强度低有多种原因；砂浆中引气剂掺加量大，现场搅拌时间过长，产生大量气泡造成干密度低和强度；砂浆生产时有机增强组分添加量太低或者根本没有添加；砂浆施工时调班的稠度稀、加水量过大等。当砂浆的强度低不能满足附着安全要求时，可能就需要采取进一步的修补措施，甚至会将已经施工的保温层铲除，造成材料、劳动力以及工期等的大量浪费。

（3）保温层的吸水率高。这对于其保温隔热性能很不利，尤其是应用于可能经常受到水侵蚀的外墙面。

（4）保温层厚度不够。因导热系数的不稳定造成设计上可能保温厚度太薄。另外就是施工时候，由于人为因素等，很难保证保温层厚度。

（5）使用憎水剂导致系统中材料不相容。在实际中，有过因使用憎水剂造成系统中界面的粘结强度很低，并由此带来工程质量事故。

2.4泡沫玻璃应用优势及劣势

针对上述EPS、无机保温砂浆和岩棉板各项缺点,泡沫玻璃保温具有以下优势:

（1）不燃性。泡沫玻璃的防火性能与钠钙硅酸盐玻璃相当,属A级不燃材料。

（2）粘贴的牢固性。泡沫玻璃板使用专用粘结剂直接粘贴在各种墙体(红砖、混凝土、空心砌块等)的找平砂浆层上，其线膨胀系数与找平层材料相当，再加上断面毛糙的孔隙与砂浆形成镶嵌构造，粘贴牢靠，耐久性好。

（3）抗老化性能。泡沫玻璃作为无机保温材料,不存在老化分解问题,其耐久性超过建筑物主体。

（4）材料性能稳定，防水性好。玻璃本身不吸水,加上是闭孔构造,保温用泡沫玻璃吸水率小于0.5%,不会因为吸水导致绝热性能下降。

（5）环境安全性好，以无毒、无污染的无机材料为主，其生产、施工和干燥后的应用过程中不会对周围环境产生不良影响。

当然，泡沫玻璃作为一种建筑保温材料也有其不足，就是生产成本相对较高；大规模生产初期投资较大；生产工艺比较复杂，且产量提升较为缓慢。

综上所述,泡沫玻璃保温系统最大限度地保存了其他3种材料的优点的同时，基本克服了它们的缺点，泡沫玻璃应用于建筑节能保温有着其他材料不可比拟的优势。

3　泡沫玻璃及其保温系统在建筑保温市场上节能领域的困难及建议

3.1设计要求与泡沫玻璃性价比矛盾

目前在项目的设计中大多希望泡沫玻璃的导热系数越低越好，对泡沫玻璃的导热系数要求达到了≤0.045 W/（m·k）（25℃±2℃），从生产的角度来说，这个导热系数是完全做到的，但是要求生产原材料使用全新玻璃，从价格、资源利用等方面综合考虑，这样的产品性价比非常低。多年的生产实践、工程实践，我们还是建议主张用废旧玻璃生产导热系数≤0.058 W/（m·k）（25℃±2℃）的泡沫玻璃。既符合发展循环经济，建设节约型社会的要求又能保证建筑节能保温的要求。

3.2修正系数在相关设计软件中过高

2006年首次出版上海市建筑产品推荐性应用图集《泡沫玻璃保温系统建筑构造》开始，经过有关专家和部门的论证审核，确定泡沫玻璃修正系数在1.05，但目前有关的设计软件中采用了1.20的修正系数，两者存在较大的差异。

3.3屋面保温材料假冒伪劣、以次充好现象时常发生

以上海地区为例，目前用于建筑墙体的泡沫玻璃节能保温系统是需要备案的，所以以次充好、假冒伪劣产品基本是杜绝的。应用于屋面保温时，泡沫玻璃是以部品件的形式供应的，不需要备案，就出现以次充好、假冒伪劣等现象，并有扩大的趋势。我公司多次在工地上发现冒牌我公司产品的质量很差的泡沫玻璃，甚至有些工地使用黑色的发泡水泥充当泡沫玻璃，后果不堪设想。鉴于此，建议增加泡沫玻璃部品件也实施类似墙面保温系统备案体系（现场核验单）的备案制度。

3.4市场对泡沫玻璃保温系统认知度不够

泡沫玻璃保温系统综合成本是低的。从施工角度来说，施工简便，有效减少施工成本。从长远角度来说，对于工程项目来说总以项目验收核算来计算成本，没有考虑后期因为材料自身问题产生的后果，导致节能工程总成本高而保温效果不达标。

4　结语

泡沫玻璃是一种性能优良的保温材料，泡沫玻璃及其保温系统，性能稳定，能与建筑物同寿命，是环境友好的绿色建材，值得应用推广。

泡沫玻璃在建筑节能领域的应用还有很多困难，还有许多工作需要科研、设计、生产、施工等单位通力协作，以共同推动泡沫玻璃在建筑节能领域的应用。

参考文献

[1]上海建科建筑设计院.YL绝热泡沫玻璃保温系统建筑构造[S].2013沪J/T-130.

[2]上海建筑建业市场管理总站.建筑节能工程施工质量验收规程[S]. DGJ08-113-2009.

[3]国家质量监督检验检疫总局.绝热用岩棉、矿渣棉及其制品[S].GB/T 111835-2007.

[4] 上海建筑建业市场管理总站.无机保温砂浆系统应用技术规程[S]. DG/TJ08-2088-2011.

[5] 国家工业和信息化部.泡沫玻璃绝热制品[S].JC/T 647-2014.

[6] 孙德民.关于推广应用苯板(EPS)外墙外保温技术的三点质疑[J].辽宁建材,2008(9):28230.

节能信息与动态

Discussion over Foam Glass and Its Heat Insulation System Application in Building Energy Saving Field

Tao Yaling
Shanghai Yongli Energy Saving Wall Material Limited Company

Abstract:Through building materials performance index comparison, combined by engineering practices, the article concludes that foam glass will be the best choice for building energy saving material. Focused on some problem confronting foam glass in building energy saving, the article puts forward some feasible suggestions.

Key words:Building Energy Saving, Materials Performance, Foam Glass

DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.02.006