保温隔热材料及其应用现状研究

赵元田 孙兆俊

【摘要】随着保温隔热材料的不断发展，目前拥有的种类越来越多，按照通常使用的材料质地划分法，可分为无机保温隔热材料和有机保温隔热材料两大类，过去单一的保温隔热材料己经不能满足现在的使用需要，于是更多环保型、复合型保温材料逐渐进入市场，并且受到了广泛关注和开发利用。目前常用的有无机纤维保温隔热材料、有机纤维类保温板和复合型保温隔热材料。

【关键词】保温隔热材料；应用现状

【Abstract】With the development of thermal insulation materials， currently we have more and more types， according to the texture of the material division method commonly used insulation materials can be divided into inorganic and organic insulation materials into two categories， the last single insulation insulation materials already unable to meet the current need to use， so more environmentally friendly， composite insulation material gradually into the market， and has been widespread concern and exploitation. Currently there are inorganic fiber insulation materials， organic fiber insulation board insulation and composite materials.

【Key words】Application status；Insulation material

1. 前言

（1）保温隔热材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体，其导热系数一般应小0.174W/（m-K），表观密度应小于1000Kg/m3。在建筑物中，保温材料主要作用是使围护结构在冬季保持室内一定温度的能力，传热过程常按稳定传热考虑，并以传热系数大小或热阻大小来评价。隔热材料主要作用是使围护结构在夏季隔离室外高温和热辐射的影响，使室内保持一定温度，传热过程按24小时为一个周期的周期性传热来考虑，以夏季室外计算温度条件（较热天气情况）下围护结构内表面最高温度值来评价。保温隔热材料也正朝着高效、节能、隔热、防水和厚度小等方向发展，因此新型保温隔热材料不仅要符合结构保温节能技术，对材料的使用也更要有针对性、规范性，根据标准规范以及国家的相关文件要求进行设计、施工，始终把提高保温效率及降低材料成本作为我们努力的方向。对于不同地区和建筑的不同部位，选用适当的保温隔热材料是设计和建造节能建筑的重要方面，一般情况下，可按以下几个方面来进行比较和选择：保温材料的导热系数必须要比较小；保温材料的化学稳定性要良好；保温隔热材料要具有一定的强度；保温隔热材料要有足够的使用寿命，与主体结构的使用寿命相适宜，以免后期维修浪费物力、人力和财力；每单位体积的保温隔热材料要与其使用功能相匹配，可以根据其功能价格即单位热阻价格来评估其价格；保温隔热材料的吸水率应很小；保温材料的施工性要好等。

（2）我国在保温和隔热材料的研究、生产和应用方面取得了很大进展，随着新型保温隔热材料的种类越来越多，在建筑节能方面的应用也越来越受到关注和重视。但长期以来，城乡经济水平差距较大，我国农村地区经济发展滞后，在节能方面，农民意识淡薄，使得新型保温隔热材料在农村地区应用发展的比较缓慢。很多时候，农民依然选择传统的落后保温做法，利用原生态的苇席、秸秆、草泥等材料，也有节能意识强一些的村民使用炉渣、矿渣，铺设在屋面上，作为屋面保温层，墙体大多仍然采用传统的烧制粘土红砖，而很少采用具有保温隔热作用的空心砌块等。近几年随着经济的发展，人民生活水平的提高，农民在建造新房的时候片面追求外观美、面积大，只是改变墙体、瓦材、窗户等房屋的表面材料，却忽视了保温隔热材料的重要性，只能通过增设采暖设备来改善房间的热舒适性，使得住宅耗能增加，农民的经济负担加重，同时也浪费了大量的能源。

2. 有机保温隔热材料

（1）常用有机保温隔热材料。建筑中常用的有机保温隔热材料主要有模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS），聚氨酯（PU）和酚醛泡沫（PF）等。有机保温隔热材料在建筑工程中的使用主要是对外墙和屋面保温，以聚苯板和聚氨酯硬泡薄抹灰保温体系为主，其做法也在不断改进和完善，在推广中取得了良好的效果，但是仍然存在易出现裂缝、安全性和耐久性差等问题。聚苯板和聚氨酯发泡等有机保温隔热材料均属于可燃易燃材料，不耐高温，在100℃左右时就软化；再者，有机化合物燃烧时会产生大量的有毒烟气，这是导致火灾中人员伤亡的最直接的原因。此种保温材料耐久性差，主要体现在固有的易老化、易粉化的特点，一般使用年限为20～30年，而我国一般住宅建筑的设计寿命在50年以上，两者寿命的不匹配导致了在使用中途需大量维修或重新更换。

（2）绿色环保型保温隔热材料——秸秆建筑材料。秸秆是作为一种可再生资源，取材方便，成本低廉，是性能优良的绿色环保型材料。秸秆建筑材料还有以下特性：成分接近于木材木质素、纤维素和戊聚糖的含量是影响板材强度的主要因素；韧性高；保温隔热性好；防潮性好等特点。秸秆作为一种可再生资源，取材方便，成本低廉，是性能优良的绿色环保型材料。秸秆本身属于一种易燃材料，但是经过高密度压实和抹灰以后，属于防火性能良好的建筑墙体材料秸秆复合板是以农作物秸秆为原料，通过喷蒸和真空平压工艺制成的厚度为80～100mm板材，集中了塑料和木材的优点，具有较强的抗水性能，防霉不易腐蚀，抗老化，还具有一定的绝缘性和阻燃性，且保留秸秆中空结构的轻质内衬保温材料，再在两表面覆以木质、无机或有机材料，构成的复合墙板。随着秸秆板产业的不断发展，这种环保型板材己经开始在国内建筑和产品设计中活跃。秸秆复合板是符合节能要求、保温、轻质、高强、隔音的新型保温墙体。将秸秆复合板用在村镇建设中，既可以保留了村镇的特色，又取材方便、施工简单。而且，制作这种板材不使用甲醛，对人体健康和保护环境都有益，以秸秆取代木材制作板材，还可以减少木材砍伐量，更好的保护森林和耕地，促进可持续发展。

3. 无机保温隔热材料

3.1无机保温隔热材料一般可分为三类：岩棉、玻璃棉等无机保温纤维及其制品；自保温墙体的块体材料，如泡沫混凝土砌块、加气混凝土砌块、复合自保温砌块、硅藻土制品等；添加保温骨料的保温砂浆，如玻化微珠保温砂浆等。无机保温材料的主要优点在于：不易燃烧，防火性能良好；不易变形；抗老化，化学性能比较稳定，使用寿命长；一般用废料或废渣制成，不使用有机资源，有利于生态环保；与墙基层和抹灰层容易结合，安全稳固性好等。

3.2但是不同种类的无机保温隔热材料在实际工程应用中也存在不同的问题，以其中常用的几种为例进行说明：

（1）岩棉板。优点：A级不燃，保温隔热性能非常好、施工技术成熟、防火性能好。缺点：吸水率高。

（2）泡沫混凝土砌块及加气混凝土砌块等。优点：多孔、轻质、隔声等。缺点：强度较低，在承重性能方面不如其他墙体；易受空气湿度影响，干缩值较大；不易于砂浆层勃结，导致粉刷层常出现空鼓、开裂等现象；其保温隔热性能不如有机保温材料。

（3）玻化微珠保温砂浆。优点：防火性能好；不易变形；不易老化，化学性能稳定；与墙体基层容易结合，安全性能好；可回收利用。缺点：容重较大、保温节能性差。

近年来，逐渐有一些新型环保节能的建筑保温隔热材料出现，YT无机活性保温隔热材料就是其中一种。YT无机活性保温隔热材料是以天然矿物质为主要骨料，利用无机改性材料、天然植物蛋白纤维和固化材料，按照一定比例配合、经过高温锻烧而制成的轻质保温隔热材料。它是一种保温隔热性能独特的粉末状材料，用其制成的一系列产品适用于夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区以及严寒地区建筑房屋的保温隔热。YT无机活性保温隔热材料具有防火性能，环保性能，使用寿命长，施工简便，易于操作，质量可靠等特点。