真空绝热板外墙保温系统性能研究

刘立杰

摘 要：目前，我国的建筑保温行业方兴未艾，但还存在诸多问题，当前节能建筑使用的保温材料性能亟待提高，如易老化变质、系统寿命短等，且易燃、有毒的特性对建筑物本身、对国家和社会存在巨大的隐患并造成有限资源的浪费。超薄真空绝热保温板采用低能耗零排放加工工艺，对保温行业的节能减排是个有力支持，超薄真空绝热保温板是一种非常好的新型A级防火保温材料，具有热导率低，保温层厚度薄，安全性较高等特性，可以提高建筑物的容积率，增大建筑物的实际使用面积。目前，该材料已经在全国许多地方进行了大量的应用性实验，部分地方出台了相应的地方标准，市场发展前景良好。

关键词：节能 外墙保温 导热系数 防火

节能减排是我国的一项基本国策，国家以及全社会对这项工作的重视程度与日俱增，国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标。建筑业作为国家的基础产业，其能耗占全社会GDP能耗的30%以上，建筑节能形势极其严峻，任务极其艰巨。控制建筑能耗是实现节能减排的重要途径之一，是实现经济社会可持续发展的重要举措，推广建筑保温措施是减少建筑能耗、实现建筑节能的一项重要手段。欧美发达国家在20世纪70年代即开始推广建筑保温，经过几十年的发展，建筑保温在欧美发达国家已经非常成熟，大幅降低了欧美国家的建筑能耗。

1、超薄真空绝热保温板的构造及原理

1.1 超薄真空绝热保温板的构造

超薄真空绝热保温板是在真空绝热保温板的基础上对该产品进行改进形成的，厚度仅为传统保温材料厚度的1/8～1/3，是由无机粉状和纤维状芯材与高阻气复合薄膜通过抽真空封装技术制成的一种高效保温板材，由芯材、高阻气薄膜与吸气剂3部分组成，具有A级防火、导热系数低和保温效果好等诸多优点，可用于建筑物的外墙、屋面及楼面的节能保温工程。

1.2 超薄真空绝热保温板的原理

热量的传递方式主要有热传导、热对流和热辐射3种方式。传统的保温材料只能从一种形式上对热量的传递过程产生抑制作用。例如，传统的建筑保温材料像挤塑板、聚苯板等主要是通过减少热传导的方式来减少热量的传递；真空玻璃主要是通过减少热对流的方式来减少热量传递；隔热涂料则是通过利用光折射的原理来减少光辐射热从而达到隔热效果。而超薄真空绝热保温板是将真空原理和光折射原理进行有机结合，对热传递的3种方式都有较好的抑制作用。

高阻气薄膜是由铝箔和另外几种高分子薄膜复合而成，而铝箔可以反射70%～90%的辐射热；芯材的主要原材料是无机硅类空心微珠，也是一种良好的保温材料，材料本身的导热系数在0.03瓦/（米·度）～0.04瓦/（米·度）。

由于空气可以传导热量，因而在板材的垂直方向形成了热传导通道，通过对产品内部抽真空处理，降低了产品内部的空气含量，从而破坏了原有的热传导通道形成的不间断传导，大大降低了产品的导热系数。另外，由于将留在绝热板内部空间里的气体清除掉，提高了板内的真空度，从而也隔绝了板内空气对流引起的热传递，这也降低了产品的导热系数。因此，通过抽真空处理，不但有效地降

低了热传导引起的热传递，而且隔绝了热对流引起的热传递。根据研究，将导热系数维持在低于0.008瓦/（米·度）时，既保证了产品的高性能又降低了抽真空的成本，有利于超薄真空绝热保温板建筑行业的应用（见表1）。

2、超薄真空绝热保温板的特点及优势

超薄真空绝热板同传统保温材料相比，性能上的优势主要体现在以下几个方面：一是超薄真空绝热保温板的保温性能更好，达到相同的保温效果所需厚度仅为传统保温材料厚度的1/8～1/3；二是超薄真空绝热保温板的热导率较传统保温材料更低；三是超薄真空绝热保温板燃烧性能为A级，完全满足建筑用外墙外保温节能材料的防火等级要求。

3、综合效益分析

控制温室气体排放，加快发展低碳技术和低碳产业，实现低碳绿色增长已成为当今世界发展潮流。国家提出了自主减缓行动目标，即到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右，中央“十二五”规划建议提出，坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点，深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，走可持续发展之路。超薄真空绝热保温板采用的无机材料为利废收集材料，不产生废气、废水，属环保低碳材料范畴。取材广泛，符合环保低碳引导政策。超薄真空绝热保温板可应用于新建、扩建和改建的居住建筑和公共建筑外墻节能保温工程，包括外墙外保温、屋面保温、非透明幕墙保温及防火隔离带；工业建筑保温以及既有建筑的节能改造在技术条件相同时也可采用。

国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标，即到2015年，单位GDP二氧化碳排放降低17%；单位GDP能耗下降16%；非石化能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点，从8.3%到11.4%；主要污染物排放总量减少8%～10%的目标。“十二五”规划提出的约束性指标更加明确了国家节能减排的决心。超薄真空绝热保温板采用低能耗零排放加工工艺，对保温行业的节能减排是个有力支持。

目前，特大城市和部分大城市率先实施节能65%的设计标准，传统的保温由于导热系数的瓶颈很难实现65%的节能要求，超薄真空绝热保温板的导热系数仅为0.008，由于其具有的超低的导热性能，大大降低了保温厚度，能有效地按照国家和地方法规政策的要求实施，意味着超薄真空绝热保温板的生产和供应会有一个很大的发展空间。笔者从两个应用超薄真空绝热保温板的施工案例来进行经济效益分析以及增加室内使用面积的计算。

（一）经济效益分析

以某项目为例，建筑面积为35万平方米，保温面积为22万平方米，外墙保温施工成本按145元/平方米计算，该项目的外墙保温施工总造价为3190万元。要达到65%节能标准，35万平方米建筑面积每年可节约标准煤5800吨，按标煤成本900元/吨计算，则每年可节约耗能费用522万元，6年可节省3132万元。因此6年左右就可以收回成本，可减少负担并节约大量能源资源，具有重大意义。

（二）增加室内使用面积的计算

伴随着节能标准的不断提高，外墙保温材料的厚度也在不断增加，特别是对严寒地区和寒冷地区来说，过厚的保温材料不仅会影响整个保温系统的安全性能，而且会使住户的使用面积缩水。以建筑面积为172.0平方米、阳台全封闭的住宅户型为例，该建筑为达到65%节能，外墙传热系数限制为K小于0.6，假设基层墙体为200毫米厚的钢筋混凝土，如果使用传统的保温材料聚苯乙烯泡沫保温板，保温板的厚度为70毫米，整个外墙增加的厚度为100毫米（20毫米厚找平砂浆+5毫米厚粘结砂浆+70毫米厚聚苯乙烯泡沫保温板+5毫米厚抹面砂浆），室内面积为155.7平方米，较不做保温时减少了5.3平方米。而如果采用超薄真空绝热保温板，外墙保温采用15毫米的超薄真空绝热板，其传热系数K为0.53，满足节能要求，则整个外墙的厚度为45毫米（20毫米厚找平砂浆+5毫米厚粘结砂浆+15毫米厚超薄真空绝热保温板+5毫米厚抹面砂浆），建筑面积不变，由于外墙厚度增加了45毫米，室內面积变为159.7平方米，减少了3.0平方米，较外墙采用聚苯乙烯泡沫保温板时增加了2.3平方米。因此，在建筑面积不变、保温效果提升的情况下，用超薄真空绝热板建筑保温系统相对于聚苯乙烯泡沫保温板建筑保温系统可增大1.34%的室内面积。

4、结论

当前，我国城镇化建设迅猛发展，建成、在建和拟建建筑数量极其庞大。随着我国建筑节能政策的不断推进和标准的不断提高，将对节能不达标的既有建筑逐步进行节能改造，其数量也是极其巨大，而节能改造的最主要手段就是对这些建筑进行外墙外保温处理，我国外墙外保温材料行业将面临巨大的商机。

综上所述，超薄真空绝热保温板作为一种新材料，由于其良好的保温效果、可靠的构造特性以及标准化的施工工艺，是目前综合优势较多的外墙保温材料。它在建筑工程中的推广应用必将成为建设绿色建筑、降低建筑耗能的有效途径之一，是一种值得推广的新型外墙保温材料。

参考文献

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