浅谈新型墙体节能保温材料的选择

王鹏程（湖北省电力勘测设计院有限公司，湖北 武汉 430000）

改革开放后，我国建筑面积逐步递增，每年建成建筑面积超过发达国家总和。随着建筑业的快速发展，建筑能耗不断增大。建筑能耗包括照明、家电等多方面的能耗，国内既有建筑多数为高能耗建筑，我国单位面积采暖能耗是同纬度发达国家两倍，主要原因是建筑围护结构保温隔热性能差。近年来，中国资源匮乏问题突出，随着城市化进程加快，建筑能耗逐步提升，加快建筑节能技术推广显得尤为迫切。我国建筑的采暖能耗大多超标，节能减排成为国家的一项重要政策。建筑外墙节能是重点控制项目，需要找到适合建筑外墙保温改造的关键性技术解决方案，为建筑外墙保温施工提供研究资料。

1 建筑墙体保温系统研究

1.1 建筑外墙保温材料

保温材料是导热系数不超过0.2W/(m·K)的材料，选用保温材料首先考虑其导热系数。保温材料种类繁多，可按材质形态等进行分类，根据材质包括有机与无机类材料。有机类保温材料具有良好隔热效果，但存在不稳定、变形系数大等缺点，常见材料有发泡聚苯板、酚醛板等；无机保温材料施工易与墙基层黏结，耐久性较高，符合资源可循环利用的政策要求，但保温隔热效率较差，常见无机保温材料有发泡水泥、无机纤维等。

复合型材料由于保温隔热效果好，具有抗老化、阻燃性高等优点。保温层强度高，施工简单，有效提高资源循环利用率，复合型材料的多种材料组合，可以采用发泡等技术手段生产空心材料等[1]。复合型材料形态有纤维状、多孔状等，依据用途分为建筑体用与管道设备用，按施工方法分为填充式、绑扎式等。保温材料还有中空玻璃、保温装饰一体化多功能板材等。中空玻璃是节能型复合玻璃，具有隔音防潮等优势，虽成本较高，但建筑立面造型优势明显，又可兼顾节能保温，是未来建筑材料选用的重要材料。

1.2 建筑墙体保温系统

建筑外墙可简单划分为围护结构、装饰结构及保温结构。建筑外墙热损失是建筑工程的严重问题，在建筑节能减排的趋势下，外墙保温材料研发成为建筑业发展重点[2]。建筑节能可以从外墙保温系统与材料研发方面入手，常见外墙保温所采用的措施有外墙外保温、外墙内保温及外墙自保温三种。外墙内、外保温系统是将保温材料附加在围护结构内外两侧，减少围护结构热交换，降低墙体整体的传热能力。内、外保温系统是现阶段最常用的保温措施之一，施工简单且可改造已有建筑物的围护结构，但存在保温材料与墙体结合不够紧密，额外占用空间等缺点，被广大人民所诟病。外墙自保温系统是围护结构采用新型结构或新型材料，降低围护墙体自身的传热能力，以达到节能减排的要求，其具有施工简单，不额外占用空间等优势，但墙体材料存在自身强度较差，墙体存在热桥难以解决，保温效果受施工工艺等诸多限制，导致难以大范围推广。表1为外墙常用主体材料保温性能参数。

表1 外墙常用主体材料保温性能

岩棉保温板是以玄武岩为主要原料的无机纤维板保温吸声材料，岩棉板经高温熔融加工成人工无机纤维，具有吸热不燃等特点。无机改性不燃保温板IPS利用聚苯乙烯颗粒保温性能，采用特殊工艺制成具有A级防火功能的保温材料，解决了有机材料不防火的问题。

根据《建筑内部装修设计防火规范》可分为不燃、难燃、可燃、易燃四个等级。随着大家对建筑安全关注度的日益提高，对建筑物防火也提出了更高的要求，而建筑保温材料受到材料性能的制约，往往是建筑物防火审查的重点对象。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中要求，基层墙体与装饰层之间无空腔的建筑，住宅高度大于100m 时，未设置人员密集场所的建筑大于50m 时，应采用燃烧性能A 级的保温材料；当基层墙体与装饰层之间无空腔的建筑，建筑高度大于24m 就应采用燃烧性能A 级的保温材料；而设置了人员密集场所的建筑，外墙外保温应采用燃烧性能A级的保温材料。就国内市场而言，燃烧性能A 级的保温材料屈指可数，且或多或少都有缺陷面临退市，寻找并推广新型A级的保温材料的任务迫在眉睫，表2为外墙常采用保温材料的性能参数。

表2 外墙采用保温材料的性能参数

外墙夹心保温系统是将保温材料置于墙体，具有保温材料不易损坏，施工受外界因素影响小等优点[3]，但存在热桥现象，影响墙体保温性能和夹心墙体抗震性能等缺陷。外墙外保温是将保温材料置于建筑外墙外侧，成为当前建筑项目应用最广泛的保温模式，具有保温效果优良热桥控制优秀等特点，还具有能够保护外墙主体结构、延长建筑使用寿命等优点，同时存在施工条件复杂、增加工期不稳定因素等缺点[4]。建筑外墙保温材料类型众多，常见有保温砂浆、现场喷涂发泡保温材料等。

2 建筑墙体保温材料应用现状

2.1 建筑外墙保温材料使用情况

为推动生态文明建设，国家出台多项政策鼓励建筑节能环保材料的研发，我国建筑行业外墙保温材料取得很大进展，材料性能不断提升。但我国建筑外墙保温材料相比发达国家仍存在一定差距，在产品能耗及应用推广等方面较为落后，内陆地区建筑技术水平相比东部地区存在差距。建筑外墙保温材料产品构成不合理，岩棉板适用范围不断扩大，玻璃棉等新兴环保材料使用较少。

随着改革开放的推进，我国人民生活水平不断提高。冬季采暖地区不断增大，有效降低建筑能耗是当务之急。外围护结构占建筑能耗的1/3，墙体材料在降低建筑能耗中起到关键性作用[5]。开展建筑节能新技术、新材料的研究非常必要。新型材料研发及使用需通过建材燃烧性能测评，大面积建筑开工需要大量节能保温材料，监督工程材料质量是控制建材质量的必要手段。建筑保温装饰品性能决定建筑防火性能，要加强对保温装饰产品规范管理。中国大型标志性建筑失火的案例应引起建材市场的反思，建筑墙体保温材料防火性能不足是引发火灾事故发生的重要原因。

建筑外墙保温工程是我国节能减排的重要部分，建筑外墙保温工程采取很多措施处理施工质量问题，外墙保温工程总量上升，施工难度加大，参建单位响应国家外墙保温工程节能号召，不断改善保温施工技术，防止出现低级安全事故，构建科学合理的质量监管方案。我国建筑节能方面认识不断提高，外墙保温技术取得较好效果，由于保温技术运用时间短，配套管理不到位，导致出现施工质量问题。外墙保温系统中新型保温材料仅出现在小批试点建设项目，大部分项目降低建筑能耗作用不显著，而发达国家大约80%的保温材料用于建筑业。未来保温材料发展核心应放在建筑领域，防火性能优越、性价比高的保温材料将得到发展。

2.2 建筑墙体材料应用中的问题

当前我国外墙保温系统防火性能存在安全隐患，我国建筑应按规范设计达到标准要求，使用保温材料大多为可燃有机材料，薄抹灰有机保温材料系统为主的外墙保温方式存在火灾安全隐患，要增强外墙保温系统防火安全性。我国建筑保温中重复建设等问题严重，新产品应用不足，由于无法根据建设项目情况建立科学施工方案，对建筑业发展产生不利影响[6]。需要研究分析建筑墙体材料应用存在的问题，采取有效措施提升建筑墙体材料安全性能。

我国城市住宅多为中高层建筑，东部地区经济发达，高层建筑火灾特点体现在疏散困难，火势蔓延快，营救难度大等。高层建筑外饰面内空构造多，高层建筑办公人数多，安全疏散困难；高层建筑高度大，消防云梯数量有限，从室外营救困难。通常15 层以上建筑发生火灾采取内部消防设施，应提高外墙保温系统防火性能。要考虑火灾发生时控制保温材料不蔓延扩展，考虑火灾控制保温燃烧的危害。目前建筑保温产品按订单生产现象普遍，为建筑火灾安全留下隐患。由于缺少建筑保温产品防火安全质量监督机构，出现材料防火性能不合格会影响后续工作。

3 建筑墙体保温材料选择应用改进

近年来我国社会经济高速发展，建筑业持续快速发展，需要加强建筑能耗控制。外墙保温材料节能环保成为外墙建设的核心考核指标，如何选用施工简单、节能环保的外墙保温材料成为建筑业发展的关键技术问题。目前我国建筑墙体保温材料技术研究应用取得很大成效，有效提高建筑工程质量，降低建筑能耗。但目前仍存在火灾安全隐患、缺乏规范标准等问题,需要依据加强建筑墙体保温材料创新研发推广，促进建筑业绿色健康发展。

3.1 建筑外墙保温材料规范使用重点工作

建筑墙体保温材料应用需重点研究解决墙体裂缝、耐久性差、环境污染等问题。建筑火灾通常会造成严重社会影响，要加强对建筑保温材料防火性能监控，做好加强建筑系统阻燃功能，加大施工监督管理；设置高效防护层，大力开发新型阻燃剂，多使用无空腔建筑结构，科学设置防火隔离带等。针对外墙保温材料存在墙皮脱落问题，在建筑施工中要求做好保温材料现场拉拔测试，对部分关键点位置可进行多类材料测试；减少空腔结构使用，通过无空腔结构提升建筑外墙安全性。根据建筑墙体热桥原因，建议建设项目采用外墙保温系统，外墙保温复合墙体采用保温砂浆，降低建筑室内空间湿度。

3.2 建筑墙体保温材料应用管理建议

建筑工程保温材料使用建议加强质量监管，加强产品燃烧标准研究，加大新产品工艺创新研究。因价格竞争等问题，加强质量监管体系建设成为重点。加强质量监督检查对保持技能标准控制至关重要。当前很多大型建筑企业采购加强建材质量管理，加强对供应商资质管理，建筑工程外墙保温施工质量监管要求加大市场监管力度，严格审查施工图纸，禁止使用劣质材料。一些国外研究人员联手研究外墙保温材料周期评估标准，国内建筑研究涉及防火性能研究，防火隔离带逐步出现在建筑规范中。我国绝热材料相比发达国家存在较大差距，随着我国经济实力增强，整体绝热材料行业发展有很大空间，需要加大规模性流水线作业，加强行业监管力度，重视新技术开发应用，拓宽规范标准范围力度。

3.3 建筑工程外墙保温材料应用发展

未来建筑工程外墙保温材料应用发展趋势是坚持有机与无机材料结合技术，坚持建筑节能防火兼顾发展，坚持与防火构造结合技术路线。我国建筑新建量占全球首位，新建建筑高能耗占据主导，当前建筑业出现忽视节能指标，保温材料未来发展是坚持安全与防火兼备路线。有机与无机材料结合可以克服彼此不足，是保温材料最佳发展路径。由于外墙保温材料燃烧引起火灾，国家出台很多外保温材料新规定，外保温材料防火性能需要衡量，保温材料要兼具防火性能。

4 结语

本文介绍墙体保温材料系统，分析建筑墙体保温材料应用中的问题，提出建筑墙体保温材料发展建议。建筑业发展以消耗大量自然资源为代价，建筑节能尤为重要。建筑中积极提高能源使用率可以缓解国家能源紧张状况，可采取增加门窗气密性，改善墙体保温等措施节能，改善墙体保温是有效的节能方法。我国人均耕地面积较少，进行墙体材料改革，发展使用节能环保的新型墙体材料非常迫切。未来新型保温材料要具有良好防火性、变形系数小等特点。