新型保温材料的应用

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

随着科技的不断进步，建筑节能的要求也越来越高。建筑墙体要想取得良好的节能效果，使用保温材料是十分必要的。与传统保温材料相比，新型材料具有更为高效的保温性能，它们将使建筑节能工作取得更大的发展。

一、SIP墙板的应用

SIP墙板英文全称为Structural Insulated Panels，是一种复合板材，由两层面板和一层芯板共同组成。其中面板的材料可以是定向刨花板、纤维板、金属板、胶合板等，主要作用是承受由于弯曲或变形引起的应力。中间芯材通常选用100mm厚聚苯乙烯泡沫，除了保温，还为夹层结构提供足够的截面惯性矩承受剪应力。面板和芯材之间用环氧树脂作为胶粘剂双面粘结，在室温冷压下就能取得良好的粘结效果。正是SIP这样的构造特点使其具有良好的隔热保温性能，并且可以提高木材的利用率，创造出比传统木结构形式更为先进的SIP住宅体系。

SIP墙板的优点主要体现在以下几个方面：

1.SIP墙板主要采用木头作为原材料，可循环再生，无毒并且不会对环境造成污染，是一种理想的绿色材料。木材本身具有良好的导热性能，加上聚苯乙烯泡沫的作用，整体保温隔音效果好。

2.SIP墙板具有良好的抗震性，可直接作为承重墙体结构，质轻而强度高。由于不需要梁、柱等结构件，几乎不会出现热桥现象。另一方面，墙体厚度薄，室内没有明柱，因此可以增加约8.5%的使用面积。

3.SIP墙板耐腐蚀和耐久性较好，防雨防风，能够为建筑墙体围护结构起到良好的保护作用。虽然其通常用于木结构建筑，但它经过处理后耐火性得到很大提升。

4.SIP墙板易于现场拼装，施工简单方便，不需要专业技术人员，工期较传统木结构建筑短很多。对于实现生产的工业化和标准化以及施工的机械化有着重大的推进意义，并且对于工程质量有着更好的保证。

目前，SIP墙板广泛应用于装配式建筑，采用工业化方式进行生产。墙板按照统一的标准和建筑规格在工厂制作，然后送往施工现场进行快速组装，生产效率高、施工速度快、现场湿作业少、建筑质量好。

Osborne House位于英国建筑科学研究院的科技创新园（Innovation Park）内，建于2006年。它采用创新的结构保温体系SIP，仅花一天半时间就已经完成结构搭建施工，体现了SIP墙板安装简便的优势。考虑到SIP体系的每个细节去减少热桥，并且使木材使用量最小化。整个外墙平均传热系数为0.14W/m2·K，全年能耗为22200kWh/(m2·a)。Osborne House还具有很好的气密性，换气次数比2007年英国建筑规范降低了10%。配合其高效的热回收通风系统和智能化信息控制技，使之成为优秀的低碳示范项目之一，并且获得生态住宅优秀等级的评价。

二、巴斯夫Neopor保温板的应用

Neopor保温板是德国巴斯夫公司新研制出的一种添加了红外吸收体和反射体的高效能EPS板，板面呈银灰色。其最大的特点在于可以成功排除大量热辐射，对于夏季围护结构隔热有着相当的优势。另一方面，这种材料还具有比传统EPS板更好的保温效果，节能效率可提高20%。Neopor保温材料是按照欧洲标准DIN EN 13163的要求严格生产，根据DIN EN 13501-1欧洲防火标准，防火级别为E级。Neopor保温板具有制造成本较低，仅仅是传统EPS板的1.2倍，并且具有制作方便、热防护性能好、隔音性能佳、对环境影响小、运输成本低、施工快速、施工成本低等优点。它的可塑性很强，可以发泡制作成不同形状和大小的部件，适用于外墙、屋顶和地板的隔热。采用弹性Neopor保温板制成的绝热复合系统的隔声效果显著，至少能提高4dB。德国著名节能示范项目“三升房”在屋面、外墙、地下室顶板等部位都采用了这种高性能Neopor保温板材。与传统的聚苯板材相比，Neopor保温板的厚度减少了20%，保温隔热效果却是一样。这样，由Neopor制成的板材更薄、更轻，原材料的使用量可减少50%。每生产2平方米（10厘米厚）的Neopor约需要10升左右的原油，而此板可使用50年，比同类板材可节省1200升的采暖用油，大大节约了费用和资源。

三、拉法基Ductal材料的应用

Ductal是法国拉法基公司研发的一种无配筋的高性能纤维增强水泥基复合材料。与普通混凝土相比，它的抗压强度是分别是其的6～8倍，抗折强度高达10倍，具有超高质量表面和优良的保温隔热性能。

Ductal作为一种高性能的水泥基结构材料首先表现在其具有优异的抗弯韧性。它的基材主要为纤维网状组织，加上拥有控制纤维基体材料的良好界面，能在过载情况下，变形但不断裂。第二个优点是耐久性好，是标准指标的100倍。它具有很强的耐酸性，很大程度上避免了碳化和其它硫酸盐等渗透的危险，耐磨性跟岩石差不多。第三是Ductal具有经济性。它的用量是普通混凝土的1/3到1/2，并且没有钢筋，后期维护很少，施工方便，这使得建筑工程的总造价大幅降低。

Ductal材料可用于外墙内保温系统，在如今这个外保温一统天下的时代，Ductal的出现可谓是一个飞跃进步。Ductal与岩棉、钢筋复合构成热隔断部件，将部件应用与内保温系统的热桥部位，作用是阻断热桥，可使能量损失减少70%。现场ductal部件用于楼板与圈梁接合处，结合部使用岩棉作为隔热材料，锚杆被弯折成135°左右的高强钢筋，岩棉上下用硬质塑料板固定，竖向受拉一侧使用厚度为1cm左右的ductal板固定，锚杆伸入岩棉保温材料中的部分包裹直径2.5cm左右的ductal材料，避免锚杆受拉时与高强纤维水泥板基面接触处发生应力集中破坏。锚杆一端弯钩，用于与混凝土柱的连接，另一端水平植入内墙体。以往对于内保温，最大的缺点就是容易形成热桥，这样一来，对于内保温的发展具有很大的推动作用。

图中所示为Ductal隔热系统示意图，地板和外墙之间有60cm间距，通过使用Ductal肋钢筋连接，并用两个钢筋肋骨增强，这样做可以保证结构的长久稳定性。用岩棉包裹在肋骨周围，可以达到更好的绝热效果。这样一个Ductal隔热系统适用于任何外墙，并且发挥其优良的保温特性。

Ductal隔热系统

Ductal混凝土也适用于外墙外保温，通常可制成2m×3m的面板直接覆盖在外墙上。由建筑师布鲁诺ROLLET设计的位于巴黎的日托服务建筑就是直接将白色Ductal隔热系统包裹在外墙上，不仅起到良好的保温效果，同时由于其优异的耐久性还充当了外墙的保护屏障，对抗各种恶劣天气。

拉法基公司推崇可持续建筑，将Ductal材料应用于超绿色建筑（Hypergreen）。这个项目有拉法基公司与建筑师雅克·费雷合作设计，建筑的护结构采用特制的混凝土Ductal网格。这个外皮可根据气候条件进行自我调节，阳光从北面射入，在南面起到了遮阳和防止过热的作用并加强了大厦的通风。Ductal混凝土结构保证了大厦的稳定性，也减轻了大楼的重量。

四、小结

建筑节能是全世界面临的共同问题，选择高效的保温材料是其中关键之一。综上所述，那些新型保温材料除了本身具有良好的导热性能之外，更多的是与太阳能技术应用的结合。不管是透明保温材料还是相变材料，都是作为蓄热体吸收太阳辐射热来保证室内的温度。我国东北严寒地区属于高纬度地区，太阳辐射量大，因此在利用这些新型墙体材料上有很大优势。加之这些材料的其他优异性能，将会促进我国严寒地区低能耗建筑的发展。因此，我国在对新型材料研发的同时，还应该更加关注其在建筑节能中的应用。