建筑外墙外保温材料分析与探讨

摘要:由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑围护结构的保温也在日益加强,其中又以外墙外保温的发展最为迅速。本文在分析保温材料的性能的基础上,对于保温材料的分类进行分析,重点对于外墙外保温的的选材相关内容进行讨论,说明了建筑外墙外保温材料在建筑节能方面的作用。

关键词:建筑节能　外墙外保温　保温材料　性能分析　选材分析

1　引言

外墙外保温材料是保温隔热材料的一大分支,而且随着外墙外保温体系优点的不断突出和该体系性能研究的不断发展,外墙外保温节能材料将成为保温材料发展的主流。随着全球能源形势日趋紧张和外墙外保温技术的不断发展,建设部相继规范,提倡使用外墙外保温材料。本文主要就建筑外暗外保温材料相关问题进行探讨。

2　保温材料的性能分析

(1)影响保温材料热导率的主要因素

影响保温材料热导率大小的因素很多,不同的保温材料有不同的热导率,在保温材料的组成固定之后,其热导率主要随着温度、容重和含水率的变化而变化,其中对其影响最大的是含水率。

(2)容重和抗压强度的关系

容重增加则抗压强度增加,二者成正比关系。然而由于容重的增加,材料的密度也增加,这样热导率就会增加,所以在选择保温材料时,不能一味要求某一性能指标,而应全面考虑。具有多孔特点的保温材料,容重对材料热导率的影响并不是单纯上升或下降的关系。理论和实践证明。任何保温材料都存在一个对应于最小热导率值的最佳容重。

(3)保温材料的吸水性和透湿性分析

保温材料的吸水性和透湿性是一项重要指标,硬质聚乙烯防水最好,岩棉最差。岩棉不适用于冷水空调系统。适用于高温保温。当使用离心玻璃棉保冷、保温时应多加注意接缝一定要严密,防止温热空气进入,形成凝露。使用岩棉、离心玻璃作建筑、冷库保温,应加防潮层。

3　保温材料的分类

(1)按材料成分分类

①有机隔热保温材料:如稻草、稻壳、甘蔗纤维、软木木棉、木屑、刨花、木纤维及其制品。此类材料容重小,来源广,多数价格低廉,但吸湿性大,受潮后易腐烂,高温下易分解或燃烧。

②无机隔热保温材料:矿物类有矿棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土石膏、炉渣、玻璃纤维、岩棉、加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等及其制品化学合成聚酯及合成橡胶类有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、脲醛塑料和泡沫硬性酸酯等及其制品,此类材料不腐烂,耐高温性能好,部分吸湿性大,易燃烧,价格较贵。

③金属类隔热保温材料:主要是铝及其制品,如铝板、铝箔、铝箔复合轻板等。它是利用材料表面的辐射特性来获得绝热保温效能,具有这类表面特性的材料,几乎不吸收入射到它上面的热量,而且本身向外辐射热量的能力也很小,这类材料货源较少,价格较贵。

(2)按材料形状分类

①松散隔热保温材料:如炉渣、水渣、膨胀蛭石、矿物棉、岩棉、膨胀珍珠岩、木屑和稻壳等,它不宜用于受振动和围护结构上,

②板状隔热保温材料:一般是松散隔热保温材料的制品或化学合成聚酯与合成橡胶类材料,如矿物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、软木板以及有机纤维板沐丝板、刨花板、稻草板和甘蔗板等),另外还有泡沫混凝土板,它具有原松散材料的一些性能加工简单,施工方便。

③整体保温隔热材料:一般是用松散隔热保温材料作骨料,浇注或喷涂而成,如蛭石混凝土、膨胀珍珠岩混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、浮石混凝土、炉渣混凝土等,此类材料仍具有原松散材料的一些性能,整体性好,施工方便。

4　外墙外保温的的选材分析

推广建筑节能,主要是为了提高建筑围护结构(包括墙、门窗、屋顶、地面等)的保温性能。在建筑围护结构中,墙体在采暖能耗中所占的比例最大,约占采暖总能耗的30-35%,改善墙体的保温性能,是建筑节能工作的重中之重,建设中采用保温效果好、节能效率高的新型墙体材料来降低墙体的热耗指标。

(1)外墙外保温材料保温性能,保温性能是外墙外保温质量的一个关键性指标,为此,应按所用材料的实际热工性能,经过热工计算得出足够的厚度,以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时,还应采取适当的建筑结构措施。避免某些局部产生热桥问题。一般来说,永久性的机械锚固、临时性的固定以至于穿墙管道,或者外墙上的附着物的固定,往往会造成局部热桥。在设计和施工中,应尽可能避免此类热桥对外墙保温性能产生明显的影响。也不致以后产生影响墙面外观的痕迹。

当外墙外保温体系采用聚苯乙烯或岩棉板组合保温板材时,其保温性能应根据实际构造及组成材料的热工性能参数经计算或测试确定。保温层厚度,应考虑穿过的钢丝及其他热桥的影响,

(2)外墙外保温材料稳定性。与基层墙体牢固结合,是保证外保温层稳定性的基本环节。新建墙体的表面处理工作一般较易做好,但对于既有建筑,必须对其面层状况进行认真检查,如果面层存在疏松、空鼓情况,则必须认真清理,以确保保温与墙体紧密结合。

外保温体系应能抵抗下列因素综合作用的影响,即在当地最不利的温度与湿度条件下,能承受风力、自重以及正常碰撞等各种内外力相结合的负载,在严酷的条件下,保温层仍不致与基底分离、脱落。保温板用粘结剂或机械固件固定时,必须满足所在地区、所处高度及方位的最大风力,以及在潮湿状态下保持稳定性;粘结剂必须是耐水的,机械锚固件应不致被腐蚀。

(3)外墙外保温材料防火性。尽管保温层处于外墙外侧,但防火处理仍不容忽视。在采用聚苯乙烯泡沫板作外保温材料时,必须采用阻燃型板材;其表面及窗口等侧面,必须全部用防火材料严密包覆,不得有敞露部位;在建筑物超过一定高度时,需有专门的防火构造处理。例如每隔一层设一防火隔离带;在每个防火隔断处或门窗口,网布及覆面层砂浆应折转至砖石或棍凝土墙体并予以固定,以保护聚苯乙烯泡沫板,避免在着火时蔓延;采用厚型抹灰面层,提高保温层的耐火性能。

(4)外墙外保温材料热湿性。外保温墙体的表面应采取密闭措施,使其具有良好的防水性能,避免雨水进入内部造成损坏。应采取适当的技术措施加以避免墙体凝结。同时外保温墙体应能耐受当地最严酷的气候及其变化。

(5)外墙外保温材料耐撞击性能。外墙外保温体系应能耐受正常交通往来产生的人体及搬运物品的碰撞。在经受一般性的碰撞时,不致对外保温体系造成损害,在其上安装空调器或用常规方法放置维修设施时,面层不致开裂或者穿孔。

(6)外墙外保温材料要不受主体结构变形的影响。当所附着的主体结构产生正常变形,诸如发生收缩、徐变、膨胀等情况时,外保温体系不致产生任何裂缝或者脱开。

(7)外墙外保温材料的耐久性。外墙外保温构造的平均寿命,在正常使用与维修的条件下应达到25年以上。这就要求外墙外保温体系的各种组成材料包括保温材料、粘结剂、固定件、加强材料、面层材料、隔汽材料、密封膏等具有化学与物理稳定性。所有外墙外保温材料具有的性能或通过防护、处理,应做到在结构的寿命期内在正常使用条件下,由于干燥、潮湿或电化腐蚀,以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者有啮齿动物的破坏等种种侵袭都不致造成损害。所有外墙外保温材料相互间应该是相容的,所用材料与面层抹灰的质量均应符合有关国家标准的质量要求。

(8)对外墙外保温材料吸水性和透气性的要求。材料的吸水性取决于该材料的孔隙率、孔径和表面张力。通常,材料的吸水性以吸水系数来表示。吸水量与吸水时间的平方根成正比,单位面积吸水量对吸水时间的平方根作图是一条通过原点的直线,其斜率就是材料的吸水系数。材料的透气性主要与材料的孔隙率和孔径等有关,一般用等效静止空气层厚度来描述水汽扩散阻力,即透气性。

(9)外墙外保温材料的耐候性,耐候性指墙体保温系统对外界气候变化的适应能力。夏季炎热、冬季湿冷、季内温差小、四季温差大的地区,保温材料的耐候性直接影响系统的使用寿命。为规范产品准人市场,国家指定“聚苯保温砂浆系统”和”聚苯保温板薄抹灰系统”都有一条强制性条款一耐候性测验。

(10)外墙外保温材料的粘结强度的要求。EPS和XPS的保温体系是墙体和保温板材用粘结剂胶合的,对于外墙涂料饰面工程,保温材料复合整体强度破坏处出现在各单体强度与粘结剂强度相对弱处,在外力作用下,如板强度高,粘结剂强度低,在结合部破坏,反之,在板内部破坏。XPS界面光滑度高,与混凝土基层结合层要防止聚合物乳液粘结剂虚贴,为此,XPS板出厂前要在板上留槽加强握固力。材料的粘接强度完全达到设计和使用要求,在工程中才可应用。

5　结语

本文阐述当前能源的形势十分紧张严峻,提出了建筑能耗与建筑节能的概念,强调了目前开展建筑节能的重要意义,保温材料的主要性能包括热导率、容重、最高使用温度、抗压强度、含水率、线膨胀系数、抗折强度和pb值等,对各性能指标进行了简述。对保温材料进行了分类,另外,论述了外墙外保温材料的选材的基本要求,外墙外保温选材时的基本要求包括:保温性、稳定性、防火安全性、热湿性、耐久性、耐候性等指标要求。