绝热材料范文

绝热材料篇1

【关键词】建筑；绝热材料；作用原理；基本要求

为了保持常年室内温度状况，适宜于人们的生活、学习和生产，房屋的围护结构所采用的建筑材料，必须具有一定的绝热性能。在我国北方地区，由于冬季气候寒冷，室内必须采暖，为不使室内气温变化波动过大，要求围护构件具有良好的保温性能。而我国南方地区，由于夏季强烈的太阳辐射热和较高的室外气温，温湿度对室内的影响较大，要求建筑物的围护构件应具有绝热和减少热辐射，所以我们必须研究围护结构的保温绝热问题。

众所周知，热流总是由高温向低温传递，在冬季要保持室内一定的温度，就必须在室内不断地提供热源来补充由温差而产生的热损失。温差越大，则要求提供的热量越多，于是燃料的消耗也越大。为了能大量减少热损失，节约能源，采用保温材料，具有重大意义。

1 建筑材料的导热系数

如何使围护结构具有较好的保温性能，减少热损失，节约燃料？要解决这个问题，就得清楚热流是怎样通过围护构件的，什么样的结构热量损失多，什么样的结构热量损失少，以及材料本身的构造情况又怎样影响其保温性能，影响保温绝热性能的因素又有哪些。要了解如何合理选择绝热材料。

围护结构是由各种建筑材料组合而成的，不同的建筑材料，其导热系数是各不相同的，建筑材料的导热系数主要说明材料传递热量的能力。根据导热性公式，说明建筑材料的导热系数值愈小，则说明通过围护结构的热量就小。说明材料保温性能越好。导热系数义值小于0.29 W∕mK，成材料容重小于1 000 kg∕m3，这种材料统称为绝热材料。选择绝热材料的基本要求，其抗压强度应大于0.4MPa。

2 影响建筑材料导热系数的因素

建筑材料的导热系数决定于材料的成分，内部结构，容重等，也决定传热时的平均温度材料含水量等因素。

2.1 材料的构造和容重的影响

材料中固体物质的导热能力比空气要大得多，容重越轻的材料，导热系数越小，同时，材料的导热系数还与孔隙大小、特征和孔隙率有关，在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大、导热系数就愈大。孔隙互相连通的比封闭而不相通的导热系数高。对于容重较小的材料，特别是纤维状材料，当容重低于某一极限时，导热系数有反而增大的现象、造成对流作用加强的结果，因此这类材料存在一个"最佳容重"，即在这个容重下导热系数值最小，当容重超过或低于这个限值时，导热系数将增大。

2.2 湿度的影响

材料受潮后，其导热系数就增大。在多孔材料中最为明显，这是由于在材料的孔隙中有了水分（包括水蒸汽和液态水）后，除孔隙中剩余的空气分子的传热、对流以及部分孔壁的辐射作用之外，孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导起着主要作用，因为水的导热能力比孔隙内空气的导热能力大。

2.3 渗透问题

水蒸汽能从温度较高的一边渗透进材料，当水蒸汽在材料孔隙中达最大饱和度时，就凝结成水，集聚较多时在材料温度较低的一边表面上会出现冷凝水滴，这不仅是大大提高了导热性，而且还会降低材料的强度和耐久性。如果在材料湿度较高的一边用沥青、卷材、铝箔、塑料薄膜等做隔蒸汽层就可防止此现象。

2.4 温度的影响

材料导热系数随温度升高而增大。因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增强。但这种影响，当温度在0℃〜50℃范围内时并不大，只有对处于高温或负温度下的材料，才要考虑温度的影响。

2.5 热流方向的影响

材料如果是各向异性的如木材等纤维质材料，当热流平行于纤维延伸方向时，受到阻力小，而热流垂直于纤维延伸方向时受到的阻力最大。例如松木（容重500Kg∕m3)，当热流垂直于木纹时为0.175，而当热流平行于木纹时，则为0.349W∕m·K。

以上各影响因素中以容重和湿度的影响最大。因为容重的数值是与材料本身的组成与结构有密切关系，如果材料组成与结构上有很大差别则其导热系数就相差很大，如钢为58.2W∕（m·K),花岗石为3.49 W∕（m·K),晶体石英为16.4 W∕（m·K),而石英玻璃则为19 W∕（m·K),冰为2.33 W∕（m·K),而水则为0.58 W∕（m·K),混凝土为1.28 — 1.51 W∕（m·K),加气混凝土则为0.09—0.14 W∕（m·K),普通黏土砖为0，8 W∕（m·K),显然，容重是决定材料导热系数的重要根据，至于湿度则应根据材料在房屋围护结构中实际使用的条件来估计，使用条件包括气候条件、房屋使用性质、房间的朝向和围护结构的构造方式等，对多数绝热材料，可取空气相对湿度为80%～85%时材料的平衡湿度作为参考值，应尽可能在这种湿度条件下来测定材料的导热系数。

由于保温绝热材料的强度一般都很低，除能单独承重的少数材料（如具有一定强度的加气混凝土）外，在围护结构中，经常把保温绝热层与承重结构材料层合并使用，建筑外墙的保温层通常做在内侧，以免受大气的侵蚀，但应选用不易破碎的材料如软木板、木丝板等；外墙以砖砌空斗墙或采用混凝土空心制品，保温材料可填充在墙体的空腔内，可采用散粒状或纤维状材料如粒状矿渣棉，膨胀珍珠岩等。屋顶保温层则以放在屋面上为宜，可防止钢筋混凝土屋面板上部由于冬夏温差引起裂缝，但保温层上必需加做效果良好、可靠耐久的防水层。

3 结语

总之，在选用保温绝热材料时，应结合建筑物的用途，围护结构的构造，施工难易，材料来源和经济条件等综合地加以考虑。

参考文献

[1]张志伟，建筑材料性能 [M].北京：中国建筑工业出版社，1997

绝热材料篇2

关键词：电力电缆；电力系统；可靠性

1 影响电力电缆附件运行可靠性的因素分析

在电缆输电线路中，必然会存在电缆终端头和中间接头。与电缆本体故障相比，电缆中间接头和终端头绝缘介质中的电场畸变，会导致局部放电的发生。由于电缆附件改变了电缆本体的结构，电缆中的内外半导体屏蔽层被切断，改变了电缆中的电位和电场强度的分布。特别是中，高压以上的电缆终端头以及中间接头在外金属屏蔽层切断处电场强度最为集中，发生突变的可能性最大。

电缆附件发生绝缘故障与其选用，制作工艺和结构等有着密切的关系。接下来将从以下几个方面对其进行分析：

（1）电缆接头绕包的绝缘层过厚，散热困难导致发热故障

绕包式绝缘材料的体积电阻率，介电系数与电缆相比要小一些。强电场作用下，电缆附件绝缘材料内部的介质损耗以及泄露电流的增加会造成电缆附件发热。绝缘材料绕包过多，由于绝缘的加厚，使得热量难以散发，当绝缘材料内部热量积累到一定程度时，绝缘材料分子会受到破坏造成热击穿事故。故在保证电缆接头电气绝缘性能和机械性能的前提下，要求绝缘的热阻尽可能小一些。

（2）电缆附件选用的材料质量和施工质量的影响

电缆附件由于其特殊性，在安装前是不存在完整的产品电缆附件中绕包用的绝缘带，半导电带等材料性能的好坏对电缆的安全运行至关重要，电缆附件的绝缘水平和运行寿命在很大程度上取决于材料的优劣。比如劣质的压接管会出现砂眼，裂纹，外表粗糙，管壁薄厚不均匀，出现毛刺等问题，在长期负荷运行下使得导线芯的接触电阻增大，引起电场严重畸变。

（3）电缆附件应力管的体积电阻率和介电常数的影响

应力管的介电常数大，有利于改善电场畸变时的电位分布，但是过大的介电常数会引起电容电流产生热量，造成应力控制材料老化。由于绝缘材料本身的限制，介电常数难以提的过高，而体积电阻率也不允许太低。对于电缆中间接头和终端头而言，电场分布与电缆本体相比复杂得多，电场更为集中，等位面弯曲严重，若不及时妥善的处理，在一定条件下，将会形成闪络，损伤电缆及其附件的绝缘介质。

2 绝缘材料的老化特性

2.1 绝缘的热老化

与电缆本体一样，接头和终端也同样长期处于较高的温度下运行。但是两者也有区别，运行中的电缆里只有两个热源，一是导体通过电流产生的损耗（I2R）转变成热能；另一个是在绝缘材料在电压作用下产生的损耗（U2ωCtgδ）也转变成热能。除此之外，电缆附件（接头和终端）里还多了一个热源，那就是导体连接处的接触电阻，在通过电流时也要产生损耗，变成热能。尤其是电缆接头，若导体连接不可靠，运行一段时间后就会因为过热而击穿。

热场不仅与热源有关，还与热阻有关。热阻大，散热困难，温度就高。从这个角度来看电缆附件也比电缆本体差。就接头而言，因成型条件差，加上电场畸变，故绝缘厚度比电缆本体的绝缘厚。为了密封和机械保护，接头外面还要加很多防护层，使得总的热阻要比电缆热阻大很多。可见，在处理不当的情况下，接头绝缘的热老化要比电缆本体严重得多。

电工设备长期在运行温度作用下，由于绝缘材料发生热分解和热氧化裂解等反应，造成分子量、交联度、结晶度的变化，使材料发脆、厚度减薄、形成气隙，生成新的离子杂质和挥发物，导致材料的性能劣化。

热分解和热氧化裂解的反应速度v随温度T升高而增加，可用阿伦尼乌斯方程表示：

■ （1）

式中R为气体常数，A为常数，E为活化能。多数材料的E约为（8～10）×104（J/mol）。

热氧老化属于自由基链式自催化氧化反应，机理如下：

链引发

RHR.+.H（热、氧、光或催化剂作用）（2）

链增长

R.+O2ROO （3）

ROO.+RHROOH+R. （4）

链转移

ROOHRO.+.OH （5）

2ROOHRO.+ROO.+H2O （6）

链终止

R.+R.R-R （7）

ROO.+ROO.稳定产物+O2 （8）

R.+ROO.ROOR （9）

上述式中RH表示橡胶大分子，R.表示自由基，RO.表示氧化自由基，ROO.表示过氧化自由基。

研究表明：天然橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶和硅橡胶等，在使用过程中的热氧老化都属于此种形式。

2.2 绝缘的电老化

电缆接头与终端里的电场分布要比电缆本体复杂得多。电缆绝缘内，径向电位分布是不均匀的，轴（纵）向电位分布基本上是均匀的，但是在电缆附件里就不然，不仅径向电位分布不均匀，轴（纵）向电位分布也是不均匀的，出现了轴向电场。对于接头，是因为内外电极（即导体连接处和绝缘外屏蔽层）结构发生变化而引起的。户内、外终端就更复杂了，由于导电线芯引出在外，终端绝缘外表面就有了电位，而且分布很不均匀。

由此可见，电缆附件里的电场分布远比电缆复杂，而且局部地方电场强度很高，若处理不当，就会引起绝缘击穿或闪络（终端）。高压电工设备中因介质不均匀或电场分布不均匀，特别是在固体或液体材料内部或表面存在气体，就可能产生局部放电。放电产生的带电质点会直接轰击绝缘材料，使材料分解；在放电点可产生很高的温度，使材料发生热裂解或碳化；放电也可能产生各种新的生成物（如臭氧等）而腐蚀材料；放电会发出各种射线及声波，对材料也会起破坏作用。这些都会引起绝缘材料老化。

2.3 其他老化因素

绝缘材料在许多场合下要承受各种机械应力的作用，有恒定的、振动的，有热胀冷缩循环的。这些应力会导致蠕变破坏或疲劳破坏。在户外使用的绝缘材料受日光直接照射，在紫外线作用下也会发生老化。在核反应堆、X射线装置中用的绝缘材料受到辐射作用，均会发生老化。绝缘材料受潮会使电导增大，加大损耗。水还会溶解许多物质，加速导致老化的各种化学反应。酸、臭氧等也会导致化学老化。对于某些绝缘材料，例如聚乙烯，由于水分的存在，在很低的电场强度下也会发生树枝现象（见固体电介质击穿）。此外，在温热带地区绝缘材料会受到各种微生物的损害，即所谓微生物老化。

电缆附件的成型环境远不如电缆，电缆是在工厂内由机器生产出来的，而电缆附件是靠施工人员现场手工操作完成的，两者的环境条件（包括温度、湿度、清洁度等等）相差很大。其质量控制远不如在工厂内由机器生产的电缆优越。

3 结束语

综上所述，无论是从热场分布，还是电场分布；成型（或生产）过程，还是成型（或生产）的环境条件，电缆附件都比电缆本体差得多，所以运行故障率高也是必然的。

绝热材料篇3

关键词：STP；保温板；节能；新材料

Abstract: in this paper, through introducing the theory of STP thin insulation board, analysis of the advantages of its own as a new material, combined with its in wuhu first people's hospital (new) engineering application, this paper expounds the STP thin insulation board of broad prospects.

Key words: the STP; Insulation board; Energy saving; The new material

中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、STP超薄保温板研发背景

加快建设节约型社会，是由我国基本国情决定的。人口众多、资源相对不足、环境承载能力较弱，是中国的基本国情。今后一个时期，人口还要增长，人均资源占有量少的矛盾将更加突出。能源短缺是我国经济社会发展的“软肋”，淡水和耕地紧缺是中华民族的心腹之患。这种基本国情，决定了建筑节能在我国还是一项艰巨而又重要的工作,也是事关可持续发展的重大问题。各种建筑节能材料也如雨后春笋般涌现，STP超薄绝热板的研制正是顺应了这种趋势。

二、STP超薄保温板功能原理

STP超薄绝热板是由真空绝热芯材、无机板和双面粘结复合的无机板。其中，真空绝热芯材以无机纤维材料作为绝热芯材，采用高阻隔型薄膜对绝热芯材和吸气剂（长期保持真空）进行包裹，并采用专业设备通过抽真空形成负压，降低芯材的导热系数，提高保温效果。

STP超薄绝热板外墙外保温系统是一种全新的、不燃的，与建筑物同寿命的新型外墙薄抹灰保温系统，由粘结砂浆、STP超薄绝热板、网格布、抗裂砂浆等组成的外墙外保温系统。

STP超薄绝热板解决了常规保温材料易渗、吸水、超厚的弊病。适用新建、扩建民用及公用建筑外墙与屋面的保温工程，尤其使用于既有建筑的节能改造工程。

众所周知，热量的传递方式主要有三种，即热对流、热传导和热辐射。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，像真空玻璃主要是通过减少热对流的方式来减少热量的传递，像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的一种原理，而STP板是将真空原理和光折射原理进行有机的结合，对热传递的三种方式都有一定的抑制：

首先，构成STP板的高阻气薄膜是由铝箔和其他几种高分子薄膜复合而成，而铝箔可以反射70%～90%的辐射热；由于构成STP板芯料的主要原材料是无机硅类空心微珠，这种空心微珠也可以对太阳光辐射进行二次反射，而且这样材料本身也是一种良好的保温材料，材料本身的导热系数在0.03W/(m·K)～0.04W/(m·K)之间。

图二次反射减少热辐射作用原理

空气可以传导热量，因而可以在垂直方向将整个产品形成热传导通道，因此应改变原有产品的传热通道模式，对芯材进行抽真空，通过在产品内部形成真空度，降低产品内部空气量，从而破坏原有的热传导通道形成不间断传导，大大降低了产品的导热系数。

另外，由于将留在绝热空间里的气体清除掉，提高了内部真空度，从而隔绝了空气对流引起的热传递，也使其导热系数大大降低；根据计算将导热系数维持在低于0.008W/m·K时既保证了产品的高性能又降低了成本，并有利于建筑应用。

三、STP超薄保温板特点分析

STP超薄绝热板作为一种新型节能保温材料与传统材料相比有诸多特点：

1、保温效果优异，施工厚度薄。保温效果相当于常规聚苯板的5倍，挤塑板的4倍，聚氨酯的2.8倍，安徽大部分地区的建筑一般用1.5厘米厚就能达到65%的节能要求，可以大大提高建筑物容积率，增大建筑实际使用面积。以100㎡建筑面积为例，在容积率不变的情况下，使用STP保温板可增加2-3㎡使用面积。STP板尤其适用于北方等保温要求高的地区。

不同保温材料其导热系数对比表

名称 STP超薄绝热板 聚氨酯（PU） 挤塑板（XPS） 聚苯板（EPS） 胶粉聚苯颗粒保温砂浆

导热系数w/(m·K) 0.008 0.024 0.030 0.041 0.08

2、单位质量轻，上墙后每平方米的重量大约5公斤，而且板材本身较薄，抗震、抗风压能力高。施工中，和建筑物墙体结合强度高，不容易出现空鼓，脱落等现象，安全性高。

3、防火等级高，目前市面上普通的保温材料防火等级均为B级，而真空绝热板得防火等级为A级，完全不燃。

4、无毒、绿色环保，使用寿命长，后期维护费用低。普通的外墙材料产品使用寿命为10-15年，无法和建筑物同寿命，而真空绝热板的产品寿命为60年，可以做到和建筑物同寿命。同时由于该产品主要原料为无机矿物质，而传统保温多为有机材料系石油分解产品，生产1吨聚苯板大约需2砘石油，因此每使用万平米超薄真空绝热保温板节约石油40砘；传统产品使用寿命一般为20年，20年后会产生大量的白色污染，每1万m2会增加20吨白色污染。

四、工程实例分析

芜湖市第一人民医院（新区）工程原设计为硬质聚氨酯泡沫塑料保温层贴外墙面砖，保温层燃烧性能为B2级。根据公安部消防局下发通知：关于从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字[2009]46号）第二条规定，民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。故芜湖市第一人民医院(新区)外保温材料需重新选择：

1、玻化微珠防火保温砂浆外墙保温系统

玻化微珠防火保温砂浆燃烧性能为A级，导热系数在0.065~0.07W/(m.K)，用于医院外墙外保温时厚度较厚，保温层厚度在90~95mm左右，屋面保温层厚度约150mm 左右，保温层太厚无法贴面砖。如外墙采用墙内外双侧粉玻化微珠防火保温砂浆的保温做法，保温层总厚度不变，墙外一侧玻化微珠防火保温砂浆层的厚度仍在50~60 mm, 仍无法贴面砖，饰面材料需改为外墙涂料类材料(如仿石涂料、真石漆等)，或软贴面材料（如软陶贴面，但材料价格较高）；且墙内一侧的玻化微珠防火保温砂浆层会增加内粉刷厚度，减少建筑的使用面积，同时玻化微珠防火保温砂浆层较厚将增加施工难度，需增加相应的施工措施，增加工程造价。

2、STP超薄绝热板外墙外保温系统

STP超薄绝热板外墙外保温系统导热系数较小，燃烧性能为A级，用于医院外墙外保温时厚度较小，保温层厚度约7~10mm 左右，屋面保温层厚度约15mm 左右。

3、岩棉板外墙保温系统

岩棉板燃烧性能为A级，导热系数在0.045~0.048W/(m.K)，用于医院外墙外保温时厚度在70~80mm左右。使用岩棉板外保温时，饰面材料不能使用面砖，饰面材料只能使用外墙涂料类材料，或软贴面材料；同时岩棉板价格较高，合格的生产厂商较少，将增加工程造价。

4、干挂石材幕墙加燃烧性能为A级保温材料外墙保温系统

如采用干挂石材幕墙外饰面，保温材料选择范围将有所放宽，除以上的保温材料外还可选用玻璃棉毡、岩棉毡等其它A级保温材料。但干挂石材幕墙和保温材料都将增加工程造价，且医院立面外观有所改变。

通过对上述外保温材料反复比较，最终确定使用STP超薄绝热板作为该工程的节能材料。

五、STP超薄绝热板主要技术指标：

STP超薄绝热板的性能应符合表1的要求

表1STP超薄绝热板主要性能指标

不同厚度的STP超薄绝热板的单位面积质量应符合表2的要求

表2STP超薄绝热板单位面积质量技术指标

STP超薄绝热板薄抹灰外墙外保温系统的性能指标应符合表3的要求

表3STP超薄绝热板薄抹灰外墙保温系统的主要性能指标

六、STP超薄保温板经济效益分析

目前我国每年建成的房屋面积高达16亿～20亿平方米，另外中国既有建筑400多亿平方米，按照我国既有建筑改造计划，约有130亿平方米需要改造。仅按照我国每年新增20亿平米保温计算，年均墙体保温市场预计为1600亿元。采用STP超薄绝热板给社会带来巨大的效益：

a、满足建筑工程护结构节能65％的要求，从而节约大量能源、资源消耗；包括用于社会主义新农村建设，亦能减轻农村这一领域对资源消耗的压力；

b、热阻值大，导热系数极低，保温效果是传统保温材料的5-7倍；大大降低了建筑外墙保温层的厚度，从面提高了建筑外保温层的安全性；

c、单位面积的重量很轻，可以直接粘贴，施工方便、大大缩短了工期、节约了成本；

d、保温材料主要是无机保温材料，防火不燃，安全环保。

七、结语：

在不断增大的总能耗之中，建筑能耗约占总能耗的30%，建筑节能问题引起了越来越多国家的重视。而建筑材料作为我国国民经济的支柱产业之一，经过建国后五十余年的发展，现已成为国民经济中的重要组成部分。开发研制及应用节能材料是建筑节能的根本途径，也是促进我国建筑业持续健康发展的根本保证。STP超薄绝热板作为新型材料，利用其自身的种种优点，势必在未来的建筑市场上大放光彩。

参考文献：

[1]山东省标准设计办公室.STP超薄绝热板外墙外保温系统标准设计图集.中国建筑工业出版社.

绝热材料篇4

关键词：建筑外墙 保温技术 节能材料

墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个十分重要的环节,发展外墙保温技术及其节能材料是建筑节能的主要的实现方式。作为外墙保温系统的主要组成部分,保温材料的隔热保温性能、材质特性、施工性能等综合性,决定整个系统的实际效果,如何掌握和应用施工中的关键技术决定着整个系统的成败。

1、外墙保温技术特点及其本质属性

1.1 外墙内保温技术及其特点

外墙内保温的施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度较快,操作方便,可以有效地保证施工进度。内保温应用时间长,技术较成熟,施工技术及检验标准比较完善。被大面积推广的内保温技术主要包括:增强石膏复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格的做法。

1.2 外墙外保温技术及其特点

外保温是当前被大力推广的一种建筑保温节能技术。与内保温相比,外保温技术合理,有明显的优越性,用同样规格、同样尺寸、同样性能的保温材料,外保温比内保温的效果要好。1)外挂式外保温技术。外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS,XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。2)聚苯板与墙体一次浇注成型技术。该技术是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇筑成型复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,功效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后续施工。

2、外墙保温节能材料的选择及其应用

节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张,绝热材料在节能方面的意义日显突出。

2.1 绝热材料

绝热就是要最大限度的阻抗热流的传递,因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。从材料的组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料;非金属的导热系数小于金属材料;气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固态。所以在条件可以的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料,这对于保温绝热是有利的。从材料的结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的空隙为大量封闭的微小孔时,材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品,要满足保温材料的要求其最佳的表现密度为16～40kg/m3。当环境湿度增大时,材料的平衡含水率增大,材料的导热系数将会降低。所以作为保温绝热材料,材料自身的吸湿率要尽量低,如不可避免,要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。另外,保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。

2.2 常用的保温绝热材料的选择

能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不然烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,但其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉高。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好,机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能,它的导热系数之低(0.025W／m2・K)是其他材料所无法与之相比的。同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能,由于不需要额外的绝缘防潮,简化了施工程序,降低工程造价。但因其价格较高而且易燃,这就限制了它的使用。聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。

3、结语

绝热材料篇5

Ⅰ外墙保温技术的发展

节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。

一、内保温技术及其特点

外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。

但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。

二、外保温技术及其特点

外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。

三、常用的外墙保温技术

1、外挂式外保温外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉

毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。

2、聚苯板与墙体一次浇注成型

该技术是在混凝土框―剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。

Ⅱ外墙保温节能材料

节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张,绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言,通过使用绝热围护材料,可在现有的基础上节能50% ~80%。据日本的节能实践证明,每使用1吨绝热材料,可节约标准煤3吨/年,其节能效益是材料生产成本的10倍。因此,有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。

一、绝热材料的性能

绝热,就是要最大限度地阻抗热流的传递,因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。

从材料的组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料;非金属的导热系数小于金属材料;气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料,这对于保温绝热是有利的。

从材料的结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时,材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品,要满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~40kg/m3。

二、常用的保温绝热材料

能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。

岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。

三、保温材料主要的构造及做法

外墙保温主要分内保温和外保温。内保温存在热桥保温处理困难，易出现结露现象，占用使用面积，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构，而外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下，固定一层保温材料，并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。我区现有节能工程基本都是外墙保温。它主要是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格布形成保护层，最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上，然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上，直接形成装饰面。

绝热材料篇6

    [关键词]外墙保温 建筑材料建筑节能

    建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件,把《民用建筑节能设计标准〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列为强制性标准,同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》,对不符合节能标准的项目,不得批准建设。

    在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了许多新型的节能技术和材料,在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平,还远低于发达国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍。建筑节能还是我国建筑业的一个重要的课题。

    一、外墙保温技术

    节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。

    1.内保温技术及其特点。外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。

    但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。

    2.外保温技术及其特点。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。

    目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。

    (1)外挂式外保温外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉

    毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。

    (2)聚苯板与墙体一次浇注成型

    该技术是在混凝土框—剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。

    二、外墙保温节能材料

    节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料的意义,一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张,绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言,通过使用绝热围护材料,可在现有的基础上节能50% ~80%。据日本的节能实践证明,每使用1吨绝热材料,可节约标准煤3吨/年,其节能效益是材料生产成本的10倍。因此,有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。

    1.绝热材料的性能。绝热,就是要最大限度地阻抗热流的传递,因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。

    从材料的组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料;非金属的导热系数小于金属材料;气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料,这对于保温绝热是有利的。

    从材料的结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时,材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品,要满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~40kg/m3。

    2.常用的保温绝热材料。能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。

    岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。

    三、结语

绝热材料篇7

关键词： 建筑材料 建筑节能

建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件，把《民用建筑节能设计标准〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列为强制性标准，同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》，对不符合节能标准的项目，不得批准建设。

在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。

在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。

1 外墙保温技术

节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。

1.1 内保温技术及其特点

外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间较长，技术成熟，施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。

被大面积推广的内保温技术有：增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。

但内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。

1.2 外保温技术及其特点

外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。

目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。

1.2.1外挂式外保温

外挂的保温材料有岩（矿）棉、玻璃棉

毡、聚苯乙烯泡沫板（简称聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本，已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。

该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格布形成保护层，最后加做装饰面。

还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上，然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上，直接形成装饰面。由贝聿铭先生设计的中国银行总行办公楼的外保温就是采用的这种设计。

这种外挂式的外保温安装费时，施工难度大，且施工占用主导工期，待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时，施工人员的安全不易得到保障。

1.2.2聚苯板与墙体一次浇注成型

该技术是在混凝土框—剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内，在即将浇注的墙体外侧，然后浇注混凝土，混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题，其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活，工效提高，工期大大缩短，且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时，聚苯板起保温的作用，可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注，否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬，影响后序施工。

其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的，也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接，主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力，其结合性能良好，具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接，主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L型钢等与混凝土墙体的锚固力，结合性能也较好。与双钢丝网相比较，单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰，节省了工时和材料。

其造价可降低10%左右。

但此两种做法都采用了钢丝网架，造价较高，且钢材是热的良导体，直接传热，会降低墙体的保温效果。

我们对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体进行了试验研究。试验结果表明，在混凝土中水泥浆量合适的条件下，直接利用混凝土作为粘接剂来粘贴聚苯板，是完全可能的。当我们对聚苯板的背面进行处理之后，其与混凝土的粘接力进一步提高（其平均粘接强度可以达到0.07Mpa，而且破坏均发生在聚苯板内）。此技术取消了钢丝网架，其保温性能提高，而且板的成本再次降低。在经过对其长期耐久性论证之后，工程中可以推广使用。

1.2.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温

将废弃的聚苯乙烯塑料（简称为EPS）加工破碎成为0.5~4mm的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层（或是面层防渗抗裂二合一砂浆层）。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。

该施工技术简便，可以减少劳动强度，提高工作效率；不受结构质量差异的影响，对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平，直接用保温料浆找补即可，避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题，从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较，在达到同样保温效果的情况下，其成本较低，可降低房屋建筑造价。例如与聚苯板外保温相比较，每平方米可降低25元左右。在天津云琅新居高层外墙保温工程中采用的就是此种技术。

此外，节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层，把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料（也可以现场发泡）等填入夹层中，形成保温层。

2 外墙保温节能材料

节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料的意义，一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境，另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张，绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言，通过使用绝热围护材料，可在现有的基础上节能50% ~80%。据日本的节能实践证明，每使用1吨绝热材料，可节约标准煤3吨/年，其节能效益是材料生产成本的10倍。因此，有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。

外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护，开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的有效措施。目前世界各发达国家，均对绝热材料的生产和应用十分重视，之所以建筑节能工作做得好，与他们重视和发展保温材料是分不开的。

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2.1 绝热材料的性能

绝热，就是要最大限度地阻抗热流的传递，因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。

从材料的组成上看，一般有机高分子的导热系数都小于无机材料；非金属的导热系数小于金属材料；气态物质的导热系数小于液态物质，液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下，应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料，这对于保温绝热是有利的。

从材料的结构上看，当材料的表观密度降低、孔隙率增大，材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时，材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品，要满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~40kg/m3。

由于孔隙的存在，材料在潮湿的环境下，不可避免地要吸水，而水的导热系数（0.5815W/m·K）比静止空气的导热系数（0.0233 W/m·K）要大很多，因此，当环境湿度增大时，材料的平衡含水率增大，材料的导热系数将会降低。所以作为保温绝热材料，材料自身的吸湿率要尽量低，如不可避免时，要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。

另外，保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载，具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好，还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。

2.2 常用的保温绝热材料

能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、岩（矿）棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔，它们的表观密度都较小，这也是作为保温隔热材料所必备的。它们的性能对比见表1。

岩（矿）棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，它们都属于无机材料。岩棉不燃烧，价格较低，在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大，保温性能好的密度低，其抗拉强度也低，耐久性比较差。

玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处，但其手感好于岩棉，可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉为高。

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小，导热系数小，吸水率低，隔音性能好、机械强度高，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。

硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能，它的导热系数之低（0.025 W/(m2·K)）是其他材料所无法与之相比的。

同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能，由于不需要额外的绝缘防潮，简化了施工程序，降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃，这就限制了它的使用。

聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。

常用保温绝热材料的主要性能

材料名称 表观密度（kg/m3） 最高使用温度（℃） 抗压强度（MPa） 导热系数[W/(m·K)] 吸水率（%）

岩棉保温板 80~150， -268~350 ，— ，0.047~0.052， —

玻璃棉毡 40~60， -120~400 ，— ，≤0.035， —

聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30， -80~75 ，0.12~0.18， 0.033~0.044， ＜0.1

聚苯颗粒保温料浆 ≤220 ，-50~75， ≥0.01， ＜0.07

料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装，使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒，充分搅拌后形成塑性良好的膏状体，将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便，保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品，也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒，这对于防制白色污染、保护环境十分有益的。但此种保温材料吸水率较其他材料为高，使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成，可长期有效控制防护层裂缝的产生。

3 结语

目前我国外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的，建筑节能必须以发展新型节能材料为前提，必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新，外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而真正地实现建筑节能。

参考文献

1. 胡小媛，许琳. 我国建筑绝热材料的应用现状及其前景. 保温材料与节能技术，2002，（6）：2~4

2. 刘洪涛等. 几种常见的外墙保温形式及材料. 建筑技术与应用，2001，（1）：39~40

3. 郭莹. 外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用. 建筑技术开发，2002，（2）：46~48

4. 齐文龙等. 聚苯板外墙保温技术的应用. 建材·建筑·装修，2000，（2）：33

绝热材料篇8

[ 关键词 ] 气凝胶绝热毡纳米复合保温结构；热力管网；保温工程；

中图分类号：E271 文献标识码： A

1 前言

随着我国材料加工工业技术水平的不断发展，保温材料也有了长足的进步和发展，新型二氧化硅气凝胶保温材料集导热系数低、保温隔热性能好、理化性能稳定、高温不燃、完全防水、无毒害、绿色环保等诸多优良性能于一身，目前部分高温蒸汽管道及直埋蒸汽管道工程已经率先使用。

为探究复合保温结构实际保温效果，笔者通过模拟计算蒸汽管道传热工况，进行数据整理、计算分析，得出基本结论，为今后复合保温结构的优化提供参考。

2气凝胶材料简介

2.1 气凝胶

气凝胶（Aerogel），1930年由美国人凯斯特首次合成，其成份98%为空气，是一种由纳米级粒子聚集并以空气为分散介质的新型非晶固态材料，是一类具有独特光学、热学及电学性能的轻质纳米多孔材料。气凝胶是目前已知的导热系数最低、保温性能最好的材料，纳米多孔三维结构， 主要成份是二氧化硅，故也称为二氧化硅气凝胶。

二氧化硅气凝胶因其独特纳米多孔结构，可有效阻止热量传输的三种方式。凝胶包覆空气，直径在30-70nm可以无限降低热对流（70nm时空气静止）；纳米多孔结构致体积密度大，凝胶壁无限长，可以无限降低热传导；弧面结构多，有无数遮阳板效应，可以无限降低热辐射。

2.2 二氧化硅气凝胶保温材料特性及对比分析

1、导热系数低

气凝胶绝热毡具有其他传统保温材料不可比拟的低导热系数，300℃时，材料导热系数仅为0.024W/（m・K），大大低于其他材料。同等条件下保温厚度仅为传统材料的1/4～1/5，可大大降低保温层厚度，应用于直埋蒸汽管道时，能减小外套管尺寸，减少埋地开挖量，降低外套管材料、运输、施工成本。

材料导热系数数据

二氧化硅气凝胶导热系数曲线

2、散热损失小，节能率高

表面温度相同的条件下，气凝胶保温层厚度降低，散热面积明显减小，管道散热损失减小，大大减小长距离蒸汽管道的温降和压降，有效减少能耗损失。

材料参数对比数据

3、防水性好

气凝胶绝热毡憎水率≥99%，无需特殊防水措施，在雨天或潮湿的环境下仍可施工。而传统材料不完全防水，防护板表面需喷涂金属密封胶进行防水。

4、抗压抗拉

气凝胶绝热毡在10%形变下的抗压强度≥100 KPa，回弹性好，完全可支撑外套管的荷重。而传统保温材料结构松散，压缩形变大，受压回弹性差，压缩后导热系数明显上升。使用气凝胶绝热毡，可降低施工过程中一些不可控因素对保温效果的影响。

5、使用寿命

气凝胶绝热毡整体性好，具有较好的抗震抗拉性，在使用过程中不出现颗粒堆积、沉降等现象；20年模拟测试收缩率小于1%，导热系数无变化。传统保温材料材料结构松散，自重、设备振动、材料进水等极易导致材料解体、沉降，保温效果明显下降。

3高温热力管道工程案例计算

3.1 工况条件

江苏某化工企业某工艺需要4.5MPa，450℃以上的高温高压蒸汽，该蒸汽须从邻近电厂供给，故需要敷设2km左右供热蒸汽管道，具体工况要求如下：

1、管径：OD219X8；

2、介质：过热蒸汽；

3、起始压力：5.3MPa；

4、起始温度：460-490℃；

5、蒸汽流量：15-36t/h；

6、环境平均温度：14℃；

7、平均风速：3m/s；

8、要求：1000m 管道温降≤7.5℃。

由于管线运行流量不稳定，变化幅度较大，因而对管道的保温要求非常高，尽可能减少管道散热损失，为此，笔者拟采用二氧化硅气凝胶作为保温材料，并用传统的复合硅酸铝材料进行计算对比。

3.2 保温材料主要参数对比

计算选取的二氧化硅气凝胶绝热毡及复合硅酸铝毡技术参数如下：

二氧化硅气凝胶绝热毡指标

复合硅酸铝毡计算指标

对于有憎水要求的，憎水率不小于93%

3.3 保温厚度及表面温度效果计算

1、保温厚度设计方案

由于二氧化硅气凝胶成本较高，为避免工程材料费用过高，笔者采用复合保温（气凝胶+硅酸铝）1及传统保温2两种方案进行对比计算，具体如下：

保温厚度设计方案

2、保温效果分析

参照GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》计算散热损失，并根据实验结果进行修正。

计算公式如下：

其中：

q线：管道线散热损失，w/m

T：介质温度，℃；

Ta：环境温度，℃；

λ：导热系数，W/（m・k）

D0：保温层外径，m；

Di：管道外径，m；

ω：风速，m/s；

α：表面放热系数，W/（m・k）

根据管线散热损失及以下公式可推算管道温降：

其中，

C：介质定压比热，J/（kg・℃）

L：管道长度，m；

Q：流量，t/h；

n：修正系数。

参照IAPWS-IF97水蒸气参数计算标准，温度460℃，压力5.3PMa 的水蒸气过热蒸汽，定压比热为2377.9J/（kg・℃）。蒸汽流量30t/h 时，计算出的结果如下：

保温厚度设计结果

通过上述数据分析，采用二氧化硅气凝胶+复合硅酸铝复合保温结构能够有效地减小管道保温壁厚，针对高温管道更有其实际运用的条件，建议今后对于温度较高的蒸汽管道（大于340℃），适当采用此种保温形式。

4 结语

随着集中供热事业的不断推进，蒸汽管网的敷设距离由早期的5km经济半径，拓展至现阶段的20-30km长输管网，原来固有的保温方式和方法已经不能满足运行要求，二氧化硅气凝胶毡的使用很好地解决了保温绝热材料问题，在蒸汽温度高，现场空间狭小苛刻的条件下，有着很好的发挥空间，待后期材料价格趋于合理后，可以大面积推广，通过精确模拟计算，可以有效的减少管道散热损失，降低管网运行风险，发挥经济效益。

文章结合实际工程计算案例，使用二氧化硅气凝胶+复合硅酸铝复合保温结构，最大限度的减小管线的温降压降，为今后类似工程的设计提供参考。

参考文献

[1] 施振球. 动力管道设计手册.北京：机械工业出版社，2006