建筑外墻保溫材料的開發(fā)與應(yīng)用性能研究

王瑞靈

摘要：外墻保溫技術(shù)是當(dāng)前建筑工程中的主流節(jié)能技術(shù)之一，外墻保溫系統(tǒng)由基層墻體、保溫層、防護(hù)層和固定材料構(gòu)成，外墻保溫系統(tǒng)的建設(shè)環(huán)節(jié)對于保溫材料的選擇是重中之重，所以相關(guān)施工部門對外墻保溫材料的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行全面研究是十分必要的。

關(guān)鍵詞：外墻保溫材料 ;燃燒性能;應(yīng)用

引言

隨著近年來節(jié)能建筑的快速發(fā)展和人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，建筑外墻保溫材料由于具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和良好的保溫效果等特點(diǎn)而成為現(xiàn)代化節(jié)能建筑開發(fā)的重點(diǎn)，在農(nóng)村低能耗生態(tài)住宅設(shè)計(jì)、低能耗綠色生態(tài)建筑等方面都已經(jīng)廣泛應(yīng)用。目前，建筑外墻保溫材料主要由具有導(dǎo)熱系數(shù)低、質(zhì)輕、吸水性小、吸聲性能良好和價(jià)格低廉的聚苯乙烯泡沫制成，然而目前市場上常見的聚苯乙烯泡沫材料具有易燃、發(fā)煙量大及生物相容性低等問題，亟需開發(fā)出一種不易燃燒、生物相容性高及可降解的環(huán)境友好型保溫材料。

1、我國對外墻保溫材料的研究進(jìn)展

相較于西方國家而言，我國對于外墻保溫材料的研究起步較晚。中國建筑科學(xué)研究院對外保溫防火問題的研究始于2004年，并于2006年后，開始與保溫材料生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行研究。在對外墻保溫材料的研究過程中，我國興建了多個(gè)模擬試驗(yàn)基地，并進(jìn)行了多次試驗(yàn)，這對于推動(dòng)保溫材料的研究進(jìn)度發(fā)揮了巨大作用。之后的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）對建筑外保溫系統(tǒng)的防火要求進(jìn)行了全面補(bǔ)充，明確規(guī)定了保溫材料的阻燃級別，當(dāng)建筑外墻保溫材料為B1、B2級別時(shí)，就需要設(shè)置水平防火隔離帶，且防火隔離帶應(yīng)為A級材料，隔離帶的高度不能小于300mm。雖然我國對于外墻保溫材料的研究起步較晚，但是經(jīng)過多年的潛心研究，我國先后頒布了一些列針對外墻保溫的條文規(guī)范，在建筑工程的實(shí)際建設(shè)中，墻體保溫系統(tǒng)也變得更加科學(xué)合理。

2、建筑材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)要求

建筑外墻外保溫材料燃燒性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》中要求，其試驗(yàn)方法及判定依據(jù)。同時(shí)，材料還應(yīng)滿足B1級氧指數(shù)OI≥30%，B2級氧指數(shù)OI≥26%。

3、外墻外保溫系統(tǒng)材料

實(shí)際工程中常用的外墻外保溫系統(tǒng)保溫層有：膨脹?；⒅樯皾{抹面層;板類保溫層如聚苯板、聚氨酯泡沫板、巖棉板等;保溫砌塊。由于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，采用膨脹?；⒅樯皾{抹面層保溫系統(tǒng)，抹面層較厚，施工比較困難，因此工程中已很少大面積采用這種外墻保溫做法，僅用于局部的保溫措施，如窗臺(tái)部位。保溫砌塊構(gòu)造要求復(fù)雜，施工困難，應(yīng)用較少。聚苯板和聚氨酯泡沫板外墻保溫系統(tǒng)在工程中應(yīng)用比較廣泛，但聚苯板和聚氨酯泡沫板均具有可燃性且燃燒后產(chǎn)生有害氣體，由于外墻保溫引起的火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，如2010年11月15日，上海余姚路膠州路某高層公寓火災(zāi)，大火導(dǎo)致58人遇難。造成如此大的人員傷亡事故與該建筑物在節(jié)能改造時(shí)外墻采用聚氨酯泡沫板易燃保溫材料有直接關(guān)系。中央電視臺(tái)新大樓北配樓火災(zāi)也與使用了可燃的保溫材料有關(guān)。2009年公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合制定了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，規(guī)定要求：對于住宅建筑高度大于等于100m的建筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級，高度大于等于60m小于100m的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級。對于其他民用建筑高度大于等于50m的建筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級。高度大于等于24m小于50m的建筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級或B1級。為了滿足上述要求、巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用。

4、外墻保溫材料檢測技術(shù)分析

上述主要介紹了建筑墻體保溫材料，這里對相關(guān)材料性質(zhì)技術(shù)檢測進(jìn)行探討，其中，對于保溫材料的性質(zhì)檢測，主要在于其導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量。技術(shù)人員可采取穩(wěn)態(tài)方式，縮小試樣、冷熱板之間的間距，改善檢測準(zhǔn)確性，同樣，技術(shù)人員也需要進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)的外觀檢測，如平整度、摩擦系數(shù)等。檢測場所的環(huán)境也有較高要求，溫度和氣壓必須在規(guī)定范圍內(nèi)，進(jìn)而助于數(shù)據(jù)采集。在進(jìn)行建筑外墻節(jié)能保溫材料的檢測時(shí)，要確保檢測覆蓋范圍包括以下幾個(gè)方面：①保溫材料抗壓強(qiáng)度、壓縮程度、導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率、表觀密度、燃燒性能、水蒸氣的透過率以及吸水性能;②增強(qiáng)網(wǎng)在力學(xué)和抗腐蝕方面的性能等;③粘結(jié)材料的強(qiáng)度。比如在對硬質(zhì)聚氨酯防水保溫材料進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來制定檢測標(biāo)準(zhǔn)，具體需要檢測出此種材料的吸水性能、表觀密度、燃燒性能、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、水蒸氣的透過率和壓縮程度等。而如果檢測保溫技能系統(tǒng)是在實(shí)驗(yàn)室之中進(jìn)行，就要注重檢測系統(tǒng)中的增強(qiáng)網(wǎng)、膠黏劑和抹面膠漿

5、外墻保溫材料的發(fā)展方向

在當(dāng)前的建筑外保溫工程中，大多數(shù)應(yīng)用的為B級材料，雖然保溫性能優(yōu)越，但是其防火性能較差，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)增加對建筑的威脅。所以，新型防火保溫材料逐漸成為建筑行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。通過對當(dāng)前建筑行業(yè)的調(diào)研得知，防火型石膏板的應(yīng)用可以延長耐火時(shí)間并降低火災(zāi)發(fā)生率，同時(shí)其還具有無毒無害特點(diǎn)。

6、外墻保溫材料應(yīng)用分析

就建筑外墻保溫材料應(yīng)用而言，市場上常見的材料多為保溫隔熱性能較好的材料，如聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯材料，其中，硬質(zhì)聚氨酯材料有如下兩種成分構(gòu)成，即異氰酸酯、多元醇，通過對該兩種成分進(jìn)行一系列的抗耐性、改性等工藝處理，以此獲取塑料泡沫狀的硬質(zhì)聚氨酸，其具有諸多應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度較高、表觀密度較高，在保溫方面則滲透系數(shù)較低、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容量較高，同樣具備一定的耐火特性，水飽和度較低，具備良好的市場發(fā)展前景;聚苯乙烯泡沫塑料也是常見的保溫材料，根據(jù)制作工藝的不同，可以分為擠塑、模塑兩種形式，擠塑狀生產(chǎn)原材料則主要以聚苯乙烯共聚物為主，經(jīng)過后續(xù)成型過程中的高溫加熱、擠壓等過程形成具備均勻蜂窩狀空隙分布的材料，整體上具備如下技術(shù)特性，即抗?jié)B透能力較強(qiáng)、保濕能力穩(wěn)定、強(qiáng)度較高、外觀均勻平整。模塑狀原材料則以可發(fā)性聚乙烯珠粒為主，通過進(jìn)行一定規(guī)格尺寸的模具內(nèi)發(fā)泡、加熱處理，就能夠快速成型，其表現(xiàn)為封閉空隙較多、導(dǎo)熱性能好、荷載承受力較高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密其較為均勻，但是也具備一定的缺點(diǎn)，如吸水能力較差，為此，國家相關(guān)技術(shù)規(guī)準(zhǔn)有如下說明，在進(jìn)行材料的外墻飾面涂抹過程中，其密度需要控制在19kg/m3。膠黏劑、抹面膠漿也可以用作墻體保溫材料，其在施工過程中不僅充當(dāng)墻面基層、保溫層之間的連接填實(shí)介質(zhì)，而且考慮到具備較高的膠結(jié)作用，也能改善墻面的整體保溫能力。膠黏劑及抹面砂漿主要以高分子材料、水泥基等為主要原材料制作而成，對于整體墻面的保溫性、耐久性、保水性、抗破壞性能等方面都有著顯著影響。

結(jié)束語

綜上所述，在我國社會(huì)環(huán)保意識(shí)不斷提高的大背景下，建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也成為人們廣泛關(guān)注的內(nèi)容。在建筑外墻保溫材料的使用和研究中，要始終堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保以及安全的原則。相關(guān)部門要強(qiáng)化對新型外墻保溫材料的研究與開發(fā)，使其具有更加優(yōu)越的性能，進(jìn)而為我國建筑工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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