有機(jī)和無(wú)機(jī)保溫材料的研究與應(yīng)用

　　摘 要：建筑節(jié)能主要是降低能源消耗，減少環(huán)境污染，要達(dá)到這兩個(gè)目的，就要研究保溫隔熱效率和環(huán)保影響兩個(gè)方面，我們不能因?yàn)橐�保溫�?jié)能，而忽視生態(tài)環(huán)保問(wèn)題，保溫材料的生態(tài)環(huán)保影響在于其在使用過(guò)程或被廢棄后是否對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生危害。本文從有機(jī)保溫材料和無(wú)機(jī)保溫材料的特點(diǎn)、保溫性能、適用范圍及生態(tài)環(huán)保影響等方面進(jìn)行探討，以供保溫業(yè)界參考。

　　關(guān)鍵詞：建筑保溫；保溫材料；節(jié)能保溫技術(shù)

　　隨著世界能源危機(jī)的加劇和生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化，我國(guó)能源與環(huán)保問(wèn)題因經(jīng)濟(jì)繼續(xù)高速發(fā)展而矛盾更加突出，建筑保溫節(jié)能工作對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響已引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，要求建筑外墻都要做保溫層，其保溫材料的使用量會(huì)大的驚人，不僅要消耗大量的資源，還有可能引發(fā)新的環(huán)保問(wèn)題。建筑保溫節(jié)能應(yīng)該與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、資源（循環(huán)）綜合利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等協(xié)調(diào)發(fā)展，這是我國(guó)建筑保溫節(jié)能工作必須認(rèn)真考慮的長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)，具體地講，我們要對(duì)保溫材料的保溫隔熱性能及實(shí)用價(jià)值、材料的穩(wěn)定性和使用壽命、工藝技術(shù)的可靠性、生態(tài)環(huán)保性和可循環(huán)利用等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，我們可以借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，但不能盲目地跟進(jìn)，必須結(jié)合我們的國(guó)情和建筑保溫的實(shí)際需要，否則，我們付出的不僅是經(jīng)濟(jì)代價(jià)，而且還有環(huán)保代價(jià)。
　　一、保溫材料

　　保溫材料從應(yīng)用上可分為有機(jī)、無(wú)機(jī)、復(fù)合型三大類。

　　1. 有機(jī)類保溫材料。如發(fā)泡聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）、噴涂聚氨酯（SPU）、以及聚苯顆粒等。有機(jī)保溫材料具有質(zhì)輕、可加工性好、致密性高、保溫隔熱效果好，但缺點(diǎn)是：不耐老化、變形系數(shù)大、穩(wěn)定性差、安全性差、易燃燒、生態(tài)環(huán)保性很差、施工難度大、工程成本較高，其資源有限，且難以循環(huán)再利用。

　　2. 無(wú)機(jī)保溫材料。如中空�；�微珠、膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖、巖棉等。無(wú)機(jī)保溫材料容重稍大、保溫隔熱效率稍差，但防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、與墻基層和抹面層結(jié)合較好、安全穩(wěn)固性好、保溫層強(qiáng)度及耐久性比有機(jī)保溫材料高、使用壽命長(zhǎng)、施工。

　　3. 復(fù)合型材料。以防輻射吸熱材料、巖棉、甚至是經(jīng)處理過(guò)的農(nóng)作物秸桿、可以利用的具有保溫性并進(jìn)行無(wú)害化處理過(guò)的垃圾、以及通過(guò)發(fā)泡等技術(shù)手段生產(chǎn)的空心材料等。復(fù)合材料的保溫隔熱效果較好，它具有無(wú)機(jī)保溫材料的很多優(yōu)點(diǎn)：防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)保性好、保溫層強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、施工難度小、工程成本較低，其原材料來(lái)源廣泛，能耗低，生態(tài)環(huán)保性好，可以節(jié)約資源，提高資源的循環(huán)再利用效率。

　　其它保溫材料如隔熱涂料、防輻射涂料等，這些材料有一定的保溫隔熱效果，應(yīng)用上也取得了一些進(jìn)展，但其性能和應(yīng)用上存在局限性，一是材料成本較高，二是涂層老化快，使用壽命有限。

　　1. 專業(yè)范圍

　　建筑保溫是專業(yè)性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，在設(shè)計(jì)、構(gòu)造、選材、施工、資源與環(huán)保等各方面，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和保溫效率的實(shí)際需要、建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格和建筑主體材料構(gòu)成特點(diǎn)、門(mén)窗材質(zhì)及保溫隔熱性能、屋頂?shù)谋�溫隔熱措施、資源狀況和資源利用水平、保溫層的防火與安全保障和使用壽命，保溫層是否會(huì)對(duì)人居和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，以及擬選擇的保溫系統(tǒng)的技術(shù)工藝上的可行性等多方面進(jìn)行考慮。

　　2. 南方、北方氣候條件與室內(nèi)溫度

　　我國(guó)氣候復(fù)雜多變，溫差變化較大，顯著的氣候特點(diǎn)是北方地區(qū)空氣干噪、冬寒、風(fēng)大、少雨，北方冬季供暖時(shí)間在120-150天，主要的要求是保溫效果，從保溫性能上選擇，以發(fā)泡聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）、噴涂聚氨酯（SPU）或高效復(fù)合型保溫材料較多；而南方地區(qū)空氣濕度大，多霧、多雨、寒冷天氣較少、濕熱天氣較多，除星級(jí)賓館、飯店有中央空調(diào)外，一般建筑沒(méi)有暖氣，當(dāng)冬季室外陽(yáng)光充足時(shí)，室外溫度反而要比室內(nèi)高，在此情況下，如果采用聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，室內(nèi)溫度不僅不會(huì)感到暖和，反而會(huì)感覺(jué)更加陰冷。所以，南方地區(qū)的建筑保溫應(yīng)是以阻隔熱空氣為主要目的，隔熱的保溫材料應(yīng)以無(wú)機(jī)材料或復(fù)合型高效保溫材料較為合適。

　　3. 材料與工藝

　　有機(jī)發(fā)泡類保溫材料如：發(fā)泡聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS）、噴涂聚氨酯（SPU）、以及聚苯顆粒等，輔助材料是聚合物粘結(jié)砂漿、界面處理劑或界面砂漿、專用膨脹螺釘、耐堿玻纖網(wǎng)或鍍鋅鋼絲網(wǎng)、抗裂抹面砂漿等。塑料板材類保溫材料的施工工藝一般是先粘后釘、界面處理或?qū)Ｓ锰幚韯�、貼網(wǎng)、抹抗裂砂漿。發(fā)泡板材保溫工程的施工難度較大，工藝技術(shù)比較復(fù)雜，在我國(guó)建筑保溫工程上的應(yīng)用有十年左右的歷史，從開(kāi)始到現(xiàn)在，業(yè)內(nèi)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、使用壽命、生態(tài)環(huán)保等方面爭(zhēng)論最多，容易產(chǎn)生工程質(zhì)量與安全隱患，主要因素有保溫板的強(qiáng)度低、承重力差、易變形、易燃燒、易降解等，再者，這些油性的有機(jī)發(fā)泡材料是很難用砂漿冷粘的辦法與墻體牢固結(jié)合，保持幾十年至上百年不變，雖然有報(bào)道稱國(guó)外某某粘在墻上有三四十年，但從材料與專業(yè)技術(shù)上分析，缺乏理論依據(jù)，美國(guó)哥倫比亞航天飛機(jī)在起飛過(guò)程中保溫層脫落，就是一個(gè)例證。

　　聚苯顆粒、閉孔珍珠巖等顆粒類保溫漿料在建筑保溫工程上的應(yīng)用，因其工程造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單，技術(shù)工藝不復(fù)雜，在建筑保溫工程上用量也很大，特別是近幾年，南方一些省市廣泛采用它。就顆粒類保溫漿料的保溫性能和保溫層的強(qiáng)度與施工性而言，其基本關(guān)系是：保溫漿料中顆粒類保溫材料含量越多、聚合物砂漿含量越少，則保溫層的保溫效率越高、保溫層的強(qiáng)度越低、施工性越差；與之相反，如保溫漿料中顆粒類保溫材料含量越少，聚合物砂漿含量越大，則保溫層的保溫效率越低、強(qiáng)度越高、施工性越好；在工程質(zhì)量與施工技術(shù)方面，應(yīng)充分重視墻基層與保溫層的界面處理，可先用聚合物界面砂漿將墻基層“拉毛”或者在墻基層上抹一層界面砂漿，不等界面砂漿表干，接著抹保溫砂漿，這樣會(huì)有利于發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料與墻體的粘附，能防止保溫層因粘附力差，出現(xiàn)空鼓、脫落。有些墻基層特別干燥，又特別是紅磚墻、空心磚等，可以在施工前噴水潤(rùn)濕基層，以減弱其吸水能力，因?yàn)檫@些材料的吸水性較強(qiáng)，吸水率較高，會(huì)影響保溫層的附著力。如果要在顆粒類保溫層上貼瓷磚，除了施工從嚴(yán)要求外，顆粒類保溫材料在漿料中的比例應(yīng)適當(dāng)減少些，適當(dāng)增加保溫層的厚度（增加保溫系數(shù)），提高保溫層的強(qiáng)度及承重能力，確保安全穩(wěn)固性。

　　以上也適用于中空�；�微珠保溫漿料、膨脹珍珠巖保溫漿料、高效無(wú)機(jī)復(fù)合類等保溫節(jié)能工程。從材料系統(tǒng)分析，保溫系統(tǒng)中的任何一種材料的功能及特性都是有限的，如何加深對(duì)各種相關(guān)原材料的性質(zhì)、作用機(jī)理、相互間關(guān)系的分析與研究，科學(xué)選材、合理用材這一點(diǎn)是很重要的，其次是工程技術(shù)上的研究，產(chǎn)品質(zhì)量再好，如工藝不合理、工藝上不完善、工程質(zhì)量管理不到位，都會(huì)影響整個(gè)保溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其功能的正常發(fā)揮。

        在工程質(zhì)量管理方面，各地應(yīng)開(kāi)展一些針對(duì)性強(qiáng)的技術(shù)研究會(huì)、技術(shù)交流會(huì)、技術(shù)培訓(xùn)班，包括施工單位、施工人員的技術(shù)培訓(xùn)與資格認(rèn)證管理。

　　保溫層的保溫節(jié)能效率主要靠保溫材料的作用，我國(guó)建筑保溫節(jié)能對(duì)保溫材料的需求量是十分巨大，但任何一種保溫材料的資源都是有限的，我國(guó)面臨的最大難題是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源與環(huán)保問(wèn)題，保溫節(jié)能事業(yè)也不例外。有機(jī)和無(wú)機(jī)保溫材料在性能與作用上也是有一些明顯差異，在資源與環(huán)保方面，無(wú)機(jī)保溫材料優(yōu)于有機(jī)保溫材料，通過(guò)科技手段研制的一些可以循環(huán)利用的新型高效復(fù)合型無(wú)機(jī)保溫材料，還有利用具有保溫效果的廢棄物等，這些材料與技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，會(huì)促進(jìn)我國(guó)建筑保溫節(jié)能事業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

　　我國(guó)的建筑保溫節(jié)能工作將繼續(xù)向前發(fā)展，這是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。筆者認(rèn)為，保溫節(jié)能工作必須面向?qū)嶋H需要，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候特征、建筑物的用途、建筑主體材料構(gòu)成、資源優(yōu)勢(shì)及資源循環(huán)利用、安全保障、人居與環(huán)保的需要等，來(lái)選擇針對(duì)性、適用性較強(qiáng)的保溫材料及系統(tǒng)，不能盲目發(fā)展。

　　在保溫材料的發(fā)展方面，雖然會(huì)有更多的新型材料涌現(xiàn)出來(lái)，但現(xiàn)有的一些保溫材料不會(huì)很快被淘汰，如利用粉碎后的廢棄泡沫塑料來(lái)生產(chǎn)保溫砂漿等一切與資源利用和環(huán)保相關(guān)的保溫材料和系統(tǒng)等，不應(yīng)該被淘汰。天津、上海等一些省市在新型保溫材料推廣與應(yīng)用上，進(jìn)展比較快。

　　保溫材料和技術(shù)的發(fā)展，重點(diǎn)在于創(chuàng)新，要重點(diǎn)研發(fā)能耗低、保溫效率高、可以循環(huán)利用、生態(tài)性好、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、成本低的復(fù)合型保溫材料，又特別是利用廢棄物方面，很有發(fā)展前途。