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摘要：墙体节能在建筑节能中占有重要地位，本文介绍了几种建筑墙体保温材料的性能和特点，以及目前我国采用的墙体保温技术。
关键词：墙体保温材料 内保温技术 外保温技术
中图分类号：TU111文献标识码： A
一、前言
墙体保温材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。由于材料的高热阻，保温材料阻碍热流进出建筑物。根据设备及管道保温技术通则，在平均温度不大于623K（350度）时，材料的热导率应小于0.14W/（m*K）。保温材料的保温原理主要是利用处于静止状态的空气及大部分气体如二氧化碳、氮气等，其热导率都很低，采用固体材料通过特殊的结构来限制空气的对流性能和透红外线性能，而达到保温的目的。这一原理就决定了保温材料通常具有质轻、疏松、多孔的特点。
二、墙体保温材料的介绍
1 、膨胀珍珠岩及制品
膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料，配合适量胶接剂，如水玻璃、水泥、盐等，经搅拌、成型、干燥、焙烧（一般为650度）或养护而成的具有一定形状的产品。其研究应用比玻璃棉、矿棉晚，但发展速度快。膨胀珍珠岩在一段时期曾受到矿棉产品的冲击，但由于其价格和施工性能上具有的优势，仍在建筑和工业保温材料中占有较大的比重，约为保温材料的44%。白云质泥岩的焙烧熟料和膨胀珍珠岩，添加少量的煅烧高岭石或粉煤灰，制备膨胀珍珠岩保温材料的表观密度在320~350kg/m3之间，抗压强度在0.48~0.62MPa之间，质量含水率在2.1%~2.7%之间，热导率在0.076~0.086W/(m*K)之间，另外，以膨胀珍珠岩作骨料，水玻璃作黏结剂，高岭土、混凝土、粉煤灰和石灰作添加剂，制得一种很好的保温材料，制品的表观密谋在284~340kg/ m3之间，热导率在0.065~0.074 W/(m*K)之间，吸水率在0.24~0.36%之间。
2 、复合硅酸盐保温材料
复合硅酸盐保温材料是一种固体基质联系的封闭微孔网状结构材料，主要是采用火山灰玻璃、白玉石、玄五石、海泡石、膨润土、珍珠岩等矿物材料和多种轻质非金属材料，运用静电原理和湿法工艺复合制成的憎水性复合硅酸盐保温材料。具有可塑性强、热导率低、容重轻、粘接性强、施工方便、不污染环境等特点，是新型优质保温绝热材料。复合硅酸盐保温材料在75%相对湿度，环境温度为28度时的吸湿率为1.8%。其抗压强度大于0.6MPa，抗折强度大于0.4 MPa，在高温600度下抗拉强度大于0.05 MPa。这种材料的粘接强度大，保温层在任何场合都不会因自身重量而脱落。其中海泡石保温涂料是一种新兴的保温材料，具有易吸附空气而使之处于相对稳定状态的链层结构，是一种很好的保温基料。与其他辅料合理配合，即形成硅酸盐保温涂料。海泡石有以下优点：热导率低，一般小于0.07 W/(m*K)（常温），保温涂层薄，有整体性、无毒、无尘、无污染、不腐蚀；适应温度范围为了40~800度，防水、耐酸碱、不燃；施工方便，可喷涂，涂抹，冷热施工均可；不需包扎捆绑，尤其便于异型设备内（如阀门、泵体）的保温，粘接性好；干燥呈网状结构，有弹性，不开裂、不粉化，可用于运转振动的设备保温。将海泡石应用于实际生产，取得很好的经济效益。
3 、酚醛树脂泡沫保温材料
酚醛树脂泡沫具有热导率低、力学性能好、尺寸稳定性优、吸水率低、耐热情性好、电绝缘优良、难燃等优点，尤其适合于某些特殊场子合作隔热保温材料或其他功能性材料。在阻燃民、隔热方面，酚醛树脂可以长期在70~80度相比，具有极大的优越性，同时在耐热方面也优于聚氨酯发泡材料。合成的酚醛树脂可通过控制发泡剂、固化剂和表面活性剂的量而控制发泡体的质量。酚醛树脂与其他材料共混改性，可以制备出性能极其优良的复合保温材料。如以酚醛泡沫塑料为胶接剂，泡沫聚苯乙烯颗粒为填料，结合其他添加剂合成具有力学性能好、难燃、工艺简单和成本低等优良特性的复合材料，它的耐久系数可达到0.82，使用年限可达20年。欧洲，美国。日本等国家和地区在这方面的研究应用已比较成熟。
4、聚苯乙烯塑料泡沫保温材料
聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）是由聚苯乙烯和空气、戊烷作为推进气，经发泡制成。其具有密度范围宽、价格低、保温隔热性能良、吸水性小、水蒸气渗透性低、吸收冲击性好等优点。聚苯乙烯泡沫板及其复合材料由于价格低廉、绝热性能好，热导率小于0.041 W/(m*K)，而成为外墙绝热及饰面系统的首选绝热材料。实验结果可知，平均温度越低，真空聚苯乙烯泡沫的节能百分数越高，保温节能效果越好，这个结果正是制冷保温所需要的。同时聚苯乙烯泡沫主要由碳和氢元素组成，这种聚合物在相当低的温度下（350度）就开始降解，发生断链，形成可燃的单体、二聚物或其他低分子量碎片。因此需要加入阻燃剂以改善聚苯乙烯泡沫易燃的性质。由于聚苯乙烯特殊燃烧机理，阻燃剂一般使用有机溴化物或是磷系阻燃剂，同时加入Sb2O3作为协同剂。研究表明使用十溴二笨乙烷作阻燃剂，可以取得不错的阻燃效果。由于阻燃剂的加入不仅提高生产成本，而且提高热导率，所以在加入阻燃剂时应注意试剂的用量。
5、硬质聚氨酯泡沫保温材料
硬质聚氨酯泡沫（PURF）热导率仅为0.02-0.023 W/(m*K)之间，因此将该材料应用于物的屋顶、墙体、地面，作为节能保温材料，其节能效果将非常显著。如以异氰酸酯、多元醇为基料，适量添加多种助剂的硬质氨酯防水保温材料，其表观密度为35-40 kg/ m3，其抗拉强度在0.2~0.3 MPa之间。
6、纳米孔硅保温材料
随着纳米技術的不断发展，纳米材料越来越受到人们的青睐。纳米孔硅保温材料就是纳米技术在保温材料领域新的应用。组成材料内的绝大部分气孔尺寸宜小于50nm。根据分子运动及碰撞理论，气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子与低温侧的较低速度的分子相互碰撞传递能量。由于空气中的主要成分氮气和氧气的自由程度均在70nm左右，纳米孔硅质绝热材料中的二氧化硅微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时，材料内部就消除了对流，从本质上切断了气体分子的热传导，从而可获得比无对流空气更低的热导率。纳米孔硅的生产工艺一般比较复杂，例如超临界干燥过程制备了二氧化硅气凝胶样品，同时在常温下也制备了具有纳米多孔结构的二氧化硅气凝胶样品。
除上述保温材料外，膨胀蛭石、泡沫石棉、泡沫玻璃、膨胀石墨保温材料、铝酸盐纤维以及保温涂料等在我国也有少量生产的应用，但由于在性能、价格、用途诸多方面的竞争力稍差，在保温材料行业中只起着补充与辅助的作用。
目前，我国建筑墙体保温材料种类包括：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。
三、墙体保温技术
建筑节能要求保证外墙的保温防热性能，而单独使用传统的粘土实心砖和某些新型墙体材料均不能满足要求，必须另加保温层。保温层做在外墙砌体的外侧叫“外保温”，做在外墙砌体内侧叫“内保温”。
1、内保温技术
内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间长，技术成熟，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
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，适用范围广，技术含量高；既能保护主体结构，又能延长建筑物的寿命；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。
目前外墙保温技术采用的有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙保温。
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、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。
该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。另外一种方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。该技术安装费时，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。
2.2聚苯板与墙体一次浇注成型
该技术是在混凝土框一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，混凝土和聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术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主意均匀，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。
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EPS）加工破碎成为0.5-4mm的颗粒，作为轻集料来配置保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层。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为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。
此外，節能保温墙体技术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（也可现场发泡）等填入夹层中，形成保温层。
四、结束语
建筑节能已成为提高全社会能源使用效率的重要环节，也是中国改革和发展
的迫切要求。建筑外围护结构作为建筑运转耗能的最主要部位将构成解决建筑保温节能技术问题的突破口。随着我国新型墙体技术的日益完善与成熟，建筑墙体保温材料必将有着广阔的前景。
参 考 文 献：
[1]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
[2]朱盈豹,保温材料在建筑墙体节能中的应用[M]-北京,中国建材工业出版社，2004
[3]莫磊,新型保温节能复合墙体研究[D]-天津,河北工业大学,2003
关键词：墙体保温材料 内保温技术 外保温技术
中图分类号：TU111文献标识码： A
一、前言
墙体保温材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。由于材料的高热阻，保温材料阻碍热流进出建筑物。根据设备及管道保温技术通则，在平均温度不大于623K（350度）时，材料的热导率应小于0.14W/（m*K）。保温材料的保温原理主要是利用处于静止状态的空气及大部分气体如二氧化碳、氮气等，其热导率都很低，采用固体材料通过特殊的结构来限制空气的对流性能和透红外线性能，而达到保温的目的。这一原理就决定了保温材料通常具有质轻、疏松、多孔的特点。
二、墙体保温材料的介绍
1 、膨胀珍珠岩及制品
膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料，配合适量胶接剂，如水玻璃、水泥、盐等，经搅拌、成型、干燥、焙烧（一般为650度）或养护而成的具有一定形状的产品。其研究应用比玻璃棉、矿棉晚，但发展速度快。膨胀珍珠岩在一段时期曾受到矿棉产品的冲击，但由于其价格和施工性能上具有的优势，仍在建筑和工业保温材料中占有较大的比重，约为保温材料的44%。白云质泥岩的焙烧熟料和膨胀珍珠岩，添加少量的煅烧高岭石或粉煤灰，制备膨胀珍珠岩保温材料的表观密度在320~350kg/m3之间，抗压强度在0.48~0.62MPa之间，质量含水率在2.1%~2.7%之间，热导率在0.076~0.086W/(m*K)之间，另外，以膨胀珍珠岩作骨料，水玻璃作黏结剂，高岭土、混凝土、粉煤灰和石灰作添加剂，制得一种很好的保温材料，制品的表观密谋在284~340kg/ m3之间，热导率在0.065~0.074 W/(m*K)之间，吸水率在0.24~0.36%之间。
2 、复合硅酸盐保温材料
复合硅酸盐保温材料是一种固体基质联系的封闭微孔网状结构材料，主要是采用火山灰玻璃、白玉石、玄五石、海泡石、膨润土、珍珠岩等矿物材料和多种轻质非金属材料，运用静电原理和湿法工艺复合制成的憎水性复合硅酸盐保温材料。具有可塑性强、热导率低、容重轻、粘接性强、施工方便、不污染环境等特点，是新型优质保温绝热材料。复合硅酸盐保温材料在75%相对湿度，环境温度为28度时的吸湿率为1.8%。其抗压强度大于0.6MPa，抗折强度大于0.4 MPa，在高温600度下抗拉强度大于0.05 MPa。这种材料的粘接强度大，保温层在任何场合都不会因自身重量而脱落。其中海泡石保温涂料是一种新兴的保温材料，具有易吸附空气而使之处于相对稳定状态的链层结构，是一种很好的保温基料。与其他辅料合理配合，即形成硅酸盐保温涂料。海泡石有以下优点：热导率低，一般小于0.07 W/(m*K)（常温），保温涂层薄，有整体性、无毒、无尘、无污染、不腐蚀；适应温度范围为了40~800度，防水、耐酸碱、不燃；施工方便，可喷涂，涂抹，冷热施工均可；不需包扎捆绑，尤其便于异型设备内（如阀门、泵体）的保温，粘接性好；干燥呈网状结构，有弹性，不开裂、不粉化，可用于运转振动的设备保温。将海泡石应用于实际生产，取得很好的经济效益。
3 、酚醛树脂泡沫保温材料
酚醛树脂泡沫具有热导率低、力学性能好、尺寸稳定性优、吸水率低、耐热情性好、电绝缘优良、难燃等优点，尤其适合于某些特殊场子合作隔热保温材料或其他功能性材料。在阻燃民、隔热方面，酚醛树脂可以长期在70~80度相比，具有极大的优越性，同时在耐热方面也优于聚氨酯发泡材料。合成的酚醛树脂可通过控制发泡剂、固化剂和表面活性剂的量而控制发泡体的质量。酚醛树脂与其他材料共混改性，可以制备出性能极其优良的复合保温材料。如以酚醛泡沫塑料为胶接剂，泡沫聚苯乙烯颗粒为填料，结合其他添加剂合成具有力学性能好、难燃、工艺简单和成本低等优良特性的复合材料，它的耐久系数可达到0.82，使用年限可达20年。欧洲，美国。日本等国家和地区在这方面的研究应用已比较成熟。
4、聚苯乙烯塑料泡沫保温材料
聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）是由聚苯乙烯和空气、戊烷作为推进气，经发泡制成。其具有密度范围宽、价格低、保温隔热性能良、吸水性小、水蒸气渗透性低、吸收冲击性好等优点。聚苯乙烯泡沫板及其复合材料由于价格低廉、绝热性能好，热导率小于0.041 W/(m*K)，而成为外墙绝热及饰面系统的首选绝热材料。实验结果可知，平均温度越低，真空聚苯乙烯泡沫的节能百分数越高，保温节能效果越好，这个结果正是制冷保温所需要的。同时聚苯乙烯泡沫主要由碳和氢元素组成，这种聚合物在相当低的温度下（350度）就开始降解，发生断链，形成可燃的单体、二聚物或其他低分子量碎片。因此需要加入阻燃剂以改善聚苯乙烯泡沫易燃的性质。由于聚苯乙烯特殊燃烧机理，阻燃剂一般使用有机溴化物或是磷系阻燃剂，同时加入Sb2O3作为协同剂。研究表明使用十溴二笨乙烷作阻燃剂，可以取得不错的阻燃效果。由于阻燃剂的加入不仅提高生产成本，而且提高热导率，所以在加入阻燃剂时应注意试剂的用量。
5、硬质聚氨酯泡沫保温材料
硬质聚氨酯泡沫（PURF）热导率仅为0.02-0.023 W/(m*K)之间，因此将该材料应用于物的屋顶、墙体、地面，作为节能保温材料，其节能效果将非常显著。如以异氰酸酯、多元醇为基料，适量添加多种助剂的硬质氨酯防水保温材料，其表观密度为35-40 kg/ m3，其抗拉强度在0.2~0.3 MPa之间。
6、纳米孔硅保温材料
随着纳米技術的不断发展，纳米材料越来越受到人们的青睐。纳米孔硅保温材料就是纳米技术在保温材料领域新的应用。组成材料内的绝大部分气孔尺寸宜小于50nm。根据分子运动及碰撞理论，气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子与低温侧的较低速度的分子相互碰撞传递能量。由于空气中的主要成分氮气和氧气的自由程度均在70nm左右，纳米孔硅质绝热材料中的二氧化硅微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时，材料内部就消除了对流，从本质上切断了气体分子的热传导，从而可获得比无对流空气更低的热导率。纳米孔硅的生产工艺一般比较复杂，例如超临界干燥过程制备了二氧化硅气凝胶样品，同时在常温下也制备了具有纳米多孔结构的二氧化硅气凝胶样品。
除上述保温材料外，膨胀蛭石、泡沫石棉、泡沫玻璃、膨胀石墨保温材料、铝酸盐纤维以及保温涂料等在我国也有少量生产的应用，但由于在性能、价格、用途诸多方面的竞争力稍差，在保温材料行业中只起着补充与辅助的作用。
目前，我国建筑墙体保温材料种类包括：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。
三、墙体保温技术
建筑节能要求保证外墙的保温防热性能，而单独使用传统的粘土实心砖和某些新型墙体材料均不能满足要求，必须另加保温层。保温层做在外墙砌体的外侧叫“外保温”，做在外墙砌体内侧叫“内保温”。
1、内保温技术
内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间长，技术成熟，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
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，适用范围广，技术含量高；既能保护主体结构，又能延长建筑物的寿命；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。
目前外墙保温技术采用的有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙保温。
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、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。
该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。另外一种方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。该技术安装费时，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。
2.2聚苯板与墙体一次浇注成型
该技术是在混凝土框一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，混凝土和聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术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主意均匀，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。
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EPS）加工破碎成为0.5-4mm的颗粒，作为轻集料来配置保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层。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为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。
此外，節能保温墙体技术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（也可现场发泡）等填入夹层中，形成保温层。
四、结束语
建筑节能已成为提高全社会能源使用效率的重要环节，也是中国改革和发展
的迫切要求。建筑外围护结构作为建筑运转耗能的最主要部位将构成解决建筑保温节能技术问题的突破口。随着我国新型墙体技术的日益完善与成熟，建筑墙体保温材料必将有着广阔的前景。
参 考 文 献：
[1]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
[2]朱盈豹,保温材料在建筑墙体节能中的应用[M]-北京,中国建材工业出版社，2004
[3]莫磊,新型保温节能复合墙体研究[D]-天津,河北工业大学,2003