我國外墻保溫板的發(fā)展?fàn)顩r及前景
關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能,外墻保溫板,發(fā)展前景
前言
建筑物是世界上最大的能源消耗之一，其消耗的能源和釋放的溫室氣體量占世界能源總消耗量的四分之一到三分之一。近年來，能源價格上升、電力需求猛增以及對環(huán)境的日益關(guān)注等諸多因素，以促使建筑節(jié)能日益受到人們的廣泛關(guān)注。在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，墻體在采暖能耗中所占的比例最大，約占總能耗的32.1%～36.2%，因此，如何改善墻體的保溫性能成為重中之重。
1.外墻保溫板定義
保溫板材就是把一般的保溫砂漿進行成型養(yǎng)護，制成板使用，然后通過一定數(shù)量的錨栓和粘結(jié)膠使其固定在建筑維護結(jié)�的外表面形成保溫系統(tǒng)。保溫板材高強質(zhì)輕、隔熱保溫，它既能夠在工廠預(yù)制，實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，提高勞動生產(chǎn)率;又能夠在施工現(xiàn)場裁剪、拼裝，提高施工效率。合理有效利用保溫板材，構(gòu)造良好的保溫系統(tǒng)，必將實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。
外墻保溫板的主要作用是把建筑物的內(nèi)部溫度始終保持在最佳狀態(tài)，而盡量減少能量損失，即散熱。外墻保溫板把建筑物外表“包裹”保護起來，在滿足了建筑物的保溫性能的同時，大大延長了建筑物的壽命。外墻保溫板是新建筑最好的外墻防護體系，也是老建筑物最好的維修體系。伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，房屋建筑業(yè)也取得了顯著的成就，外墻保溫板在我國房屋建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.國內(nèi)外墻保溫板材的發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)80年代前，我國的外墻外保溫技術(shù)發(fā)展相當(dāng)緩慢，輕質(zhì)保溫板材品種也非常少，但經(jīng)過國內(nèi)一些科研機構(gòu)和科研工作者30多年堅持不懈的努力，尤其是近20年，建筑外墻輕質(zhì)保溫板材的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，保溫板材在規(guī)格品種、質(zhì)量、數(shù)量、性能及應(yīng)用等方面都獲得了巨大的發(fā)展。本文選擇國內(nèi)幾種主流墻體保溫板品種來簡單說明下我國外墻保溫板材的發(fā)展?fàn)顩r[1]。
2.1聚苯乙烯泡沫塑料板材
聚苯乙烯泡沫塑料板材分為膨脹性EPS板和連續(xù)性擠出型XPS板兩種。EPS板(又稱苯板)是可發(fā)性聚苯乙烯板的簡稱，是由原料經(jīng)過預(yù)發(fā)、熟化、成型、烘干和切割等制成。它既可制成不同密度、不同形狀的泡沫制品，又可以生產(chǎn)出各種不同厚度的泡沫板材，廣泛用于建筑、保溫、包裝、冷凍、日用品，工業(yè)鑄造等領(lǐng)域;擠塑板XPS保溫板就是擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板，它是以聚苯乙烯樹脂為原料加上其他的原輔料與聚含物，通過特殊工藝加熱混合同時注入催化劑，然后連續(xù)擠塑壓出成型而制造的硬質(zhì)泡沫塑料板。與EPS板材相比，XPS板是第三代硬質(zhì)發(fā)泡保溫材料，從工藝上它克服EPS板繁雜的生產(chǎn)工藝，具有EPS板無法替代的優(yōu)越性能，XPS具有完美的閉孔蜂窩結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)讓XPS板有極低的吸水性(幾乎不吸水)、防潮、不透氣、輕質(zhì)、耐腐蝕、低熱導(dǎo)系數(shù)、高抗壓性、抗老化性(正常使用幾乎無老化分解現(xiàn)象)、使用壽命長等優(yōu)異性能的節(jié)能環(huán)保型保溫材料。但這兩種產(chǎn)品屬于有機類材料，防火等級不高、易燃，耐久性差，而且施工時表面需要處理，不易施工。
2.2石膏類板材
目前市場上常用的石膏類輕質(zhì)板材墻體品種非常多，它不但可以被加工成單體板，如紙面石膏板隔墻、纖維石膏板隔墻、增強石膏空心條板隔墻等，而且可制作成復(fù)合夾芯板。由于石膏具有防火、輕質(zhì)、隔聲、抗震性好等特點，石膏類板材在內(nèi)墻板中占有較大的比例，但是由于石膏是氣硬性材料，耐水性較差，若用于外墻外保溫需要做防水處理。紙面石膏板以熟石膏為主要原料，摻入適量的添加劑和纖維作板芯，以特制的紙板做護面，連續(xù)成型、切割、干燥等工藝加工而成，適用于建筑物的非承重墻、內(nèi)隔墻和吊頂，也可以用于活動房，民用住宅，商店、辦公樓等;纖維石膏板是以石膏為主要原料，以玻璃纖維或紙筋等為增強材料，經(jīng)鋪漿、脫水、成型、烘干等加工而成，一般用于非承重內(nèi)隔墻、天棚吊頂、內(nèi)墻貼面等;石膏空心板是最為常見的石膏類板材，它以磷石膏為主要原料，加入少量增強纖維，并以水泥、石灰、粉煤灰等為輔助材料，經(jīng)澆筑成型、脫水烘干制成。因其具有質(zhì)輕高強、隔熱防火、節(jié)能環(huán)保、施工方便等優(yōu)點，適用于高層建筑、框架輕板建筑及其他各類建筑的非承重內(nèi)隔墻。
2.3水泥類板材
水泥類板材是以水泥為主要原材料加工生產(chǎn)的一種建筑平板，是一種介于石膏板和石材之間、可自由切割、鉆孔、雕刻的建筑產(chǎn)品，以其優(yōu)于石膏板、木板的防火、防水、防腐、防蟲、隔音性能和遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石材的價格而成為建筑行業(yè)廣泛使用的建筑材料。水泥類板材既有預(yù)制的，也有現(xiàn)澆的，廣泛用于建筑外墻、內(nèi)隔墻、樓板和屋面板等。但是由于普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)(1.52W/( m・K))較大，產(chǎn)生較大的墻體熱損值，不能很好的滿足建筑節(jié)能要求，因此此類板需要進行保溫處理。通常的做法是加氣、發(fā)泡、加入輕骨料或做成夾芯復(fù)合板來實現(xiàn)保溫隔熱，達到建筑節(jié)能的目的。水泥類板材的典型代表是發(fā)泡水泥板，其主要材料是普通硅酸鹽水泥，加入雙氧水、硬鈣、聚丙烯纖維、粉煤灰和水泥發(fā)泡劑等攪拌融合發(fā)泡而成[2]。發(fā)泡水泥保溫板是目前市場上墻體保溫和墻體保溫防火隔離帶較理想的保溫材料，其具有導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果好、防水防火、與墻體粘結(jié)力強、強度高、無毒害放射物質(zhì)、綠色環(huán)保等優(yōu)點，能滿足我國夏熱冬冷地區(qū)建筑維護結(jié)構(gòu)節(jié)能65%的要求。
2.4膨脹珍珠巖類板材
膨脹珍珠巖類板材是以膨脹珍珠巖為輕集料，以水泥等為膠凝材料，加入一定量的添加劑，經(jīng)攪拌、成型干燥、常溫養(yǎng)護而成的具有規(guī)則形狀的板材。膨脹珍珠巖類板材的耐熱性、吸聲性能好，導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、抗腐蝕性好，還具有電絕緣性，但是其體積收縮大、吸水率高、易空鼓開裂、后期的保溫效果還會下降，多用于建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱。
2.5纖維增強復(fù)合材料保溫板材
纖維增強復(fù)合材料保溫板是一種新型外墻保溫板，具有輕質(zhì)高強、保溫隔熱性能好、粘結(jié)強度高、防火性能好、耐候等優(yōu)點，既克服了膨脹珍珠巖類板材吸水率高，攪拌時體積收縮大，后期保溫效果下降和易空鼓開裂的缺點，又彌補了聚苯乙烯泡沫塑料板材耐久性差、易燃、防火性能差，高溫時產(chǎn)生有害氣體等缺陷[3]。此外，纖維增強復(fù)合材料保溫板與聚苯顆粒保溫砂漿相比，解決了聚苯顆粒保溫砂漿冬季不宜施工的問題，避免了工人在現(xiàn)場的拌和施工。此類板材既可以作為單一保溫材料應(yīng)用，就是以聚苯顆粒為輕集料，以水泥、石膏、石灰和粉煤灰等為膠凝材料，加入一定量的可再分散乳膠粉、抗裂纖維、憎水劑等添加劑，經(jīng)攪拌、發(fā)泡、成型干燥、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護成具有規(guī)則形狀的制品;又可以與巖棉、聚氨酯等材料用特定的膠粘劑粘合成聚苯顆粒保溫復(fù)合板。纖維增強復(fù)合材料保溫板能在工廠大規(guī)模預(yù)制，在施工現(xiàn)場拼裝，易于實現(xiàn)機械化，具有良好的應(yīng)用前景。但其制作工藝較復(fù)雜，造價相對較高。 2.6復(fù)合墻體類板材
復(fù)合墻體類保溫材料是近年來新興的一種集合外墻保溫、承重、裝飾于一體的材料[4]。目前復(fù)合墻體類板材主要有鋼絲網(wǎng)水泥類夾芯復(fù)合板材、彩鋼夾芯板材、加氣混凝土板、混凝土復(fù)合保溫板、纖維增強水泥復(fù)合板等。
(1)鋼絲網(wǎng)水泥類夾芯復(fù)合板材是以兩片鋼絲網(wǎng)將聚氨酯、聚苯乙烯、脲醛樹脂等泡沫塑料、輕質(zhì)巖棉或玻璃棉等芯材夾在中間，兩片鋼絲網(wǎng)間以斜穿過芯材的“之”字形鋼絲相互連接，形成穩(wěn)定的三維桁架結(jié)構(gòu)，然后再用水泥砂漿在兩側(cè)抹面，或進行其他飾面裝飾。它輕質(zhì)高強、隔熱、隔聲、防火、防潮、防凍、防震等優(yōu)質(zhì)性能，但其導(dǎo)熱系數(shù)較高、耐久性差、防火性能差。鋼絲網(wǎng)水泥類夾芯復(fù)合板材在保證一定保溫性能的基礎(chǔ)上使墻體的厚度減薄，重量減輕，可用于房屋建筑的內(nèi)隔墻、圍護外墻、保溫復(fù)合外墻、樓面、屋面及建筑夾層等。
(2)彩鋼夾芯板材是以硬質(zhì)泡沫塑料或結(jié)構(gòu)巖棉為芯材，在兩側(cè)粘上彩色壓型鍍鋅鋼板，其中外露的彩色鋼板材料表面涂以高級彩色塑料涂層。彩鋼夾芯板材能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，具有整體性能好、抗震性能好、施工速度快、外形美觀、靈活多變等優(yōu)點，但其導(dǎo)熱系數(shù)較高、防火性能差，多用于各類工業(yè)民用建筑中加層、大跨度和活動房等。
(3)加氣混凝土板全稱蒸壓加氣混凝土板，是以硅質(zhì)材料和鈣質(zhì)材料為主要原料，以鋁粉為發(fā)氣材料，配以經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)片，經(jīng)加水?dāng)嚢琛沧⒊尚�、預(yù)養(yǎng)切割、蒸壓養(yǎng)護制成的多氣孔板材。加氣混凝土板具有良好的不燃性能，能夠隔熱、隔聲、防火、防潮、防凍、防震等，但是其質(zhì)量較重、高層施工較難。適用于民用及工業(yè)建筑物的屋面板、非承重墻外墻和內(nèi)隔板墻，也可用拼裝外墻板，不能用于建筑防潮層以下的外墻以及長期處于浸水和化學(xué)侵蝕的環(huán)境。
(4)混凝土復(fù)合保溫板是由鋼邊框、加強肋、發(fā)泡水泥芯材、鋼絲網(wǎng)、上下高強度水泥面層(含玻纖網(wǎng))復(fù)合而成的新型建筑板材。混凝土復(fù)合保溫板強度高、絕熱性能好、抗震性能優(yōu)越、施工方便、尺寸穩(wěn)定性好，而且具有良好的不燃性能，但是其保溫層耐久性差、后期保溫效果難以保證。主要用于裝配式民用住宅大板建筑以及整體預(yù)應(yīng)力裝配式板柱結(jié)構(gòu)建筑物。
(5)纖維增強水泥復(fù)合板[1]是以水泥凈漿、砂漿或混凝土為基體，以非連續(xù)的短纖維或連續(xù)的長纖維作增強材料，經(jīng)加水?dāng)嚢琛沧⒊尚�、預(yù)養(yǎng)切割而成的墻體板材。纖維增強水泥復(fù)合板厚度小、質(zhì)量輕、抗拉強度和抗沖擊強度高、耐冷熱、不受氣候變化影響、易加工、不燃，但是其燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體，對人體產(chǎn)生危害。因其造型豐富、外墻表面形狀和線條多樣、明快、安裝施工方便等特點，它被廣泛應(yīng)用于各類建筑的墻體外掛式保護板。
2.7真空隔熱板
真空隔熱板(Vacuum Insulation Pane， VIP 板)[5]是真空保溫材料中的一種，由隔熱較好的填充材料(如玻璃纖維、氣相二氧化硅和聚氨酯等)與真空保護表層復(fù)合而成，它能有效地避免空氣對流引起的熱傳遞，從而導(dǎo)熱系數(shù)得到大幅度地降低，一般小于 0.0035W/(m・K)，僅為聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的1/4～1/6，并且不含有任何 OD(消耗臭氧層)材料，是目前世界上最先進的高效保溫材料。真空隔熱板導(dǎo)熱系數(shù)低、輕質(zhì)高強、施工方便，并且比較薄，可用于外墻內(nèi)保溫，節(jié)省使用面積。但是真空隔熱板造價高，僅在冰箱、冰柜、熱水器、冷藏集裝箱等行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，在建筑保溫市場上還沒推廣開來，處于初級階段。
3.我國外墻保溫板發(fā)展前景
隨著外墻保溫板市場的發(fā)展，保溫板行業(yè)慢慢會走向規(guī)范化，技術(shù)、產(chǎn)品、品牌、渠道、競爭環(huán)境都會得到改善。我國的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)由以前的30%提高到50%，北京、上海等部分一級城市的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求達到65%。由于此次標(biāo)準(zhǔn)的頒布受到國家相關(guān)部門的高度重視，各地對房地產(chǎn)、建筑行業(yè)進行了重點部署，出臺多條相關(guān)政策，甚至對不達標(biāo)的建筑不予通過審核。這給整個建筑外墻保溫板產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機遇。
建筑外墻保溫板是近兩年剛開始普及的一個產(chǎn)業(yè)，除在直轄市、省會城市等經(jīng)濟較發(fā)達的城市，國家開始強制性地要求住宅和公共建筑必須進行節(jié)能保溫外，全國大部分的地級和地級以下的城市還沒有明確要求。而在省會城市等地，很多地方也是剛剛開始響應(yīng)國家的政策，推廣節(jié)能保溫板，全國還存在著大部分的空白市場。即使是北京、天津已經(jīng)普及建筑外保溫墻板的城市，市場競爭也剛開始，還處在初期階段，競爭并不太激烈。
在各種外墻保溫板不斷充斥市場的情況下，應(yīng)大力發(fā)展輕質(zhì)高強、保溫隔熱、防火阻燃、耐久性強、綠色環(huán)保的新型保溫板材，如應(yīng)大力發(fā)展目前在建筑外墻使用較少的真空隔熱板、防火等級較高的纖維增強復(fù)合材料保溫板、多功能復(fù)合保溫板等。外墻保溫板行業(yè)具備了朝陽產(chǎn)業(yè)的明顯特征：新興產(chǎn)業(yè)，行業(yè)發(fā)展速度較快，利潤較高，市場需求量大，發(fā)展前景廣闊。
4.結(jié)語
能源危機日益加劇，建筑節(jié)能迫在眉睫。大力發(fā)展研究新型外墻外保溫板材，并加之合理有效地利用，終將實現(xiàn)建筑節(jié)能65%的目標(biāo)。
參考文獻
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