【摘 要】高效輕質(zhì)的保溫隔熱材料一直是人們所關(guān)注和期望的焦點(diǎn)，可以為建筑提供良好的保溫隔熱措施，有效較少建筑的能源消耗。文章對建筑墻體保溫材料的物理性能和墻體外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了分析和探討，從可持續(xù)發(fā)展的角度，依據(jù)建設(shè)資源節(jié)約型社會的發(fā)展理念，對目前使用較少但前景極為廣闊的無機(jī)建筑墻體保溫隔熱材料的性能和發(fā)展前景進(jìn)行了詳細(xì)說明和分析。
【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；無機(jī)材料；保溫隔熱材料；應(yīng)用分析；前景展望
前 言
節(jié)能是涉及人類可持續(xù)發(fā)展和生存環(huán)境的重要問題，其戰(zhàn)略目標(biāo)不僅是要節(jié)約日益緊張的資源能源，為子孫后代的可持續(xù)發(fā)展提供足夠的條件，造福子孫后代，同時(shí)也是要改善人們賴以生存的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色健康發(fā)展。現(xiàn)代建筑對于能源的消耗十分巨大，建筑節(jié)能是近幾年來世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨勢，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的生長點(diǎn)。根據(jù)國家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，建筑能耗約占社會總能耗的30%，而在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，墻體在采暖能耗中所占的比例是最大的，約為建筑總能耗的32.1%～36.2%，因此，改善墻體的保溫性能成為建筑節(jié)能的重點(diǎn)和關(guān)鍵。
一.墻體對于材料的要求
墻體作為建筑的門戶和重要組成部分，既要作為維護(hù)結(jié)構(gòu)，又要具有節(jié)能效果，因而對墻體本身的材料要求較高，單一種類的材料很難滿足現(xiàn)代建筑對墻體的要求，因此，對于墻體材料的選擇趨向于選擇復(fù)合材料。復(fù)合材料可以同時(shí)具備幾種單一材料的性能和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以產(chǎn)生自身的獨(dú)特性能，在此基礎(chǔ)上，復(fù)合墻體得到了廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展。復(fù)合型墻體一般使用耐火磚或鋼筋混凝土等作為承重墻，并且與絕熱材料復(fù)合；或者使用鋼材或鋼筋混凝土構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)，用薄壁材料夾雜絕熱材料作為墻體主要結(jié)構(gòu)。目前。我國的建筑節(jié)能工程在技術(shù)上形成了外墻內(nèi)保溫、保溫材料夾心保溫、外墻外保溫、單一保溫墻體的節(jié)能體系，其中，外墻外保溫是國家建設(shè)部倡導(dǎo)推廣的主要保溫形式，其保溫的方式最為直接，效果也是最好的，是我國目前應(yīng)用最多的一項(xiàng)建筑保溫技術(shù)，而這些措施和技術(shù)離不開保溫材料的應(yīng)用�；趪覍�(jié)能減排、環(huán)保利廢、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的良性循環(huán)和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，保溫隔熱材料向著輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高效保溫和良好的防火性能的方向發(fā)展。
二.保溫材料的性質(zhì)
建筑保溫材料就自身的性質(zhì)而言可以分為有機(jī)材料和無機(jī)材料兩大類別，這里主要針對無機(jī)保溫材料進(jìn)行分析。
無機(jī)材料，是指將天然礦石進(jìn)行加工處理后形成的輕集料。主要可以分為顆粒狀材料和多孔性材料兩大類，前者包括球形閉孔膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、海泡石等，后者則屬于新型保溫材料，包括加氣混凝土、泡沫玻璃、微孔碳酸鈣等。相對于有機(jī)材料易燃、易老化等缺點(diǎn)，無機(jī)材料的主要特征為：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易老化，使用壽命長；安全性能好，不易燃燒，無毒無害；與既有建筑物同屬硅類產(chǎn)品，材料相容性好，整合為一個(gè)整體，可以有效避免保溫系統(tǒng)的空鼓和脫落。當(dāng)然，性對于有機(jī)材料，無機(jī)材料的保溫性能略遜一籌。
材料的性質(zhì)是決定保溫系統(tǒng)使用壽命的基本因素，無機(jī)保溫材料與建筑可以很好的融為一體，使用壽命長，既對建筑節(jié)能提供長久的服務(wù)，又可免于頻繁更換，有效節(jié)約建筑施工成本。
三.無機(jī)保溫系統(tǒng)墻體的應(yīng)用
無機(jī)不燃型建筑保溫材料目前主要有泡沫玻璃保溫板、硬質(zhì)硅酸鹽保溫板、無機(jī)保溫砂漿和礦（巖）棉質(zhì)品等幾種，還包括出現(xiàn)較晚，沒有被廣泛使用的新型納米孔無機(jī)材料，即二氧化硅氣凝膠。
1.選用性價(jià)比優(yōu)良的材料
無機(jī)保溫砂漿墻體保溫材料的興起，改變了十多年來建筑保溫以有機(jī)材料一統(tǒng)市場的局面，也使無機(jī)保溫材料真正意義上走入了建筑節(jié)能保溫的領(lǐng)域，對提高建筑節(jié)能保溫工程的防火性能與使用壽命，降低工程成本，具有十分積極的意義，符合建筑行業(yè)的發(fā)展需要。
今后的發(fā)展方向上，要抓緊對新型無機(jī)保溫材料的開發(fā)和研究，同時(shí)對已有的無機(jī)保溫材料的特性進(jìn)行深入研究，在建筑上選擇最適合的材料，這里以新型材料二氧化硅氣凝膠為例進(jìn)行分析。
二氧化硅氣凝膠是一種新型納米孔無機(jī)材料，是目前已知的最輕的固體材料，也是迄今為止保溫性能最好的材料，因?yàn)槠渥陨砭哂屑{米多孔結(jié)構(gòu)、低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)、高孔隙率、高比表面積等特點(diǎn)，在600攝氏度之前幾乎不會發(fā)生形態(tài)變化，防火性能優(yōu)良，在航天、醫(yī)學(xué)等特殊行業(yè)的保溫方面應(yīng)用廣泛。氣凝膠多孔材料以水玻璃為原料，經(jīng)過溶膠凝膠的工序制作而成。由于其本身的孔洞率最高可以達(dá)到90%以上，導(dǎo)熱率極低，因而就形成了這種材料極佳的保溫性能。
因?yàn)槭艿皆线x擇、制備工藝、配方系數(shù)、產(chǎn)品成本等多個(gè)方面的限制，氣凝膠在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用還存在著造價(jià)過高和建筑結(jié)構(gòu)不合理的問題，難以充分發(fā)揮其材料自身的優(yōu)越性能，需要我們進(jìn)行更加深入的研究和分析。
2.無機(jī)保溫材料的使用效果
應(yīng)用無機(jī)不燃型的建筑保溫材料，改變多年以來建筑保溫以有機(jī)材料為主的現(xiàn)狀，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能保溫工程的防火功能和使用壽命，實(shí)現(xiàn)成本與能源的雙重節(jié)約，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是我們對于無機(jī)保溫材料的最高要求和最終努力目標(biāo)。
�。�1）使用周期內(nèi)不開裂
有機(jī)化合物由于自身的傳熱系數(shù)與抗裂砂漿的傳熱系數(shù)相差懸殊，在溫度劇烈變化的環(huán)境下，很容易造成自身的開裂和空鼓，同時(shí)，由于有機(jī)化合物本身在70℃的高溫狀態(tài)下容易產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的收縮變形，也會造成墻體節(jié)能保溫系統(tǒng)的嚴(yán)重開裂，影響系統(tǒng)的使用壽命，重新更換也會加大建筑的運(yùn)行成本，與節(jié)能的最終目的背道而馳。而無機(jī)保溫材料耐熱性能較好，與建筑本身的相容性較好，在高溫環(huán)境中，體積收縮率小，形態(tài)變化小，溫度應(yīng)力也較小，產(chǎn)生空鼓和開裂的可能性大大降低，從而提高了節(jié)能保溫系統(tǒng)的使用周期，更加迎合節(jié)能減排的理念。
（2）無板縫冷橋
多數(shù)的有機(jī)化合物材料都是采用預(yù)制板的形式，在施工現(xiàn)場進(jìn)行錨固和拼裝。由于預(yù)制保溫板的收縮變形、溫濕變形以及預(yù)留縫隙本身的存在，常常會造成預(yù)制板相互之間的縫隙冷橋，從而破壞了保溫系統(tǒng)的整體性，嚴(yán)重降低了整體的保溫性能，保溫效率較低。相比之下，無機(jī)保溫材料整體性能好，沒有板縫的存在，因而也就杜絕了冷橋的產(chǎn)生。因此，傳熱系數(shù)較高的無機(jī)保溫材料在墻體使用后的實(shí)際應(yīng)用效果明顯要優(yōu)于有機(jī)保溫材料的實(shí)際應(yīng)用效果。
四.結(jié)語
無機(jī)保溫材料是相對與有機(jī)保溫材料而提出和開發(fā)的，有別與有機(jī)保溫材料，并對其缺點(diǎn)和不足進(jìn)行補(bǔ)充和克服的綠色環(huán)保材料，其節(jié)能保溫的性能和安全性能都較強(qiáng)，但是，由于去自身容重、傳熱系統(tǒng)、使用方法和生產(chǎn)能力等多方面的原因，目前還無法取代有機(jī)化合物保溫材料成為建筑應(yīng)用的主流，只能作為有益而必要的補(bǔ)充。從長遠(yuǎn)方面來看，無機(jī)保溫材料的諸多優(yōu)越性能，在我國夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)的保溫材料市場上，有著其它保溫材料無可比擬的巨大優(yōu)勢。隨著對無機(jī)材料的不斷研究和生產(chǎn)、施工技術(shù)的不斷提高，無機(jī)建筑節(jié)能墻體保溫材料必將成為建筑保溫系統(tǒng)應(yīng)用的主流。
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