建筑材料學職稱范文建筑外墻外保溫材料發展現

　　摘要：本文對不同的外墻外保溫材料的研究與應用現狀進行了闡述。無機保溫材料具有優良的防火性能，是未來防火材料的一個重要發展方向。有機保溫材料，雖然存在防火缺陷，但其保溫系統施工方便，性價比高，應加強其保溫系統的研發。文章同時提出重視建筑系統防火，而不是單純看保溫材料的燃燒性能等級。

　　關鍵詞：外墻外保溫材料,外墻保溫系統,防火,系統防火

　　當前，建筑師在選擇外墻外保溫材料時，常感覺國內建筑外墻外保溫行業呈現比較混亂的狀況，一是市場上沒有成熟可靠的A級保溫材料可以使用，二是合格的A級保溫材料的產能嚴重不足，無法滿足房屋建設和開發的需要。這讓他們在選材時變得左右為難。同時，建筑節能又是我國建筑業面臨的一個重要課題，建筑外保溫防火也形勢嚴峻。因此，對我國現有保溫材料發展現狀進行梳理，根據市場需求開發A級不燃保溫材料，并對部分阻燃性能指標尚不能完全滿足建筑防火安全需要的B1級材料，加強其相應的外保溫系統的研發和應用，都具有重要的現實意義。

　　一、我國外墻外保溫材料發展現狀

　　建筑外墻外保溫材料分類方法多種多樣，按材質可分為無機保溫材料和有機保溫材料，不同的材料具有不同的優缺點。

　　1、無機外墻保溫材料

　　1.1巖棉

　　巖棉是以玄武巖、輝綠巖為主要原料，外加一定數量的輔助料，經過高溫熔融離心吹制成纖維狀的松散材料。具有良好的絕熱、隔冷、吸聲及穩定的化學性能，有不燃、憎水率高、吸濕率低等特點。巖棉作為A級不燃材料，導熱系數在0.040W/(m﹒K)左右。但巖棉板抗拉強度低，國內多數產品質量離散性大，不符合外保溫要求。巖棉制品長期處于高溫高濕環境下時，本身強度會有明顯下降。當外保溫系統做在含有施工水分的外墻上時，保溫材料在墻體干燥階段含濕量會增大，如果高溫同時出現，就可能影響保溫材料的耐久性。另外，巖棉粉塵對施工人員健康也有影響。

　　1.2玻璃棉

　　玻璃棉以石英粉、長石粉、方解石粉、純堿、硼砂為原料，由離心抽絲工藝生產的多孔結構材料，具有密度小、導熱系數低、吸聲性能好、吸濕率低、耐腐蝕等特點，是一種優良的絕熱、吸聲、過濾材料，防火等級為A級，導熱系數在0.038W/(m﹒K)左右。目前，我國規模化應用與開發玻璃棉產品不足，產品品種規格只有幾十種，應用范圍很窄。同國際80%以上應用于建筑領域相比，國內玻璃棉在建筑領域的應用量差距較大。

　　1.3膨脹珍珠巖

　　膨脹珍珠巖是將天然珍珠巖礦石，經過破碎篩選、高溫煅燒，使其體積急劇膨脹制得的多孔白色顆粒狀物質，導熱系數0.028—0.048W/(m﹒K)，具有質量輕、無毒害、隔熱性能好、不燃等優良的物理化學性能及使用成本低廉的特點。但在墻體溫度變化時，易因吸水膨脹產生鼓泡、開裂現象，降低材料的保溫性能。另外，由于該材料多出于珍珠巖與水泥結合體，存在難以解決的強度與導熱系數之間的矛盾，這些給其作為建筑保溫材料帶來了致命的缺陷。現階段，國內膨脹玻化珍珠巖均采用電膨脹爐生產，由于存在產量低、生產成本和產品售價高等問題，很難解決建筑市場目前的供需矛盾。

　　1.4硅酸鈣

　　硅酸鈣保溫材料是一種以水化為主要成分并摻以增強纖維的保溫材料，具有體積密度小，耐高溫和強度大的特點。導熱系數0.055—0.062W/(m﹒K)，我國生產硅酸鈣絕熱材料原料豐富，但我國硅酸鈣制品易出現破損率高、回收率低，吸水率高等缺點。

　　1.5膨脹玻化微珠

　　膨脹玻化微珠是一種酸性玻璃質熔巖礦物質，經過特種技術處理和生產工藝加工形成內部多孔、表面玻化封閉，呈球狀體細徑顆粒，具有優異的絕熱、防火、吸聲性能，是一種高性能的新型無機輕質絕熱材料。導熱系數0.028—0.048W/(m﹒K)，同樣，由于存在產量低、生產成本和產品售價高及施工復雜等問題，該產品很難解決建筑市場目前的供需矛盾。

　　無機保溫材料主要由天然礦物構成，此類材料屬于不燃性材料，自身不存在防火安全性問題，是未來防火材料的一個重要發展方向。但是，普遍存在強度低、整體性差、吸水率高、凍融性差等問題，且制備工藝復雜，生產成本較高。因此，為利用無機保溫材料的優良防火性能，尚需對其進一步地探索與研究。

　　2、有機外墻保溫材料

　　2.1模塑聚苯乙烯泡沫塑料板

　　模塑聚苯(EPS)板是以含有揮發性液體發泡劑的可發膨脹性聚苯乙烯顆粒為原料，經加熱發泡后，在磨具中加壓成型的具有微細閉孔結構的泡沫塑料板材，化學性能穩定，不降解，使用耐久性好。導熱系數長期穩定，不隨時間改變。密度為18—22kg/m3時，導熱系數一般不大于0.038W/(m﹒K)，抗拉強度高。由于生產使用中不散發CFCs和HCFCs，不含營養物質，不會滋生霉菌和微生物，施工和使用過程中對人體健康無害，可循環利用。目前，國內關于EPS的研究主要集中在通過添加阻燃劑納米化工藝處理、設計聚合物的分子質量、選擇特定比例組成的發泡劑及篩選具有調節聚合物分子間作用力的添加劑，將EPS的防火等級提高到B1級。摻加石墨的灰色EPS板可降低紅外線輻射傳熱，導熱系數≤0.032W/(m﹒K)，燃燒性能級別B1級。

　　EPS薄抹灰外墻外保溫系統是國內外使用最普遍、技術上最成熟的外保溫系統。具有優越的保溫隔熱性能、良好的防水性能及抗風壓、抗沖擊性能，能有效解決墻體的龜裂和滲漏水問題，構造簡單可靠。改變EPS板的厚度，即可滿足各地區節能要求，性價比最高。防護層維修簡便，正常維修后可與建筑物同壽命。是保溫節能建筑設計和建筑施工單位常用的隔熱體系。

　　2.2擠塑聚苯乙烯泡沫板

　　擠塑聚苯乙烯泡沫板簡稱擠塑板(XPS板)。是以聚苯乙烯(PS)樹脂為原料的連續性閉孔發泡的硬質泡沫塑料板，具有高抗壓、吸水率低、防潮、不透氣、質輕、耐腐蝕、導熱系數低等優異性能。與EPS聚苯乙烯泡沫塑料板相比，其強度、保溫、抗水汽滲透性能有較大提高。XPS板導熱系數一般在0.030W/(m﹒K)上下，低于EPS板，但會隨時間而增大。生產XPS泡沫常用的發泡劑主要為HCFC222和HCFC2142b，這兩種發泡劑是消耗臭氧層的物質，同時也是很強的溫室氣體，因此，XPS泡沫行業面臨著巨大的環保壓力。

　　XPS板與EPS板外保溫系統的構造相同。XPS板不易粘貼，粘結XPS板及做抹面層前，需先在XPS板表面涂界面劑。尺寸穩定性不如EPS板。工程中開裂、空鼓、甚至脫落情況并不鮮見。

　　2.3聚氨酯

　　硬泡聚氨酯(PUR)是一種非常優秀的隔熱保溫材料，具有質量輕、熱導率低、耐熱性好、耐老化、容易與基材粘結、燃燒不產生熔滴的優異性能。

　　聚氨酯板密度宜大于35kg/m3，導熱系數一般在0.024W/(m﹒K)上下。在常用絕熱材料中導熱系數是最低的，但會隨時間而增大。硬泡聚氨酯板產品性能與配方和生產工藝關系很大，因而產品質量差異性大。硬泡聚氨酯板與EPS板外保溫系統的構造相同。用膠粘劑將聚氨酯板粘結在外墻上，聚氨酯板表面做玻纖網增強薄抹面層和飾面涂層。這種系統用于低能耗建筑和要求節能率較高的建筑時具有一定的優勢。

　　2.4酚醛泡沫板

　　酚醛泡沫板(PF)被譽為保溫之王，其作為建筑節能保溫材料，具有導熱系數低、保溫隔熱效果好、不然防火、防水透氣、粘接性良好、剛性大、抗剝離強度高及化學穩定性好，無毒、無味、無害等優點。酚醛板作為建筑外墻保溫材料，已在國外廣泛投入使用，但目前我國在民用建筑中應用并不很多。

　　有機保溫材料具有質輕、導熱系數低，但這些材料的防火安全性較差。隨著“系統防火”的提出，認為建筑的保溫防火，不單單必須滿足“材料防火”，而是著眼整個外墻外保溫系統，著眼整個系統的防火性能可與A級不燃材料外墻外保溫“等效”。因此，加強有機材料相應的外保溫系統構造的研發和應用是十分必要的。實踐證明，我國20年來大量使用中的外保溫系統建筑，發生火災的工程屈指可數，由此造成的損失也是很輕微的。

　　二、建筑防火的基本理念

　　建筑防火的基本理念首先是盡可能地預防火災的發生，其次是當意外火災發生時，建筑物內的人員應有相對充足的時間得到疏散或解救，且應盡可能避免因火焰的蔓延而導致不應有的財產損失。為實現上述理念，各國政府都制定了相應的國家標準來規范建筑物的設計和建造，以保證一旦火災發生時：建筑物的承重結構在一定的時間內，不會因火焰的作用失去承載能力或穩定性，保證建筑物在一定的時間段內不倒塌，建筑物內人員可以及時地通過合理的安全出口和通道疏散，火災中產生的煙氣能及時排除，不進入逃生通道，以及消防和救護人員亦可通過此通道有效地實施滅火和救援，避免造成人員傷亡等等。

　　因此，建筑防火要從建筑構造防火的角度來分析系統的防火性能，重視建筑系統防火，而不是單純看保溫材料的燃燒性能等級。同時要重視施工現場的安全管理，從目前國內發生的火災看，施工期間發生的火災占90%以上。建筑物使用過程的防火與施工過程的防火是兩個不同范疇的概念，應區別對待。不能把建筑物外墻保溫材料因工地防火管理不善造成的火災完全歸咎于使用了可燃的保溫材料，應科學分析，從保溫材料的選用、建筑系統防火構造、現場施工管理等多方面加強監管，以確保施工過程中的防火安全。

　　結語：

　　1、不同的外墻外保溫材料，其性能也各有優勢與缺陷。

　　2、無機保溫材料具有優異的防火性能，是未來防火材料的一個重要發展方向，但普遍存在強度低、吸水率高、凍融性差、生產工藝復雜、成本較高等問題，需要對其進一步探索與研究。

　　3、有機保溫材料，雖然存在一些防火缺陷，但其外保溫系統實踐證明技術成熟，施工方便，性價比高，應加強其外保溫系統的研發。

　　4、應從建筑構造防火的角度來分析系統的防火性能，重視建筑系統防火，而不是單純看保溫材料的燃燒性能等級。