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建筑领域10大绝热材料,你都了解吗?

随着建筑节能的不断发展,建筑结构的保温、隔热作为建筑节能的重要部分,已经成为我国节能建筑技术研究和应用的新领域。据有关统计证明,建筑能耗约占社会总能耗的28%左右。因此大力发展以绝热保温材料为基础的新型节能建筑材料,对实现我国21世纪经济和社会可持续发展有着现实和深远的意义。

一般建筑节能的屋面、墙体都要进行绝热保温,墙体的保温型式有三种,即墙体内保温、墙体外保温、墙体夹芯保温。墙体内和墙体夹芯保温多选用无机材料绝热制品,墙体外保温则无机、有机材料均可选用。

不同建筑结构上要选用不同性能的绝热材料。比如在竹、木结构中,禁止使用有机绝热材料;在轻钢结构、钢结构的建筑中,应优先选用无机绝热材料;在混凝土结构建筑中选用无机、有机绝热材料均可。

以下是目前在建筑领域应用广泛的十大绝热材料:

01 矿物棉

矿物棉主要指岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝棉及其制品,具有体积密度小、导热系数低,不燃、耐热、抗冻、耐腐蚀、不怕虫蛀、良好的化学稳定性等特点。

从20世纪50年代起,矿物棉主要用于工业绝热。现在广泛应用于各类建筑物中,已经形成一个比较完善的产品体系,产品种类有毡、板、管壳、块、垫、绳、板等。矿物棉是我国工业和建筑主要的绝热隔音材料,在我国西部、北部采暖地区,特别是农村和贫困地区的采暖建筑具有良好应用前景。

岩棉
 

02 隔热棉

隔热棉是指将废旧棉织物(如牛仔裤)采用无毒、防火、驱虫的硼进行处理再处理得到的保温隔热材料。隔热棉不仅在环境和健康安全方面赢得了荣誉,还具有比其他多种绝热材料更好的性质。

隔热棉适合用在在寒冷气候下,保持房屋内部的温度。隔热棉为平板状,安装方式与竹纤维绝热材料的安装相似。安装隔热棉时不需要佩戴呼吸口罩以及安全设备,也没有产品要求的警告标签。
 

03 反射绝热材料

反射建筑绝热材料主要由透明性好的树脂和高反射率填料组成,常用的高反射率填料为玻璃空心微珠。玻璃微珠也称多功能空心添加剂,颗粒呈圆形或近似圆形,表面为光滑坚硬、结构致密的玻璃体,对各种液体介质几乎不吸收,能够很好地反射光、热等入射波,且其密度低、导热系数小、传热隔绝性能佳。

反射建筑绝热通常用于屋顶椽子、墙体或楼盖搁栅,利用材料对光和热的高反射作用,使太阳照射到材料上的大部分能量得到反射,而不是被材料吸收;同时,由于导热系数很小,绝热性能很好,阻止了热量通过材料的传导。
 

04 辐射屏蔽

辐射屏蔽建筑绝热材料是指利用材料提高建筑区域热辐射,把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波发射到空气中,从而达到隔热降温效果,使得建筑物表面温度比周围环境温度低。该类型绝热材料不同于其他绝热材料,辐射屏蔽材料只能高效减慢但不能阻挡热能传递。

辐射屏蔽绝热材料通常安装在阁楼上,目的是在夏天减少热量摄取,以及冬天热量损耗,在夏热冬暖和夏热冬冷地区建筑使用辐射屏蔽绝热材料可有效提高居住热舒适度。
 

05 喷涂聚氨酯泡沫

喷涂聚氨酯泡沫是一种绝热泡沫塑料,利用聚氨酯现场成型快、自粘结力强的特点,以液体形式直接在建筑外墙上进行喷涂成型,它结合了喷涂工艺的高效性和聚氨酯泡沫材料的优异绝热性能。

聚氨酯泡沫的绝热性能是目前所有合成材料中最优异的,并具有极佳的耐磨性、防水性,是目前国际上公认的性能较理想的绝热保温材料;其热导率低,大概是EPS的1/2,是目前绝热保温材料中热导率最低的材料。

目前在欧美等发达国家和地区,利用聚氨酯材料应用于建筑物屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等作为绝热保温材料,占建筑绝热保温材料的49%;而在中国这一比例尚不足10%。
 

06 挤塑聚苯乙烯

挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(extruded polystyrene,XPS)系国外20世纪50、60年代开发出的一种新型绝热材料,具有导热系数低、吸水率低、抗压强度高等特点,因而具有优异和持久的绝热功能、独特的抗蒸汽渗透性、极高的压缩强度,且易于加工安装。XPS的生产过程是将熔化了的聚苯乙烯树脂或其共聚物和少量添加剂、发泡剂在特定的挤出机中加热挤出,经压辊延展并在真空成型区(也有的工艺不需要真空成型)中冷却。

XPS在建筑领域的应用主要有(1)复合墙体中的隔热保温材料;(2)建筑物地下墙体基础;(3)屋面内保温和外保温;(4)屋顶绝热保温;(5)公路、机场跑道、停车场等需要防止路面返浆,又要抗压的场所;(6)冷库等低温储藏设备。
 

07 发泡聚苯乙烯

发泡聚苯乙烯(Expanded polystyrene,EPS)是由聚苯乙烯树脂及其他添加剂采用真空挤压工艺而成的具有连续闭孔蜂窝结构的聚苯乙烯材料。EPS具有98%以上的闭孔率,因而保温隔热效果明显,具有持久极低的导热系数,同时具有持久的热阻保留率,该材料55年后热阻保留率在85%以上。

与XPS相比较,就保温材料的保温经济效果而言,EPS要比XPS经济性好。我国的绝热材料市场起步相对较晚,有机类绝热材料开始广泛应用于建筑行业之初,用量最大的就是EPS,随着经济的发展及XPS更优异的性能,未来的EPS市场可能很大一块将被XPS取代。
 

08 聚异三聚氰酸脂绝热材料

聚异三聚氰酸脂是一种由闭孔泡沫组成的塑料。泡沫内部是低导电性气体,R值在R-5。6至R-8之间。随时间推移,气体会泄露,从而降低R值。

聚异三聚氰酸脂绝热材料有几种不同形式:液态、喷洒泡沫以及硬质泡沫板。还可以做成不同饰面阵列的复合绝热板。通常而言,直接泡沫比安装泡沫板更加便宜,且性能更佳,因为液体泡沫可覆盖所有表面。
 

09 纤维玻璃绝热材料

纤维玻璃是指玻璃经高温融合加工成的纤维状物质,直径达10微米左右,具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高、不燃的特点,材料物美价廉。

纤维玻璃有两种类型:纤维玻璃松散填充绝热材料和纤维玻璃绝热材料(不同密度、宽度和长度;平板状或卷筒状)。

纤维玻璃绝热材料常见于气管、水管、屋顶、墙壁和地板。
 

10 竹纤维绝热材料

竹纤维也称竹原纤维,有别于化学竹粘胶纤维(竹浆纤维、竹炭纤维),是从竹子茎部取得的韧皮纤维。竹纤维具有抗静电、隔音隔热、绝缘性好、耐热性强等特点,能显著提高建筑的能源效率。

据竹纤维产业网研究表明,单独的气泡和密闭间隙是起不到吸声作用的,在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸越大,导热系数越大,互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高。而竹纤维细胞薄壁中空及多孔的结构特征,使其具有较强的隔音隔热能力。此外,竹纤维本身不带自由电荷,所以具有抗静电的绝缘性能,在开发的竹纤维应用产品上能起到吸收、屏蔽作用,防止辐射。

竹纤维绝热材料可应用在家居装饰及建材产业的产品有墙纸、地毯、门板、地板、砖体材料等,可适用于旧楼改造和住宅的轻钢屋面开发,以及新旧厂房、库房、平改坡住宅小区、别墅、楼群和景点仿古建筑;同时又便于搬运和施工,节省运费,降低了施工成本,也可提高防震等级。

作为一种性能优异的高分子材料,竹纤维属于《新材料产业发展指南》先进基础材料中的先进轻纺材料和先进建筑材料、关键战略材料中的高性能分离膜材料和高性能纤维及复合材料,广泛应用于纺织、非织造、复合材料、建筑材料、环保材料等生产领域。

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