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中能技術(shù)

常見10種保溫材料概述及導(dǎo)熱系數(shù)

文字:[大][中][小] 手機(jī)頁面二維碼 2021/5/14     瀏覽次數(shù):    

保溫材料依據(jù)材性來分類,大體分為有機(jī)材料、無機(jī)材料和復(fù)合材料。不同的保溫材料性能各異,價(jià)格也千差萬別,本文按照材料的保溫性能即導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值的大小進(jìn)行依次排列,依次介紹產(chǎn)品的組成、效果示意應(yīng)用價(jià)值及相關(guān)廠家等。


第一名:真空絕熱板,導(dǎo)熱系數(shù)0.008W/m·K


排名第一的肯定是真空絕熱板,該板材是由無機(jī)纖維芯材與高阻氣復(fù)合薄膜通過抽真空封裝技術(shù),外覆專用界面砂漿,制成的一種高效保溫板材。

空氣的導(dǎo)熱系數(shù)大約是0.023W/(m·K),要做到比空氣還低的導(dǎo)熱系數(shù),那就只有真空了。所以真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)是現(xiàn)有保溫材料中最低的是毋庸置疑了。其最大的優(yōu)勢(shì),也就是其保溫性能可以傲視所有其他類型的保溫材料。不過該板材也有隱患問題,比如大家都會(huì)提出的真空度難以保持的問題:若是發(fā)生破損,板材的保溫性能即會(huì)驟降;其次,現(xiàn)有施工工藝導(dǎo)致板縫太多,熱橋太多,引發(fā)結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)很大;再者,施工平整度也較難以控制,薄抹灰系統(tǒng)脫落的風(fēng)險(xiǎn)也較大。當(dāng)然,基本上所有的保溫體系都有不同的缺陷,真空絕熱板的上述缺陷問題也掩蓋不了它本身超優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)和防火性能。這足以讓其傲視世面上所有的保溫材料類型。

盡管真空保溫材料發(fā)源于國外,但是國內(nèi)的企業(yè)是最敢于將該材料用于外墻保溫系統(tǒng)嘗試的。目前真空絕熱板外保溫系統(tǒng)已經(jīng)成為我國部分地區(qū)建筑外墻的重要方案之一,甚至在北方的被動(dòng)式低能耗建筑里都有應(yīng)用。該保溫板材性能是好的,整體保溫系統(tǒng)的隱患問題是存在的,但是,建筑外墻保溫節(jié)能的安全性問題始終伴隨著建筑節(jié)能工程,國內(nèi)必須有更多的企業(yè)去繼續(xù)摸索和創(chuàng)新!


第二名:氣凝膠保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)0.02W/m·K


氣凝膠材料被稱為世界上最輕的固體。以納米二氧化硅氣凝膠為主體材料,通過特殊的工藝復(fù)合而成,具有耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、綠色環(huán)保、防水不燃等優(yōu)越性能,同時(shí)兼具優(yōu)越的隔聲減震性能,是冶金、化工、國防、航空航天等領(lǐng)域不可或缺的高效隔熱保溫材料。如圖所示。

這種產(chǎn)品集保溫性能、防火性能于一體,是很難得的材料,但是即便是在歐洲,這種材料也沒有大面積的應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域。一方面這種產(chǎn)品的造價(jià)實(shí)在太貴,另一方面,對(duì)于承受冷熱循環(huán)的外保溫系統(tǒng)主要成分,該產(chǎn)品還需要經(jīng)受更多的考驗(yàn),目前國內(nèi)還沒有工程案例證明其用于外墻外保溫的可靠性。按照我國的國情,氣凝膠材料在很長一段時(shí)間內(nèi)還將是處于實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品,運(yùn)用于工程外保溫領(lǐng)域似乎還非常不可能。


達(dá)到上述優(yōu)異性能的氣凝膠產(chǎn)品目前在世面上還見不到,不知道未來會(huì)不會(huì)大面積推廣開來。上面的圖片很炫,但那不是我們目前用在建筑外墻領(lǐng)域的氣凝膠保溫材料。

第三名:發(fā)泡聚氨酯,導(dǎo)熱系數(shù)0.024W/m·K


單一有機(jī)保溫材料中性能最好的就數(shù)聚氨酯保溫材料了。按照工藝分為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡聚氨酯和工廠預(yù)制的硬泡聚氨酯板。

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡聚氨酯是以異氰酸酷、多元醇(組合聚醚或聚酷)為主要原料加入添加劑組成的雙組分,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)噴涂施工的具有絕熱和防水功能的硬質(zhì)泡沫材料。

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡聚氨酯具有非常好的整體性和防水性,因此用于屋面保溫和防水、地下室墻體覆土內(nèi)的保溫防水是非常合適的,應(yīng)用于干掛幕墻內(nèi)的保溫,施工操作方便,最大程度的防止熱橋作用。硬泡聚氨酯板是衍生出來的產(chǎn)品,由于尺寸穩(wěn)定性較差,相對(duì)膨脹聚苯板并沒有太大的差異。部分廠家提供了雙面涂抹砂漿的復(fù)合聚氨酯A級(jí)板材和檢測(cè)報(bào)告,在一段時(shí)間內(nèi)可以勉強(qiáng)過關(guān)作為防火保溫材料使用。新的防火檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之后,這種兩面覆蓋砂漿的復(fù)合保溫板則不能檢測(cè)為防火A級(jí)。


第四名,國產(chǎn)擠塑聚苯板,導(dǎo)熱系數(shù)0.028~0.030W/m·K


擠塑聚苯板也是聚苯板的一種,只不過生產(chǎn)工藝是擠塑成型。擠塑聚苯板簡(jiǎn)稱XPS板,以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成分,添加少量添加劑,通過加熱擠塑成型而制得的具有閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)泡沫塑料制品。

目前貌似只有中國的市場(chǎng)把擠塑板也當(dāng)做外墻外保溫薄抹灰的材料使用??梢哉f,擠塑聚苯板也是集防水和保溫作用于一體的,剛度大,抗壓性能好,導(dǎo)熱系數(shù)低,用于屋面、地面、地下室墻體覆土內(nèi)的保溫是非常合適的。但是這種板材透汽性差,尺寸穩(wěn)定性差,與無機(jī)粘結(jié)砂漿的可粘結(jié)性也較差,用于外墻體保溫中常見系統(tǒng)脫落、飾面開裂等質(zhì)量事故,由于其造價(jià)并不便宜,該材料在外保溫應(yīng)用領(lǐng)域并不及膨脹聚苯板優(yōu)勢(shì)大。


考慮到環(huán)境保護(hù)的要求,國外的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)擠塑板生產(chǎn)的規(guī)定是二氧化碳發(fā)泡。而國內(nèi)由于把導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)定的過于苛刻,大部分廠家都是采用氟利昂發(fā)泡。如果從綠色建材的角度講,這種以破壞臭氧層為代價(jià)生產(chǎn)的保溫板,于環(huán)境何利呢?這是中國老一輩專家制定擠塑板行標(biāo)的時(shí)候造成的烏龍事件。未來隨著環(huán)境保護(hù)越來越重要,國家肯定會(huì)推薦使用二氧化碳發(fā)泡的擠塑板,當(dāng)然,這個(gè)板子的導(dǎo)熱系數(shù)就只有0.035W/(m·K)甚至以上了,即沒有現(xiàn)在這么好的排名。


第五名,無機(jī)質(zhì)高分子保溫板,導(dǎo)熱系數(shù)0.030W/m·K


這是一種并未用于外墻保溫工程領(lǐng)域的保溫材料,據(jù)部分生產(chǎn)廠家所說,他們是引進(jìn)了日本的生產(chǎn)專利。無機(jī)質(zhì)高分子板是用聚氯乙烯樹脂把有強(qiáng)韌碳酸鈣的膜包圍的,具有一個(gè)隔熱極其良好密閉空間的集合體,為無機(jī)質(zhì)的發(fā)泡材,在火焰下不會(huì)燃燒不會(huì)熔化。在長時(shí)間的火焰下少部分地方形成碳化,并保持原形狀,是A級(jí)防火材料。

該材料具有優(yōu)異的保溫性能、防火性能和較低的吸水性,但是由于其3000/m3的成本造價(jià),在保溫材料領(lǐng)域沒有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。目前也未見生產(chǎn)廠家將板材大面積推廣到建筑外保溫領(lǐng)域。據(jù)目測(cè)樣本可以推測(cè),此類保溫材料尺寸穩(wěn)定性差,用于外保溫工程中將會(huì)引起飾面的開裂滲水。


第六名,酚醛板,導(dǎo)熱系數(shù)0.032W/m·K


酚醛板是由苯酚和甲醛的縮聚物(酚醛樹脂)與其他添加劑如固化劑、發(fā)泡劑、表面活性劑和填充劑等混合制成的多孔型酚醛泡沫板。國外生產(chǎn)的酚醛板具有較好的保溫性能,其導(dǎo)熱系數(shù)比擠塑聚苯板低,日本國家的夾芯保溫體系大量采用酚醛板。但是國內(nèi)目前推廣力度小,生產(chǎn)技術(shù)也較為落后,其保溫性能略差于國外產(chǎn)品。

國內(nèi)生產(chǎn)的酚醛板存在著易粉化、機(jī)械強(qiáng)度低、脆性、無延伸性和吸水率高等弱點(diǎn),用于外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的飾面開裂、脫落等質(zhì)量事故。鑒于此,江蘇省還曾專門出臺(tái)專家會(huì)議紀(jì)要,不推薦酚醛板用于外墻外保溫系統(tǒng)中。酚醛板是和聚氨酯板保溫材料一樣,歸于熱固性的有機(jī)保溫材料,保溫性能和阻燃性能都比擠塑板和聚苯板優(yōu)異。可惜,目前國內(nèi)的板材工藝還需要再進(jìn)步,未來或許能在保溫領(lǐng)域占據(jù)一席之地吧。


第七名,石墨聚苯板,導(dǎo)熱系數(shù)0.033W/m·K


石墨聚苯板是膨脹聚苯板的一種,化工巨頭巴斯夫公司的經(jīng)典之作產(chǎn)品,在聚苯乙烯原材料里添加了紅外反射劑,這種物質(zhì)可以反射熱輻射并將EPS的保溫性能提高30%,同時(shí)防火性能很容易的實(shí)現(xiàn)了B2級(jí)到B1級(jí)的跨越。

石墨聚苯板是目前所有保溫材料中性價(jià)比最優(yōu)的保溫產(chǎn)品。因?yàn)榫郾桨灞禺a(chǎn)品在保溫領(lǐng)域里應(yīng)用廣泛,不論是歐洲還是國內(nèi),聚苯板保溫體系都具有最大的市場(chǎng)份額。石墨聚苯板不但導(dǎo)熱系數(shù)性能非常優(yōu)異,與國產(chǎn)的擠塑板不相上下,同時(shí)它里面含有的一種neopor因子具有熱反射的功能,阻燃B1級(jí)的防火性能,也傲視那些靠添加阻燃劑的EPS和XPS板。目前這種保溫材料已經(jīng)列入國家建材標(biāo)準(zhǔn),也是被動(dòng)房首選的保溫材料??梢哉f,對(duì)于低于54米的住宅建筑、低于50米的公共建筑、低于24米的幕墻式建筑,該保溫材料的薄抹灰保溫系統(tǒng)是最佳方案。


不過很遺憾的是,市面上這種保溫材料造假的材料太多了,小編放在這里的圖片也是假冒產(chǎn)品。真正的叫做neopor板的是一家國外企業(yè)原料生產(chǎn)的,顆粒分布均勻,觀感好,目前只有少數(shù)部分企業(yè)生產(chǎn),多數(shù)企業(yè)為了降低成本,生產(chǎn)的黑色EPS板是仿冒的哦。


第八名,橡塑保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)0.034~0.041W/(m·K)


這種材料,相信大家也不陌生,嚴(yán)格的來講,這種保溫材料不能稱為外保溫材料,因?yàn)檫@是一種柔性保溫材料,通常用于暖通管道上。不過小編此次和大家介紹的保溫材料,是不局限于用于墻體保溫的,其他領(lǐng)域的材料也帶進(jìn)來。

按照GB17794-2008的術(shù)語解釋,柔性泡沫橡塑絕熱制品可以定義為以天然或合成橡膠和其他有機(jī)高分子材料的共混體為基材,加各種添加劑如老化劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑、硫化促進(jìn)劑等,經(jīng)混煉、擠出、發(fā)泡和冷卻定型,加工而成的具有閉孔結(jié)構(gòu)的柔性絕熱制品。

這種保溫材料在管道保溫領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,在多數(shù)項(xiàng)目上也經(jīng)??梢钥吹剑贿m用于薄抹灰飾面的墻體保溫系統(tǒng)。因?yàn)楣艿辣責(zé)o外乎就是用橡塑啊酚醛啊玻璃棉啊等材料,與外墻薄抹灰領(lǐng)域的保溫材料不好做對(duì)比。


第九名,真金板(熱固性改性聚苯板),導(dǎo)熱系數(shù)0.036W/m·K


前兩年市場(chǎng)上改性聚苯板很多,達(dá)到優(yōu)良的防火阻燃效果。但是,真的算是成功還是這種叫做真金板的改性聚苯板。這個(gè)材料的橫空出世,引起了各種競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品的不滿,一有質(zhì)量事故,立馬鋪天蓋地的宣傳出來。勢(shì)必要扼殺其于工程領(lǐng)域。


真金板實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)真正的防火A級(jí),即便實(shí)現(xiàn)了A級(jí)性能, 則其代價(jià)也是非常高的。從材料性能指標(biāo)和樣塊可以看出,在EPS板改性材料中,真金板確實(shí)是做的最好的一種板子。但是最近兩年,很多二三流的廠家跟風(fēng)上馬真金板生產(chǎn)線,競(jìng)爭(zhēng)激烈,品質(zhì)逐漸降低,現(xiàn)場(chǎng)市場(chǎng)上流傳的仿真金板能否達(dá)到預(yù)期效果,也不可知?,F(xiàn)在可惜的是,部分地區(qū)對(duì)此類材料持有偏見,限制推廣。A級(jí)防火規(guī)范一松動(dòng),有機(jī)保溫材料又迎來生機(jī),類似真金板這種處于夾縫中的材料,生存難度加大。生產(chǎn)廠家已經(jīng)將真金板定位于B級(jí)防火材料,這也是從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),所以那些還在假冒生產(chǎn)所謂防火A級(jí)材料的廠商,你們也不必繼續(xù)折騰了,還市場(chǎng)以真相吧。


編者認(rèn)為,真金板、真空絕熱板等材料都是國人面臨保溫材料防火問題而另辟蹊徑研發(fā)出的產(chǎn)品。中國高層建筑居多,既防火保溫性能又好等綜合性能優(yōu)異的保溫材料基本沒有,強(qiáng)大的建筑節(jié)能市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)人們?nèi)?chuàng)新和研究。真金板系統(tǒng)不可避免的存在很多質(zhì)量問題,不論是防火性還是其他性能,都還需要不斷改進(jìn)。有機(jī)材料防火之爭(zhēng)告一段落,但是國產(chǎn)保溫材料防火優(yōu)化的研究之路還有很長要走。


第十名,膨脹聚苯板,導(dǎo)熱系數(shù)0.039W/m·K


全稱為expandedpolystyrene board,由可發(fā)性聚苯乙烯珠粒經(jīng)加熱預(yù)發(fā)泡后在模具中加熱成型而制得的具有閉孔結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯泡沫塑料板材。




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