高层民用建筑外墙保温材料的种类与特点

高层民用建筑外墙保温材料的种类与特点

李伟伟

天津建科建筑节能环境检测有限公司 天津市 300161

摘要：随着社会经济的快速发展与科技水平的不断提高，建筑

行业得到飞速发展。建筑领域出现了众多新技术与新材料，推进了建

筑节能化发展，同时在高层民用建筑外墙中也使用了多种类型的保温

材料。本文将对高层民用建筑外墙保温材料的种类与特点进行探讨，

希望为建筑行业外墙保温材料的选择提供一些帮助。

关键词：民用建筑;保温材料;材料种类;

引言

近些年来，我国在实行建筑节能的同时，也在大力推广对建筑的保温节能，虽然经济在不断发展，但是想要做好这些工作也要进行改进和创新。而要想做好高层建筑外墙的保温工作，就要考虑外墙体是内墙体保温还是外墙体保温。如果室内墙体保温，就会减小室内建筑面积，从外观上来看，也会造成一定的影响。由此可见，进行外墙体保温无论是在空间上还是视觉美观上都有一定的优势。

1高层建筑外墙外保温的优点

建筑的保温节能就是在做到保证其温度、环境的卫生、对人身体是否造成威胁和居住的舒适度的前提下，使用最少的材料，提高利用效率。对于高层建筑外墙的外保温来说，其优点有以下几点：①适用范围广，既可用于新建筑，又可用于旧房改造。②保护主体结构、延长建筑物寿命。③基本消除“热桥”影响。④使墙体潮湿情况得到改善，进一步提高墙体保温性能。⑤有利于室温保持稳定。⑥有利于提高墙体的防水和气密性。⑦有利于改善室内热环境质量。⑧减少保温材料的用量，增大房屋的使用面积。而就我国建筑能源消耗来说，在保证节能的条件下，对外墙结构的保温性能也要有所重视^[1]。

2外墙外保温系统保温材料分析

墙体的保温隔热层，没有进行阻燃处理的普通聚苯乙烯和聚氨酯发泡材料是一种易燃材料，阻燃的聚苯乙烯和聚氨酯发泡材料可达到可燃或难燃的等级，而保温隔热层的抹面砂浆一般为不燃性材料。所以，保温隔热层的抹面砂浆的质量和保温体系的构造是外保温隔热体系抗火能力安全的关键。保温隔热层的抹面砂浆的优质质量和保温体系的合理构造是保证保温隔热体系抗火安全的因素之一。而全球的保温隔热材料的发展也朝着环保无公害、耐水、防火、价廉质优的方向进步。在研发新型保温系统的同时，更强调选用保温隔热的材料，提高系统保温隔热的效率。在建筑中采用良好保温隔热的材料与技术，会达到良好的效果。除此之外还要考虑到材料的燃烧性能、吸水率、强度以及生产成本等综合标准。在目前的技术条件下，不能过高地要求聚苯乙烯和硬质泡沫的阻燃性，只要其燃烧性能满足防火安全性要求便可。

3高层民用建筑外墙有机保温材料的种类与特点

3.1PU

PU指的是聚氨基甲酸酯，主要由多异氰酸酯和多元醇反应而制成，是重复NHCOO基团聚合物的统称。聚氨酯泡沫材料将多异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇作为主要原料，加入一定剂量的稳定剂、催化剂、发泡剂，在特定的温度下混合均匀所制作的泡沫材料。在20世纪中叶，德国用多元醇和二异氰酸酯作为原料，将聚氨酯硬质泡沫研发成功^[2]。

聚氨酯泡沫具有很强的隔音性、隔热性、防水性、耐油性及耐磨性，是当前最好的合成材料，被国际公认为理想的建筑外墙保温材料。在所有保温材料中，聚氨酯泡沫材料的热导率是最低的，于上世纪末开始逐渐应用于高层民用建筑，种类有浇注聚氨酯、喷涂聚氨酯、聚氨酯泡沫板等。没有受到阻燃处理的硬质PU泡沫氧指数只有不到1/5，而且燃烧时会释放大量一氧化碳等有毒气体，如果用于高层民用建筑外墙，那么在发生火灾时会给人们的逃生和灭火工作带来极大的阻碍。因此，不少专家学者对于PU阻燃效果进行了一系列研究，研究表明，季戊四醇和聚磷酸铵粉末构成的阻燃系统应用于硬质泡沫塑料的制作时，添加2：1的膨胀阻燃剂会使硬质泡沫的阻燃性能做好。将磷酸三苯酯及氢氧化铝当做PU泡沫塑料的复配阻燃剂时，两者比例为1：5时会达到硬质泡沫塑料氧气数的最大值。同时，研究还发现蒙脱土经过一定的化学改性，能够有效提升聚氨酯的抗燃烧性。

3.2PF

PF指的是由酚醛树脂、不燃填料、固化剂、发泡剂、表面活性剂等组成的泡沫类塑料，与PU相比较，PF具有较高的氧指数，不属于易燃材料，拥有强大的耐火性，甚至能达到难燃B1级。将酚醛树脂应用于高层民用建筑外墙中，能在高达130℃的环境下长时间运行，而且能承受的瞬时温度为300℃。酚醛受到分子结构的影响，存有很多粉状物，亚甲基容易被氧化，致使酚醛泡沫材料具有粉化度高、脆性大等特点，基于这些特点，不少专家学者对酚醛泡沫增韧进行了研究，并找到了几种增韧途径。第一种途径是添加适量的外增韧剂，如短切玻璃纤维、热塑性树脂、橡胶弹性体改性剂等。第二种途径是用改性苯酚取代苯酚合成树脂，如腰果壳油、对苯二酚、对甲酚、邻甲酚等。第三种途径是化学增韧，使羟甲基与酚羟基进行充分的化学反应，然后与柔性链相接。三种增韧方法中第二种增韧效果最佳。研究表明，聚氨酯预聚体可以增强酚醛泡沫热性，改变耐高温性与泡孔的分布状况，酚醛树脂中聚氨酯用量为9%时，可以发挥最好的物理性能。另外，酚醛中加入聚氨酯会产生两类反应，一是多羟基化合物与异氰酸酯基团产生扩链、交联反应，二是羟甲基与异氰酸酯基团产生交联反应。这两类反应都可以有效改变酚醛树脂分子的结构，使泡沫制品的韧性提高，脆性降低。

4高层民用建筑外墙无机保温材料的种类与特点

4.1岩棉

作为性能相对不错的无机保温材料，岩棉是应用于民用建筑外墙最早的一批无机保温材料之一。在欧洲，岩棉在高层民用建筑外墙中的应用高达1/5。岩棉的主要原料是辉绿岩、玄武岩，通过添加适当的辅助料，在池窑或是冲天炉里熔化，用极大的压力加以强吹，然后骤冷形成纤维状态，或是把溶液放在多级回转转子中利用离心力转动形成纤维状态。当前建筑行业的岩棉板包括三维法岩棉板、摆锤法岩棉板及沉降法岩棉板。熔体配方酸度系数是最重要的纤维内在因素，如果酸度系数过低，纤维的强度便不能满足生产需求。岩棉是一种纤维保温材料，具有很强的吸水性，吸水过多会极大地增加导热系数。因此，应在一定程度上降低岩棉的吸水性。作为一种外墙保温材料，岩棉的制作流程较为严格，这样才能使制作出的岩棉应用于建筑外墙时能发挥较好的保温效果。

4.2泡沫玻璃

泡沫玻璃的主要原料包括非金属矿、粉煤灰、废玻璃等，加入一定的改性剂、助溶剂、稳泡剂及发泡剂后，进行粉碎和混合成为配合料，通过模具的使用及加热处理，最终制作成为内部气泡均匀的一种多空玻璃材料^[3]。20世纪40年代，法国第一次成功制作泡沫玻璃，这种泡沫玻璃将玻璃作为主要原料，将碳酸钙作为发泡剂，使用耐火模具加热发泡，最终制作成一种轻石状材料。泡沫玻璃的主要应用领域是工业保温隔热工程，在民用建筑保温领域的应用相对较少，而在高层民用建筑外墙保温领域中的应用份额更是少之又少，原因在于泡沫玻璃的生产成本十分高昂，会耗费建筑企业大量的建筑资金成本。目前，降低泡沫玻璃的制作成本、提高成品率成为其应用于民用建筑外墙保温的重要问题。

5结语

综上所述，建筑保温技术是建筑节能技术的主要组成部分之一，外墙保温技术则是建筑保温技术的核心元素。我国通过多年来对外墙保温技术的应用与研究，获得了不错的成就。在高层民用建筑中采用适合的外墙保温材料，能够有效推动我国建筑节能的进程，实现建筑行业的又好又快发展。

参考文献

[1]史钱龙.建筑外墙保温技术与节能材料的应用研究[J].住宅与房地产，2018(24)：135-136.

[2]韩武光.无机保温砂浆外墙外保温系统修缮技术研究[J].住宅科技，2018，38(06)：66-70.

[3]赵志武.建筑外墙保温材料性能特点及质量检测[J].中国标准化，2020(04)：10-11.