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        中能技術

        常見10種保溫材料概述及導熱系數

        文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2021/5/14     瀏覽次數:    

        保溫材料依據材性來分類,大體分為有機材料、無機材料和復合材料。不同的保溫材料性能各異,價格也千差萬別,本文按照材料的保溫性能即導熱系數數值的大小進行依次排列,依次介紹產品的組成、效果示意應用價值及相關廠家等。


        第一名:真空絕熱板,導熱系數0.008W/m·K


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

        空氣的導熱系數大約是0.023W/(m·K),要做到比空氣還低的導熱系數,那就只有真空了。所以真空絕熱板的導熱系數是現有保溫材料中最低的是毋庸置疑了。其最大的優勢,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,比如大家都會提出的真空度難以保持的問題:若是發生破損,板材的保溫性能即會驟降;其次,現有施工工藝導致板縫太多,熱橋太多,引發結露的風險很大;再者,施工平整度也較難以控制,薄抹灰系統脫落的風險也較大。當然,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異的導熱系數指標和防火性能。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源于國外,但是國內的企業是最敢于將該材料用于外墻保溫系統嘗試的。目前真空絕熱板外保溫系統已經成為我國部分地區建筑外墻的重要方案之一,甚至在北方的被動式低能耗建筑里都有應用。該保溫板材性能是好的,整體保溫系統的隱患問題是存在的,但是,建筑外墻保溫節能的安全性問題始終伴隨著建筑節能工程,國內必須有更多的企業去繼續摸索和創新!


        第二名:氣凝膠保溫材料,導熱系數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,通過特殊的工藝復合而成,具有耐高溫、導熱系數低、密度小、強度高、綠色環保、防水不燃等優越性能,同時兼具優越的隔聲減震性能,是冶金、化工、國防、航空航天等領域不可或缺的高效隔熱保溫材料。如圖所示。

        這種產品集保溫性能、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用于建筑工程領域。一方面這種產品的造價實在太貴,另一方面,對于承受冷熱循環的外保溫系統主要成分,該產品還需要經受更多的考驗,目前國內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間內還將是處于實驗室的產品,運用于工程外保溫領域似乎還非常不可能。


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

        第三名:發泡聚氨酯,導熱系數0.024W/m·K


        單一有機保溫材料中性能最好的就數聚氨酯保溫材料了。按照工藝分為現場發泡聚氨酯和工廠預制的硬泡聚氨酯板。

        現場發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,經現場噴涂施工的具有絕熱和防水功能的硬質泡沫材料。

        現場發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、地下室墻體覆土內的保溫防水是非常合適的,應用于干掛幕墻內的保溫,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品,由于尺寸穩定性較差,相對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合聚氨酯A級板材和檢測報告,在一段時間內可以勉強過關作為防火保溫材料使用。新的防火檢驗標準出臺之后,這種兩面覆蓋砂漿的復合保溫板則不能檢測為防火A級。


        第四名,國產擠塑聚苯板,導熱系數0.028~0.030W/m·K


        擠塑聚苯板也是聚苯板的一種,只不過生產工藝是擠塑成型。擠塑聚苯板簡稱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構的硬質泡沫塑料制品。

        目前貌似只有中國的市場把擠塑板也當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,導熱系數低,用于屋面、地面、地下室墻體覆土內的保溫是非常合適的。但是這種板材透汽性差,尺寸穩定性差,與無機粘結砂漿的可粘結性也較差,用于外墻體保溫中常見系統脫落、飾面開裂等質量事故,由于其造價并不便宜,該材料在外保溫應用領域并不及膨脹聚苯板優勢大。


        考慮到環境保護的要求,國外的標準對擠塑板生產的規定是二氧化碳發泡。而國內由于把導熱系數標準定的過于苛刻,大部分廠家都是采用氟利昂發泡。如果從綠色建材的角度講,這種以破壞臭氧層為代價生產的保溫板,于環境何利呢?這是中國老一輩專家制定擠塑板行標的時候造成的烏龍事件。未來隨著環境保護越來越重要,國家肯定會推薦使用二氧化碳發泡的擠塑板,當然,這個板子的導熱系數就只有0.035W/(m·K)甚至以上了,即沒有現在這么好的排名。


        第五名,無機質高分子保溫板,導熱系數0.030W/m·K


        這是一種并未用于外墻保溫工程領域的保溫材料,據部分生產廠家所說,他們是引進了日本的生產專利。無機質高分子板是用聚氯乙烯樹脂把有強韌碳酸鈣的膜包圍的,具有一個隔熱極其良好密閉空間的集合體,為無機質的發泡材,在火焰下不會燃燒不會熔化。在長時間的火焰下少部分地方形成碳化,并保持原形狀,是A級防火材料。

        該材料具有優異的保溫性能、防火性能和較低的吸水性,但是由于其3000/m3的成本造價,在保溫材料領域沒有價格優勢。目前也未見生產廠家將板材大面積推廣到建筑外保溫領域。據目測樣本可以推測,此類保溫材料尺寸穩定性差,用于外保溫工程中將會引起飾面的開裂滲水。


        第六名,酚醛板,導熱系數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。國外生產的酚醛板具有較好的保溫性能,其導熱系數比擠塑聚苯板低,日本國家的夾芯保溫體系大量采用酚醛板。但是國內目前推廣力度小,生產技術也較為落后,其保溫性能略差于國外產品。

        國內生產的酚醛板存在著易粉化、機械強度低、脆性、無延伸性和吸水率高等弱點,用于外墻外保溫薄抹灰系統將會出現嚴重的飾面開裂、脫落等質量事故。鑒于此,江蘇省還曾專門出臺專家會議紀要,不推薦酚醛板用于外墻外保溫系統中。酚醛板是和聚氨酯板保溫材料一樣,歸于熱固性的有機保溫材料,保溫性能和阻燃性能都比擠塑板和聚苯板優異??上?,目前國內的板材工藝還需要再進步,未來或許能在保溫領域占據一席之地吧。


        第七名,石墨聚苯板,導熱系數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典之作產品,在聚苯乙烯原材料里添加了紅外反射劑,這種物質可以反射熱輻射并將EPS的保溫性能提高30%,同時防火性能很容易的實現了B2級到B1級的跨越。

        石墨聚苯板是目前所有保溫材料中性價比最優的保溫產品。因為聚苯板保溫產品在保溫領域里應用廣泛,不論是歐洲還是國內,聚苯板保溫體系都具有最大的市場份額。石墨聚苯板不但導熱系數性能非常優異,與國產的擠塑板不相上下,同時它里面含有的一種neopor因子具有熱反射的功能,阻燃B1級的防火性能,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列入國家建材標準,也是被動房首選的保溫材料??梢哉f,對于低于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品。真正的叫做neopor板的是一家國外企業原料生產的,顆粒分布均勻,觀感好,目前只有少數部分企業生產,多數企業為了降低成本,生產的黑色EPS板是仿冒的哦。


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


        這種材料,相信大家也不陌生,嚴格的來講,這種保溫材料不能稱為外保溫材料,因為這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,其他領域的材料也帶進來。

        按照GB17794-2008的術語解釋,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、穩定劑、硫化促進劑等,經混煉、擠出、發泡和冷卻定型,加工而成的具有閉孔結構的柔性絕熱制品。

        這種保溫材料在管道保溫領域應用廣泛,在多數項目上也經??梢钥吹?,不適用于薄抹灰飾面的墻體保溫系統。因為管道保溫無外乎就是用橡塑啊酚醛啊玻璃棉啊等材料,與外墻薄抹灰領域的保溫材料不好做對比。


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


        前兩年市場上改性聚苯板很多,達到優良的防火阻燃效果。但是,真的算是成功還是這種叫做真金板的改性聚苯板。這個材料的橫空出世,引起了各種競爭性產品的不滿,一有質量事故,立馬鋪天蓋地的宣傳出來。勢必要扼殺其于工程領域。


        真金板實際上難以實現真正的防火A級,即便實現了A級性能, 則其代價也是非常高的。從材料性能指標和樣塊可以看出,在EPS板改性材料中,真金板確實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上馬真金板生產線,競爭激烈,品質逐漸降低,現場市場上流傳的仿真金板能否達到預期效果,也不可知?,F在可惜的是,部分地區對此類材料持有偏見,限制推廣。A級防火規范一松動,有機保溫材料又迎來生機,類似真金板這種處于夾縫中的材料,生存難度加大。生產廠家已經將真金板定位于B級防火材料,這也是從實際應用角度出發,所以那些還在假冒生產所謂防火A級材料的廠商,你們也不必繼續折騰了,還市場以真相吧。


        編者認為,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出的產品。中國高層建筑居多,既防火保溫性能又好等綜合性能優異的保溫材料基本沒有,強大的建筑節能市場驅動人們去創新和研究。真金板系統不可避免的存在很多質量問題,不論是防火性還是其他性能,都還需要不斷改進。有機材料防火之爭告一段落,但是國產保溫材料防火優化的研究之路還有很長要走。


        第十名,膨脹聚苯板,導熱系數0.039W/m·K


        全稱為expandedpolystyrene board,由可發性聚苯乙烯珠粒經加熱預發泡后在模具中加熱成型而制得的具有閉孔結構的聚苯乙烯泡沫塑料板材。




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