试析建筑常用保温材料导热性能

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1、试析建筑常用保温材料导热性能　　【摘要】保温材料作为当前一种较为常见的新型材料，在建筑性能方面具备环保、高效以及节能的特征。本文先从保温材料的基本概念入手，对材料导热性能的特征及影响因素等进行具体分析，之后再详细介绍了目前我国建筑工程中几种比较常见的保温材料。【关键词】建筑；保温材料；导热性能中图分类号：TU761.1+2文献标识码：A文章编号：1.保温材料的基本概念7保温材料通常指的是对热流具备明显阻抗力的材料[1]，在建筑物的保温性能上发挥重要作用。按类别可将其分成两种，即硬质类的保温材料与软质类的保温材料。其中硬质类的保温材料仅指有机材料，而软质类的材料又可分成

2、有机（如聚苯乙烯与聚氨酯的泡沫塑料）与无机材料（如岩棉、膨胀珍珠岩、玻璃棉等）。其保温性能各具优劣，有机材料的特点为吸水率低、密度大及不透水等；无机材料则耐腐蚀性强、不易燃烧等。保温效果和材料的结构、组成部分、孔隙大小及其特点、温度、表层密度等密切相关，实质上主要取决于材料导热性能的大小，即导热系数，大多呈现导热系数越小，材料的保温性能越好的变化规律。通常而言，各种保温材料的相同特征为疏松、孔隙多、轻质等，主要通过孔内封闭气体阻抗热量传递。2.建筑保温材料的导热性能与其特征通常而言，保温材料是指平均温度≤350℃时导热系数≤0.12W/(m·K)的所有材料[2]。而保

3、温隔热的含义，即为尽可能的阻碍热流传递。对此，要想满足建筑外墙结构的环保与节能设计要求，必须采用导热系数较小或者热阻值较大的保温材料。保温隔热材料不仅能使建筑室内环境在夏季免遭太阳辐射的高热量与高温影响，在冬季还能减少热量的大量损失，确保室内的温度适中。保温材料的结构特征主要表现在纤维性或者多孔性的材料。通常这些材料会存有较多的孔隙，易于气体进入填充，气体较低的导热系数保证了整体的保温效果。保温材料可以看做一类特殊的匀质材料，即保温材料的结构内部虽然存在大量孔隙，但如果这些孔隙的大小远远小于物体的几何尺度，则可视其为连续介质，其导热性能可参考表观的导热系数。3.影响建

4、筑保温材料导热性能的因素7通常保温材料的导热性能会受到多种因素的影响，具体包括材料的性质与密度、测试温度、材料孔隙内的气体组成以及气体的含湿量等，这些因素均会导致材料的保温性能发生改变。第一，孔隙率越高，导热系数越小，增加材料孔隙，能在一定程度上加强其保温性能。第二，温度越高，导热系数越大。随着平均温度的不断上升，保温材料的导热系数将逐渐增大。第三，含湿量越高，导热系数越大。保温材料大多呈现多孔隙的构造，一旦水分进入，替换孔内的部分空气，将推进热量的快速传递；第四，通常情况下密度越低导热系数越小，当保温材料的密度减小到有限值时，其的导热系数反而增大。其原因在于，随着密

5、度的不断减小，微小的孔隙将逐渐变大，致使孔内空气产生强大对流。而各孔隙间的辐射反应也会相应增强，最终导致保温材料的总体导热系数逐渐上升。4.几种较为常见的建筑保温材料4.1聚氨酯保温材料7聚氨酯（PU）材料，又称聚氨基甲酸酯材料，是当前应用最为广泛的隔热产品[3]，在机械制造业、石油化工产业等各领域发挥重大作用。与此同时，在聚氨酯类泡沫塑板产量逐渐扩大的背景下，其在建筑外墙的保温隔热设计中受到广泛使用。该种材料的导热系数只有0.019-0.024W/m·K，是当前国际公认保温与隔热效果最佳的材料，是岩棉、聚苯板（EPS）等常用保温材料均无法与之相媲美的保温材料。但缺点

6、方面，聚氨酯的泡沫材料属极易燃烧的保温材料，其燃烧氧指数约为17%，易于发生火灾事件。燃烧性能具体表现在两方面：第一，聚氨酯保温材料的燃点较低，既能快速燃烧起来，且在燃烧期间易于出现熔滴现象。第二，当材料受热时可分解出易燃性的气体，后经火苗的不断燃烧逐渐演变成炭化层，其受热分解的产物与燃烧产物中含有大量的一氧化碳、氰化氢等有毒气体。从实验室的检测数据得知，聚氨酯材料的热量排放总量与速度明显超过EPS板，表明该材料引起火灾的概率相对较高；聚氨酯材料的烟密度较大，平均值约在61-70之间，最大可高达91。据烟毒性的研究试验显示，该材料的烟毒性也显著高过EPS板。4.2聚苯

7、乙烯泡沫塑板聚苯乙烯泡沫塑板也是一种较为常见的建筑保温隔热材料，主要采用聚苯乙烯的树脂原料在泡发剂的作用下发泡制成。该种保温材料的内部含有大量的封闭微孔，主要特点为导热指数与表观密度小、结构均匀、吸水率低以及抗压强度大等，并且具备良好的隔音效果，通常适用于金属复合的夹芯板、聚苯板等。相比于其他材料，聚苯板的保温效果略显优势，但基于该板材的局限性，导致其在作业施工中主要以点固定的方式连接建筑主体。再者各泡沫板材间需要黏结或者拼接才能相互依附，不仅投资成本较大，而且施工工艺冗长，不适用于外形复杂繁琐的建筑保温。此外，聚苯板保温材料的憎水性可能和一般的亲水