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這四種絕熱材料將引領(lǐng)未來建筑保溫材料發(fā)展方向
摘自：華誼保溫建材 時間：2023-10-19 瀏覽：絕熱材料在建筑中的應(yīng)用類型及設(shè)計選用應(yīng)符合GB/T 17369-1998《建筑絕熱材料的應(yīng)用類型和基本要求》的規(guī)定。選用時除應(yīng)考慮材料的導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.175W/（m·K））外，還應(yīng)考慮材料的吸水率、燃燒性能、強(qiáng)度等指標(biāo)。
目前，用于建筑的高效絕熱材料可分為納米孔材料、相變材料、真空材料和反輻射材料四類。
（1）真空絕熱材料
真空絕熱板
建筑用真空絕熱板（Super-Slim Thinsulate Panel insulation board, STP板）是近年來發(fā)展起來的一種新型高效真空絕熱材料，由填充芯材（如破璃纖維、氣相二氧化硅和聚氨酯等）、氣體阻隔膜和吸氣劑組成。通過提高板內(nèi)真空度來降低空氣引起的熱傳遞，使其導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到 0.002W/（m·K）以下，為傳統(tǒng)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的 1/10，厚度僅為傳統(tǒng)保溫材料的 1/7~1/10，從而達(dá)到保溫節(jié)能、節(jié)省空間的目的。
與傳統(tǒng)建筑用保溫材料相比，真空絕熱板具有一定優(yōu)勢。但是作為一種新型保溫隔熱材料，真空絕熱板在建筑上的應(yīng)用還存在一些問題。真空絕熱板應(yīng)用的前提條件是要保證其真空度未被破壞，但作為建筑物保溫隔熱材料應(yīng)用時，其力學(xué)性能差，表面易破損，需要進(jìn)一步優(yōu)化其力學(xué)結(jié)構(gòu)。
在建筑上應(yīng)用時，其與墻體粘結(jié)的材料為鋁箔玻璃纖維布，這種布耐酸耐堿但是非常光滑不容易與墻體粘結(jié)，再好的粘結(jié)砂漿與之結(jié)合都留有安全隱患，而產(chǎn)品的布邊本身也是真空范圍不得釘錨，所以特有的錨固技術(shù)隨之誕生，增加了產(chǎn)品的安全系數(shù)，同時為重量大的飾面比如石材、面磚等能夠上墻提供了可行的技術(shù)保障。
STP使用壽命測試大多是在實驗室進(jìn)行，具體在建筑上應(yīng)用時的壽命時間尚未得到實踐驗證，其使用壽命應(yīng)小于建筑物的使用壽命。相對于傳統(tǒng)的建筑用保溫材料，真空絕熱板不能任意裁剪，切割，否則會破壞其真空度，需要按照現(xiàn)場施工要求預(yù)先訂制。真空絕熱板的造價偏高，材料成本和制作成本都比普通的保溫材料要高，這限制了其在建筑領(lǐng)域大規(guī)模地使用。
STP保溫板適用于新建、擴(kuò)建民用及公用建筑外墻與屋面的保溫工程，尤其特別適用于既有建筑的節(jié)能改造工程。
（2）相變保溫材料PCM
相變保溫材料PCM
相變材料是在某一特定的溫度下，能夠從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變的物質(zhì)，物質(zhì)的分子迅速由有序向無序轉(zhuǎn)變，同時伴隨著吸熱或放熱現(xiàn)象。在建筑節(jié)能領(lǐng)域，正是通過與相變材料的復(fù)合，增加建筑物的溫度調(diào)節(jié)能力，達(dá)到節(jié)能、保溫和舒適的目的。
建筑用相變材料主要包括無機(jī)PCM、有機(jī)PCM和復(fù)合PCM三類。其中，無機(jī)類PCM主要有結(jié)晶水合鹽類、熔融鹽知類、金屬或合金類等；有機(jī)類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機(jī)物；近年來，復(fù)合相變儲熱材料應(yīng)運(yùn)而生，它既能有效克服單一的無機(jī)物或有機(jī)物相變儲熱材料存在的缺點，又可以改善相變材料的應(yīng)用效果以及拓展其應(yīng)用范圍。因此，研制復(fù)合相變儲熱材料已成為儲熱材料領(lǐng)域的熱點研究課題。但是混合相變材料也可能會帶來相變潛熱下降，或在長期的相變過程中容易變性等缺點。
相變建筑材料也已經(jīng)逐步進(jìn)入了實用階段，但還是存在很多問題。相變建筑材料保溫隔熱性能的測定是一個研究難點。相變傳熱本身具有非線性的特點，同時還伴有液相流動、體積變化、相變材料與器壁間熱阻等復(fù)雜因素，使得對其熱工性能的分析變得非常困難；PCM與基體材料的相容性、長期穩(wěn)定性、結(jié)合形式都會對相變儲能建筑材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力變化等性能發(fā)生影響；相變儲能建筑材料的使用需要考慮相變材料的種類，相變溫度范圍，與傳統(tǒng)材料復(fù)合的百分比，使用區(qū)域的氣候以及使用建筑物的結(jié)構(gòu)等因素。相變儲能建筑材料的熱傳遞模型，各種構(gòu)件和相變系統(tǒng)的設(shè)計等方面，仍然需要進(jìn)一步研究。
（3） 納米孔保溫材料
運(yùn)用新的納米技術(shù)的保溫材料是研究的主要方向。目前，已經(jīng)出現(xiàn)幾種新型保溫材料，如納米孔絕熱材料、復(fù)合絕熱材料石棉代用品、氣凝膠等。納米孔硅質(zhì)保溫材料就是納米技術(shù)在保溫材料領(lǐng)域新的應(yīng)用，組成材料內(nèi)的絕大部分氣孔尺寸處于納米尺度。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)上的突破已為時不遠(yuǎn)。
氣凝膠：氣凝膠被稱為“改變世界的神奇材料”、“終極保溫絕熱材料”、“超級海綿”。
氣凝膠氈：氣凝膠氈是以納米二氧化硅氣凝膠為主體材料，通過特殊工藝復(fù)合而成的柔性保溫隔熱氈。
（4）反射材料——石墨聚苯板
安徽石墨聚苯板是膨脹聚苯板的一種，是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%，同時防火性能很容易地實現(xiàn)了B2級到B1級的跨越。
石墨聚苯板是目前保溫材料中性價比較高的保溫產(chǎn)品。因為聚苯板保溫產(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較大的市場份額。對低于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)是可選方案之一。
建筑節(jié)能是節(jié)能減排的重點領(lǐng)域，墻體保溫是建筑節(jié)能的重要組成部分，而絕熱節(jié)能材料是構(gòu)成墻體保溫系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。隨著《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)及《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》的實施，建筑保溫材料將得到廣泛的應(yīng)用。
建筑絕熱節(jié)能材料向價值鏈高端產(chǎn)品升級、重點研制低能耗高效絕熱材料、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、著重解決用戶的痛點、保護(hù)資源環(huán)境等方向發(fā)展。
應(yīng)大力發(fā)展輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、防火阻燃、耐久性強(qiáng)、綠色環(huán)保的新型保溫板材，如目前在建筑外墻使用較少的真空絕熱板、防火等級較高的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料保溫板、多功能復(fù)合保溫板等。重點研制低能耗高效絕熱材料，如氣凝膠氈、石墨烯、防火隔離帶絕熱材料和保溫裝飾復(fù)合一體板等新一代的工藝技術(shù)和產(chǎn)品。
在產(chǎn)品創(chuàng)新上走開發(fā)與復(fù)合并重的途徑。復(fù)合的目標(biāo)是密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)小，在不影響主要性能的前提下提高產(chǎn)品的強(qiáng)度與防水性能。在不影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以保溫材料廢棄物為生產(chǎn)原料，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)燃料盡量采用清潔能源，實現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)，綠色生產(chǎn)。
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