建筑物保温隔热技术解析

浅谈建筑施工中屋面保温隔热措施

减少外围护结构的热传递是实现建筑节能的重要途径之一，屋面是外围护结构的重要组成部件，强化建筑屋面保温隔热措施对于实现建筑物保温隔热性能有着至关重要的作用。建筑屋面是受太阳辐射最多的外围护结构部件，通常情况下，建筑屋面所受辐射热是墙体的2倍。建筑屋面的保温隔热性能不仅仅对建筑物的节能效率有着重大影响，同时在改善建筑物内冬夏季温度，提高建筑物使用舒适性上都有着十分重要的意义。

1建筑常用的保温隔热材料及性能

当前建筑物常用的节能保温隔热材料可以分为有机材料和无机材料两大类。无机保温隔热材料的优点在于具有良好的防火性、安全性能高，但是导热性却不及有机材料，并且有机保温隔热材料轻便，具有较好的憎水性。具体如下所示：

1.1矿物棉

矿物棉属于无机保温隔热材料，保温隔热性能好，阻燃性较强，具备良好的化学稳定性。矿物棉保温隔热材料主要用于钢结构、混凝土以及砖石机构的屋面，最大的缺点就是部分矿物棉质量差异较大，抗拉强度低，使用年限较短。

1.2聚苯乙烯泡沫塑料

该材料的主要组成成分为聚苯乙烯树脂，在发泡剂的作用下形成了具有无数封闭微孔的材料。密度小，强度高，结构均匀，尺寸紧密。

1.3水泥聚苯板（块）

水泥聚苯板主要以聚苯乙烯泡沫为原料，在掺入水泥和发泡剂的作用向所形成的高效保温板材，具有容重轻、保温隔热、防潮的优点，常见的可以在屋面和外墙保温材料中用到这种材料。但是最大的不足是水泥聚苯板内部的容重与强度、热导率之间存在着相互制约的关系，在配制的过程中，配比组成不当会对板材性能造成明显的影响，且该材料会产生收缩变形，一旦出现板缝难以进行补救处理。

1.4硬质聚氨酯泡沫塑料

硬质聚氨酯泡沫塑料绝热性能是其它材料难以比拟的，材料内部内部的闭孔结构使其具有优越的耐水性能，但是由于市场价格过高，在建筑物上的普及非常有限。 1.5硅酸盐复合保温隔热砂浆

该材料所构造的保温体系功能非常分明，主要由保温隔热层、抗裂防护层以及饰面层等部分组成，能够有效的改善保温、隔热、抗裂、抗震等问题，在综合技术上来件优势最为明显，常用于新建的民用建筑和旧楼改造。

隔热保温概述

1.研发背景

传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高，必须要有较厚的覆层；而型材类无机保温材料要进行拼装施工，存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此，人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。

上世纪90年代，美国国家航空航天局(NASA)的科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射瓷层(Therma-Cover)，该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的，它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能，具有卓越的隔热反射功能。这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民，用于建筑和工业设施中，并已出口到我国，用于一些大型工业设施中。但美中不足的是，该材料20美元/kg的昂贵售价实在令国内许多行业望物兴叹，难以承受。由此，国内悄然掀起一股研发隔热保温新材料的热潮，且北京志盛威华科技发展有限公司已率先在国内同行中研制成功具有高效、薄层、隔热节能、装饰防水于一体的新型太空反射绝热涂料。该涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液为成膜物质，采用被誉为空间时代材料的极细中空陶瓷颗粒为填料，由中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的，它对400~1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射，同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。这样通过强化反射太阳热和对流传递的显著阻抗性，能有效地降低辐射传热和对流传热，从而降低物体表面的热平衡温度，可使屋面温度最高降低20℃，室内温度降低5~10℃。产品绝热等级达到R-33.3, 热反射率为89%，导热系数为0.030W/m.K。

2.发展趋势

建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40%，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。而且由于该隔热保温涂料以水为稀释介质，不含挥发性有机溶剂，对人体及环境无危害；其生产成本仅约为国外同类产品的1/5，而它作为一种新型隔热保温涂料，有着良好的经济效益、节能环保、隔热效果和施工简便等优点而越来越受到人们的关注与青睐。且这种太空绝热反射涂料正经历着一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的方向转变，由厚层向薄层隔热保温的技术转变，这也是今后隔热保温材料主要的发展方向之一。太空反射绝热涂料通过应用陶瓷球型颗粒中空材料在涂层中形成的真空腔体层，构筑有效的热屏障，不仅自身热阻大，导热系数低，而且热反射率高，减少建筑物对太阳辐射热的吸收，降低被覆表面和内部空间温度，因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。

隔热保温工程

Ⅰ 基本要求和内容

（1）隔热保温工程包括屋面与墙面的隔热保温，需要进行隐蔽工程项目验收的内容有：

1）架空屋面的架空隔热制品、浆砌承托材料（粘土砖或混凝土砌块）、通风屋脊（当屋面宽度大于10m时）剖面高度及做法；

2）松散或板状保温材料或整体现浇（喷）保温材料用于屋面保温层的各构造层（按设计图纸要求，可能是结合层、找平层、防水层、保护层等）的做法；

3）蓄水屋面的溢水口、过水孔、排水管、溢水管的大小、位置、标高，防渗漏蓄水试验隐蔽验收；

4）种植屋面的挡墙泄水孔及孔内侧放置的疏水粗细骨料，防渗漏蓄水试验隐蔽验收；

5）板状保温材料用于墙面保温层的各构造层隐蔽验收、排风节点的做法。

隐蔽工程验收记录见质控（建）表4.1.5.3。

（2）保温、隔热材料应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

（3）松散保温材料施工基层须干燥同时应分层铺设并压实，及时进行找平层和防水层施工；板状保温材料也要求基层干燥，铺设要求基层平整，铺板要平，缝隙要严，上下层接缝要相互错开；整体现浇（喷）保温层材料宜用机械搅拌并应色泽一致。

（4）蓄水屋面的溢水口、过水孔、排水管、溢水管的大小、位置、标高的留设必须符合设计要求且应在防水层施工前安装完毕。

（5）种植屋面的挡墙泄水孔的留设必须符合设计要求，并不得堵塞。

Ⅱ 核查办法

（1）核查上述隐蔽项目所用材料的质量合格证明文件、进场验收记录，对重要材料应有复验报告；

（2）核查各构造层、各构造节点位置，施工情况、所用材料等是否符合设计及相关规范、标准的要求。

（3）核查蓄水屋面、种植屋面的各孔、管、口是否符合设计要求，是否有防渗漏蓄水试验隐蔽验收。

（4）核查验收意见是否明确，签证手续是否齐全。

Ⅲ 核定原则

凡出现下列情况之一，本项目核定为“不符合要求”。

（1）无隐蔽工程验收记录。

（2）隐蔽工程验收记录不能反映隐蔽工程的内在质量，无保温隔热层的材料、厚度、做法等情况。

1、常用建筑保温隔热材料的分类及发展

建筑保温隔热材料种类繁多, 根据保温隔热材料在围护结构的使用部位不同, 可分为内、外保温隔热材料; 根据保温隔热材料的形态可分为板块状和浆体状保温隔热材料; 根据保温隔热材料的材质可分为有机和无机保温隔热材料等。其中, 矿物棉（看图1-1）、膨胀珍珠岩、泡沫塑料等较为常用的建筑隔热保温材料。

图1-1

1840年英国首先把溶化的矿渣喷吹后形成纤维生产出矿渣棉, 并用作建筑保温隔热, 至今已有170余年的历史。国内的矿物棉研制和生产始于1958年, 而1978年北京新材总厂从瑞典容格公司引进年产1.63万吨岩棉生产线, 揭开了国内矿物棉工业生产的序幕。90年代由于建筑节能和墙改工作的推进, 矿物棉应用越来越普及。矿物棉是一种优良的保温隔热材料, 按照所用原料的不同, 分为岩棉和矿渣棉两种。矿物棉及其制品在建筑和其他工业上的应用, 以其优良的保温隔热和显著的经济效益引起人们关注。除矿物棉类材料的保温隔热性能外, 岩棉类材料还具有防火特性, 矿物棉具有很好的吸声和隔振效果, 因此矿物棉类材料广泛用于早期的工业和建筑保温隔热。但矿物棉类材料不同程度地含有沥青、胶或其它有机物,容易产生有害物质而污染环境, 而且矿物棉材料强度低, 作为维护结构的保温隔热层时易塌陷, 而且生产加工工艺复杂, 逐渐被其它材料所替代。

1.2膨胀珍珠岩保温隔热材料

图1-2

作为保温隔热材料的珍珠岩（见图1-2珍珠岩屋面隔热保温板），工业性生产始于1946年美国的亚利桑那, 我国的膨胀珍珠岩则在60年代末由大连耐火材料厂开始生产。膨胀珍珠岩是一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产, 包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩, 三者只是结晶水含量不同。由于在1000~1300度高温条件下其体积迅速膨胀4~ 30倍, 故统称为膨胀珍珠岩。常温导热系数0.024 5 ~ 0.048 W / ( m·K ), 高温导热系数0.058~ 0.175 W / ( m· K ) , 低温导热系数0.028 ~0.038W / ( m· K ), 最高使用温度800度 。用作高效保温、保冷填充材料。膨胀珍珠岩材料的容重小、导热系数低, 耐火和隔音性能好, 而且无毒, 它是一种价廉的保温材料,主要用作建筑保温抹灰料、轻质砼骨料、墙体松散保温填料、制造纤维增强砼板、保温地板以及石膏珍珠岩砼整体屋面板、板材等。但膨胀珍珠岩具有很强的亲水性, 由于水的导热系数远高于膨胀珍珠岩材料, 吸水后会导致其保温隔热性能急剧下降; 同时膨胀珍珠岩为无机多孔物质, 易破碎, 在运输过程可能由于挤压或撞击而造成破碎, 使其密度增加而导致保温性能下降。因此在保温隔热应用时需要对膨胀珍珠岩进行疏水和增强处理。