浅谈建筑围护结构的节能材料*

时间：2024-04-24

余悦，祝斯月，李金阳，雷仕玥，鲍清杨

（武汉轻工大学土木工程与建筑学院湖北武汉 430023）

0 引言

建筑材料是建筑的基石，随着建筑节能材料的发展，维护结构作为建筑结构中的“能耗大户”，其组成材料必然向着高效、经济、节能方向发展[1-2]。因此，在维护结构中大力发展建筑节能材料，以增强其保温、隔热及密闭性，减少能量损失，是增强建筑节能环保的重要措施。

1 节能墙体材料

1.1 有机节能墙体材料

有机节能墙体主要有聚氨酯树脂泡沫塑料（PUF）、酚醛树脂泡沫塑料（PF）和聚苯乙烯泡沫塑料（PS）。硬质PUF保温性能优良。PF绝热性极佳，导热率极低，PS隔热性能优良。

1.2 无机节能墙体材料

无机纤维建筑保温材料包括岩棉和矿渣棉（统称矿岩棉）制品、玻璃棉及其制品，是良好的保温、隔热、耐热的节能墙体材料。

无机多孔状保温材料包括膨胀珍珠岩及其制品和膨胀蛭石及其制品。膨胀珍珠岩具有很好的绝热防火性能。膨胀蛭石也具有保温、绝热等特性。

泡沫水泥制品热导率低，强度高。泡沫石棉是一种新型轻质高效保温节能材料，其导热系数低、保温性能好。硅酸钙制品强度高，热导率低，使用温度高，耐热性和热稳定性好，耐水性良好，经久耐用。轻质保温砌块具有自重轻、保温效果好等特点[3]。

1.3 复合节能墙体

GRC复合保温墙板可分为外墙内保温板和外墙外保温板两类。聚苯乙烯泡沫混凝土保温板重量轻，保温隔热性能好，具有一定强度，适用于各类墙体及屋面的保温层。金属面芯夹板质轻、高强、绝热性能好、施工方便、可重复利用、耐久性好。

1.4 节能利废墙体

节能利废墙体材料中，煤矸石空心砖的热阻性和热惰性都很大且能够承受较大荷载。农业废弃物绿色墙体材料是以稻草、稻壳、沉砂淤泥、再生集料、秸秆等为原料制成。

1.5 建筑保温涂料及砂浆

阻隔性隔热涂料是通过大力减缓热传递来达到隔热效果的涂料。反射隔热涂料一般采用有机高分子乳液、颜填料、助剂等组分配制而成。辐射隔热涂料是将房屋吸收的日光和热量以一定的波长发射到空中，以此获得较好隔热降温性能的涂料。

建筑保温砂浆中，常用的传统无机保温砂浆有膨胀珍珠岩保温砂浆和膨胀蛭石保温砂浆两种。新型无机保温砂浆有玻化微珠保温砂浆和复合无机保温砂浆两种。有机保温砂浆的保温隔热性能良好。

1.6 新型节能墙体

在新型节能墙体中，双（多）层立面双层（或三层）围护结构是一种较新的墙体节能方式，它能充分利用太阳能，节省了建筑中人工照明和机械通风的费用，其良好的保温隔热性能也减少了用于维持室温的能耗。另一种是太阳能空气加热墙体系统是利用太阳能空气加热（SHA）技术加热通风空气，从而降低建筑墙体的热损失并能减少冷空气入侵建筑。

2 节能门窗材料

2.1 窗框材料

木材的导热率很低，使得木门窗框拥有极佳的隔热保温性能[4]。塑料的导热率低，保温隔热性能优良，气密性好，但刚性差，通常会加工成塑钢复合型材。合金窗框轻质耐用，易塑形、易保养、抗风抗压性能也较好，但其耐腐蚀性差，膨胀系数高，保温隔热性能极差。玻璃钢型材门窗膨胀系数低、气密性佳、传热系数低、保温隔热能力强，弹性模量高，刚性好，耐腐蚀、严寒、高温，适用环境范围广。其材料基本性能见表1。

表1 窗框材料基本性能表

2.2 镶嵌材料

吸热玻璃它可吸收太阳的辐射热和多数的可见光。夹层玻璃有抗冲击隔声、耐光、隔热、隔寒等优点。中空玻璃的保温、隔热、隔声能力强。热镜中空玻璃隔热和保温性能优越，防结露、隔音、透光性好，且能吸收大量紫外线。真空玻璃保温性强，防结露、结雾性能、隔声性能均很好。热反射玻璃有较高的透光性和较好的隔热性，既能保温，又能阻挡紫外线，能反射大量的太阳辐射。Low-E玻璃，它有很小的表面辐射率和很大的远红外反射率。

2.3 密封材料

（1）密封膏类。单组分有机硅建筑密封膏使用寿命长，便于施工；双组分聚硫密封膏，有良好的耐候性、耐燃性、耐湿性和耐低温等性能，其工艺性能较佳且粘结性低，施工便捷；水乳丙烯酸密封膏具备良好的伸缩性、耐老化性、低温柔韧性、延展率高，施工便捷；橡胶改性聚醋酸密封膏，粘性好，不受外界温度更迭的影响，不用特殊养护且价格低廉；单组分硫化聚乙烯密封膏，有良好的耐老化性、伸缩性和耐高温性。

（2）密封条。合金门窗橡胶密封条，均匀一致，强力高，耐老化性能优越；彩色自粘型密封条，具有优越的耐久性，气密性，黏结力及延伸力；丁晴橡胶-PVC门窗密封条具有较高的强度和弹性，适当的硬度，优良的耐老化性能。