鋼結構外墻材料保溫技術研究論文

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摘要：國外保溫材料工業已經有很長的歷史，建筑節能用保溫材料占絕大多數。我國用于建筑節能的保溫隔熱材料則相對較少。目前，國家正在出臺相關政策，大力推廣建筑節能，這將極大地促進保溫隔熱材料在建筑工程上的應用。本文探討了外墻保溫材料在鋼結構建筑中的應用．

關鍵詞：鋼結構建筑；保溫；外墻

1．前言

進入21世紀，我國建筑產業化進程將更加迅速，如何采用新技術、新材料，為居民提供安全舒適、經濟合理、功能齊全的建筑，也就成為房地產業一項迫切的任務。鋼結構建筑由于適宜工廠大批量生產，工業化、商品化程度高，可以將設計、生產、施工、安裝一體化，提高建筑產業化水平，因而在建筑市場有著良好的發展前景。

鋼結構無論是結構性能，使用功能及經濟效益上，都具有一定的優越性。鋼結構建筑具有適合工業化生產、環保、可再利用的特點，有利于建筑行業的科技進步、勞動生產率的提高、工程質量的改善。發展鋼結構建筑能帶動建材、冶金、化工和機械等產業的發展，提高建筑建設水平和提高居民居住水平，促進國民經濟增長，都有重要的意義。

1.鋼結構住宅外墻保溫材料類型和應用

社會的進步、行業的發展、資源的節約、環保的要求、建筑的功能化、材料的現代化是新型墻體保溫材料發展的必然趨勢，目前市場上主要分為以下幾種鋼結構節能建筑外墻保溫材料:

a、磚:主要包括多孔磚和空心磚、粉煤灰磚(多孔磚)等。

b、“塊”:指建筑砌塊，主要有實心砌塊和空心砌塊。如小型混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等。

c、“板”:主要指建筑板材，有硅酸鈣板、GRC板、蒸壓加氣混凝土板、石膏墻板、鋼絲網架水泥夾芯板、復合輕質夾芯隔墻板等。

目前外墻保溫材料主導產品以混凝土小型空心砌塊、空心磚和輕質板材為主，也是應用最多的外墻保溫材料。

對于低層建筑，應用的外墻保溫材料種類很多，發展趨勢是環保節能的綠色墻材。

目前在多層、小高層及高層建筑中，混凝土小型空心砌塊和加氣混凝土砌塊的應用占主導地位。一些輕質、高強、保溫的墻板，如鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板等，目前在高層框架、接層建筑中也有大量的應用。

在國家經貿委下發的外墻保溫材料革新“十五”規劃中指出，以框架結構為主的高層建筑，應積極發展滿足建筑功能要求，保溫隔熱性能優良，輕質高強，便于機械化施工的各類內、外墻板;多層砌筑結構和高層框架結構，承重外墻保溫材料應重點發展承重混凝土小型空心砌塊和承重利廢空心磚;非承重外墻保溫材料應以利廢的各類非承重砌塊和輕板為主。對于以工廠化制造為重要特點的鋼結構建筑，以應用工廠預制的高性能板材作為外墻結構較適宜。對于多層和小高層，應全部使用綠色節能墻板。對于高層建筑，應以墻板為主，對不適合使用墻板的部位，可以使用砌塊類外墻保溫材料，但需要對外墻進行處理，以滿足節能保溫的要求。

2.國內外墻體外墻材料發展現狀

隨著國家可持續發展戰略的實施，對建筑物節能的重視程度和要求越來越高。在2004年中央經濟工作會議上，總書記提出，要大力發展節能省地型建筑。今年，總理在政府工作報告中也提出，鼓勵發展節能省地型建筑與公共建筑。

在建筑物的外墻結構方面，我國正在大力鼓勵發展綠色建材。主要是嚴格限制粘土磚的生產與使用，大力推廣各種非粘土磚的、輕型、大尺寸的塊材與板材，同時，使已廣泛使用的綠色外墻保溫材料進一步提高生產率、利用工業廢渣、節約能耗，使產品系列化與配套化。

目前，新型外墻保溫材料的發展趨勢和方向主要有以下幾個方面:

1）大量利用工業廢渣代替部分或全部天然資源的外墻保溫材料。

用工業廢渣代替粘土制造實心磚或空心磚，并以空心磚為主。例如，粉煤灰磚、煤研石磚、礦渣磚、煤渣磚等。某些工業廢渣經一定的加工處理可代替部分水泥制作混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊與墻板、纖維水泥板、硅酸鈣板等。其中利用最廣的是粉煤灰。廢棄的泡沫聚苯乙烯經破碎后作為輕集料，與水泥或粉煤灰+水泥混合制成砌塊或墻板。

2）用壓蒸法制造外墻保溫材料。

用壓蒸法制造塊狀或板狀外墻保溫材料可少用或不用水泥，用石灰或電石代替全部或部分水泥;與非壓蒸的水泥制品相比，可使生產周期由14-28天縮短至2-3天;產品與非壓蒸的水泥制品相比，具有高比強度、低干縮率、高防火性能等。目前在國內主要是加氣混凝土(ALC)砌塊與條板和壓蒸纖維增強水泥板與硅酸鈣板。用水泥以外的其它膠凝材料(石膏、菱苦土等)制造外墻保溫材料。利用農業廢棄物代替木質纖維制造人造板，用無石棉纖維水泥板替代石棉水泥板。大力推廣與發展復合墻體與復合墻板。建筑物的外墻、屋面與窗戶是降低建筑能耗的關鍵所在，而其中外墻是關鍵。迄今為止，世界上尚沒有一種單一材料即可滿足保溫隔熱，又可滿足作為外墻的其它多種要求。因此只能采取復合技術，也即采用復合墻體或復合墻板以達到建筑節能的目標。

3.典型的外墻保溫材料介紹

1）輕質保溫復合墻板

單一的塊狀或板狀的建筑材料均不能滿足建筑節能的要求，必須與一些高效的熱絕緣材料相復合，如巖棉板、玻璃棉、膨脹珍珠巖、阻燃聚苯乙烯泡沫板、聚氨醋泡沫板、酚醛泡沫樹脂板等。通常采取現場復合方式施工，按保溫材料的布置位置可分為外保溫、內保溫與夾芯保溫三種，目前以外墻外保溫應用最為廣泛。

目前我國生產和使用的預制復合墻板主要有巖棉復合外墻板、彩色壓型板聚苯乙烯(或巖棉、聚氨酷)復合墻板和鋼絲網架水泥夾芯板等?；炷翈r棉復合外墻板系由150mm厚鋼筋混凝土結構承重層、50mm厚的巖棉保溫層和50mm厚混凝土飾面層所組成，此種復合墻板是承重板，在若干城市內曾推廣應用，但因使用中常發生板面出現裂縫、接縫滲漏等問題，故現己很少采用。彩色壓型鋼板復合墻板全國生產能力己達1000余萬平方米，因價格較高，主要用于工業與公共建筑中。鋼絲網架水泥夾芯板是在工廠內將低碳冷拔鋼絲焊成三維空間網架，中間填充輕質保溫芯材(主要用阻燃的聚苯乙烯泡沫板)而制成的半成品，在施工現場再在夾芯板的兩側噴抹水泥砂漿或直接在工廠內全部預制完成。據統計，目前此種夾芯板全國年生產能力己逾1000萬。

2)礦物棉、巖棉、玻璃棉：具有保溫隔熱性能好(λ=0．047W/(m·K)，S24=0．56W/(m2·K))，耐一定的溫度，防火性能好及吸聲、隔音等優點;且干法施工，施工效率高。缺點是吸濕性強，應注意防潮;松散材料在墻面鋪設、固定并保持平整度較困難。

3)泡沫塑料及多孔聚合物：主要有聚苯乙烯泡沫塑料(包括擠塑型和發泡型)和聚氨脂泡沫塑料，具有保溫性能好(聚苯乙烯：λ=0．042W/(m·K)，S24=0．35W/(m2·K);聚氨脂：λ=0．033W/(m·K)，S24=0．36W/(m2·K))，吸聲(吸聲系數α2000=0．84)、隔音，且吸水率低及干法作業等優點。缺點是對罩面砂漿防裂要求較高，整體造價偏高，防火性能有待改善。

4)膨脹珍珠巖及其制品：保溫隔熱性能較好(水玻璃珍珠巖板：λ=0．062W/(m·K)，S24=1．76W/(m2·K))，蓄熱能力較強，防火、耐腐蝕，吸聲、隔音，無毒、無味，價格低廉，干法施工。缺點是材料吸水率較高，質脆，應注意防潮、防裂。

5)硅酸鈣絕熱制品：保溫隔熱性能較好，熱穩定性好(硅鈣板：ρ≤250kg/m3時，λ=0．048W/(m·K)，S24=1．76W/(m2·K))，耐熱防火(耐熱溫度可達1000度)，強度較高，耐水、耐腐蝕，吸聲、隔音，且可加工性好，干法施工。缺點是生產工藝相對較復雜，產品價格偏高。

參考文獻：

[1]夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準．中國建筑工業出版社，2001．

[2]涂逢祥，白勝芳．歐洲外墻外保溫新標準簡介．外墻外保溫技術，1999，(10)．