高层民用建筑外墙保温材料的种类与特点

郭翰卿

（庄浪县建筑材料试验室，甘肃 庄浪 744600）

0 引言

保温材料是高层民用建筑落实节能环保的重要建筑材料，所以国内外的建筑行业对其进行了深入探究，旨在通过保温材料的应用减少建筑能源消耗，进而减少对环境造成的污染。而墙体保温分为内墙体保温与外墙体保温两种，但若是采用内墙体保温的话，室内面积就会减少，而且外观也会受到影响。所以，外墙体保温材料的应用成为了国内外建筑行业研究和应用的重点。

1 高层民用建筑外墙保温的优点

相较而言，外墙保温的优势在于：（1）可以广泛应用，不仅可以运用于新建筑建设中，还可以运用于旧房改造；（2）可使主体结构不易受到各种因素的影响而遭到破坏，使建筑物的使用年限得以增加；（3）可将“热桥”影响基本消除；（4）可将墙体保温性能提高；（5）可为室内温度保持稳定提供保障；（6）可使墙体气密性、防水性得到提高；（7）可改善民用建筑物室内环境；（8）可减少保温材料的用量，增加房间内部的空间。因此，建筑行业需将外墙保温材料的应用重视起来。

2 保温层材料的特点

2.1 收集多余的热量

保温层材料最大的特点就是可以收集多余的热量，及时释放热量，所以选择好的保温层材料可有效平衡室内温度。

2.2 克服墙面先天性缺点

墙面是有先天性缺陷的，比如∶墙面裂缝、凝结、发霉等。而将保温层材料利用起来，不管是进行新建筑的建设还是进行旧建筑的翻新，皆可克服其先天性缺点。此外，基板整体是安全可靠的，可有效避免负风压撕裂和脱落。

2.3 保证长期适用性

倘若保温层材料的原料为浮珠、水镁石纤维等，其结构发生改变，进而形成封闭的疏水微孔腔结构，而这正是相变材料的载体之一，所以可以为相变材料的长期实用性提供保障。

3 高层民用建筑外墙有机保温材料的种类与特点

3.1 PU

PU是由多异氰酸酯和多元醇反应制成的聚氨基甲酸酯。聚氨基甲酸酯泡沫最早出现于20世纪中叶，由德国建筑行业研究人员研发而成，最开始的聚氨基甲酸酯泡沫的原料为∶多元醇和二异氰酸酯。随着时代的发展，聚氨基甲酸酯泡沫的原料变为了异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇、稳定剂、催化剂、发泡剂等。在长时间的应用中发现，聚氨基甲酸酯泡沫的优点在于∶隔音效果好、隔热性强、防水性能较高、耐油性强、耐磨性强。与其他高层民用建筑外墙有机保温材料相比，聚氨基甲酸酯泡沫是最好的合成材料。在高层民用建筑中，常用的聚氨基甲酸酯包括浇筑聚氨酯、喷涂聚氨酯、聚氨酯泡沫板等。

聚氨基甲酸酯泡沫最大的特点就是热导率低。聚氨基甲酸酯泡沫在高层民用建筑中广泛应用之前，研发人员进行了实践、探究，发现在没有进行阻燃处理的情况下，硬质聚氨基甲酸酯泡沫氧指数不足1/5，倘若遇到了火灾还会释放一氧化碳等毒性较大的气体。为解决这一问题，相关工作人员对其进行了深入研究，发现制作聚氨基甲酸酯泡沫塑料时加入2∶1的膨胀阻燃剂可将硬质泡沫阻燃性提高；制作聚氨基甲酸酯泡沫塑料时加入磷酸三苯酯及氢氧化铝，并按照1∶5的比例进行添加，可使硬质泡沫塑料氧气数值最大化；倘若把蒙脱土进行化学改性，可将聚氨基甲酸酯泡沫塑料的抗燃烧性能提高。

3.2 PF

PF简单来说就是泡沫类塑料，组成部分包括表面活性剂、固化剂、不燃填料、酚醛树脂等。相较于聚氨基甲酸酯，泡沫类塑料的优势在于∶氧指数较高，耐火性较强。在实践中发现，高层民用建筑外墙保温材料中如果应用了酚醛树脂，那么其就可以在高温下长期运行，且其可承受瞬间温度为300℃。

酸醛树脂泡沫由分子结构构成，且有较多粉状物，所以其特点为：粉化度较高、脆性较大。为了解决这些特点给高层民用建筑带来的不良影响，相关工作人员对其进行深入探究，并总结出了几种增强酸醛树脂泡沫材料韧性的途径：（1）在酸醛树脂泡沫材料中添加增韧剂。（2）把苯酚合成树脂换成改性苯酚。（3）利用化学反应增加酸醛树脂泡沫材料的韧性。通过长时间的实践发现，将苯酚合成树脂换成改性苯酚的增韧效果是最好的。此外，相关学者、专家还通过研究发现，将聚氨酯预聚体应用于酸醛树脂泡沫中可将其热性增强，且酚醛树脂泡沫中的聚氨酯预聚体的含量为9%时，其物理性能可以最大限度发挥出来。具体而言，聚氨酯聚体在酸醛树脂泡沫中会产生的反应有扩链、交联反应，一种是多羟基化合物和异氰酸酯基团产生的反应，一种是羟甲基和异氰酸酯基团产生的反应。而这两种反应都可直接对酸醛树脂泡沫材料中的分子结构造成影响，使其韧性得到有效提高。

3.3 EPS

EPS通俗来讲就是模塑聚苯乙烯泡沫，其基本原料为聚苯乙烯颗粒，将其预发泡加热之后倒入相关模具中，进而制作出泡沫塑料板。一般情况下，模塑聚苯乙烯泡沫分为两种，一是阻燃型，二是普通型。

其最大的特点就是性价比高、容易进行加工、吸水性较弱、导热性小、密度小等，但其对温度有着较高要求，即∶不能高于75℃。也就是说，模塑聚苯乙烯泡沫在遇到火的时候容易燃烧起来，且氧气指数较低。为解决这一问题，相关学者、专家进行了深入研究，研究出了多种阻燃方法。比如∶黏土阻燃、本体阻燃、卤系阻燃、无机阻燃、膨胀阻燃、磷系阻燃等。本体阻燃简单来说就是把一些化学元素添加到聚苯乙烯分子链上，进而达到阻燃这一目的。而卤系阻燃虽然有较高的阻燃效率，但是燃烧过程中会出现很多烟雾、有毒气体。随着时代的发展，全球变暖给人类可持续发展带来阻碍，人们逐渐意识到了保护环境的重要性，且国家推出了相应的环保措施、政策，所以卤系阻燃被明令禁止了。无机阻燃及膨胀阻燃是当前在模塑聚苯乙烯泡沫中应用较为广泛的阻燃方式。因为三聚氰胺、聚磷酸铵、季茂四醇这些物质可以在面临高温的时候形成保护屏障，且其可将可燃气体、可燃烟雾的排放量降到最低。此外，如果把氧化镁和氢氧化铝与无机阻燃改性剂结合在一起进行使用，可达到更好的阻燃效果。

4 高层民用建筑外墙无机保温材料的种类与特点

4.1 泡沫玻璃

泡沫玻璃是常见的建筑外墙无机保温材料，其是一种多孔玻璃材料，但因其成本较高，所以常被应用于工业保温隔热工程中。具体而言，工作人员在制作泡沫玻璃的时候会用到非金属矿、废玻璃、粉煤灰等原料，并在这些原料中加入一些改性剂、稳泡剂、助溶剂等，然后通过粉碎、混合制作成配合料。之后，工作人员会将混合料放入模具中进行加热。最后，可形成一种内部具有较为均匀的气泡的多孔玻璃材料。泡沫玻璃最早出现于20世纪40年代的法国，主要原料为玻璃，发泡剂为碳酸钙，一开始制作泡沫玻璃时，相关工作人员使用了耐火模具进行加热发泡，最终制作出了轻石状材料。泡沫玻璃的特点在于生产成本较高，所以常被应用于工业保温隔热工程中，很少被应用于高层民用建筑外墙建设中。所以，降低其成本、提高其成品率成为了相关学者、专家需要解决的问题，如此，才可使泡沫玻璃被广泛应用于高层民用建筑外墙中，才可将其效用最大限度地发挥出来。

4.2 岩棉

岩棉性能不错，而且价格低廉，所以其最早应用于高层民用建筑外墙保温中。在制作岩棉时，工作人员需将辉绿岩、玄武岩当做主要原料，然后再在里面加入一些辅助料，混合之后将其放在冲天炉或者池窑中，用极大压力进行强吹。之后，工作人员需采用相应手段使其瞬间冷却，形成纤维状态。就市面上的岩棉种类而言，常见的有三种：三维法岩棉板、摆锤法岩棉板、沉降法岩棉板。岩棉属于纤维保温材料，所以对熔体配方酸度系数有着较高要求。此外，其特点为吸水性较强。但吸水过多会使其具有较强的导热系数，所以相关工作人员需采用一些措施降低岩棉吸水性。

5 高层民用建筑外墙保温材料的选购方法

5.1 基于环境温度进行外墙保温材料的选购

我国的地域较广，所以每个地方的气候、温度、环境是不同的，所以在选择外墙保温材料的时候需要考虑到当地的气候、温度。比如，北方地区到了冬天的时候，气候会变得干燥、寒冷，所以在选择外墙保温材料的时候应当选择保温性能较高的。这样，才能改善居住者的室内环境，才能给居住者带来舒适感。一般情况下，北方地区可以选择模塑聚苯乙烯泡沫。又如，南方地区的温差不是太大，人们对住所的保温需求并不是很高，在选择保温材料的时候可以选保温性较差一点的。

5.2 基于导热系数进行外墙保温材料的选购

导热系数可对高层民用建筑外墙施工及室内空间造成一定的影响，所以在选购保温材料时，应选择导热系数最小的保温材料。这样，可以为施工提供方便，有效降低空间占用比例。

5.3 基于稳定性进行外墙保温材料的选购

化学稳定性高的保温材料能确保外墙保温材料的功能、效用最大限度地发挥出来，所以在选购保温材料时，需要尽可能选择化学稳定性高的材料。此外，还需要考虑到单位热阻价格，即∶要尽可能选择单位热阻价格较低的材料。

5.4 基于机械强度进行外墙保温材料的选购

外墙保温材料较为特殊，不仅需要具有美观、保温等特征，还需要具有一定的承受能力。这样，才能在恶劣天气下保证墙体不受到损坏。所以在进行外墙保温材料的选购时，需要将机械强度重视起来。

5.5 确保产品是正品

在选购外墙保温材料时，需要对产品包装上的相关内容进行观察，如∶生产产品的商家名称、出厂日期、品牌LOGO、使用说明等。这样，才能确保买到的产品是正品。

5.6 基于重量进行外墙保温材料的选购

在进行高层民用建筑外墙建设时，需要用到大量的保温材料，所以在进行材料选购的时候，需要将重量当做选品的标准。具体而言，若外墙材料的重量较重，很有可能会对建筑的安全性造成影响，进而引发安全事故。所以，在进行高层民用建筑外墙保温材料选择的时候，需要尽可能选择重量较轻的。

5.7 基于防火防水性能进行外墙保温材料的选购

在进行外墙保温材料选购的时候，需要重视产品的防水、防火性能。因为外墙是直接面对恶劣天气的，如果防水、防火性能不好，很有可能会出现空鼓、开裂等现象。

5.8 基于施工工艺进行外墙保温材料的选购

外墙保温材料施工是很重要的，若选对了施工工艺，那么工作人员就可以将施工工期缩短，如果选错了施工工艺，就需要花费大量的时间进行施工。所以，在进行外墙保温材料产品选购的时候，需要尽可能考虑到施工工艺。

6 外墙保温施工步骤

6.1 基层处理

在进行高层民用建筑外墙施工前，工作人员需要对墙体进行彻底检查。即∶用2m靠尺测量，确保偏差在4mm内。如果超出的话，需要用工具铲平；如果遇到了凹槽处，需用水泥砂浆修补。

6.2 弹线、挂线

弹线是一种装饰构件，可替代水泥，根据建筑和外墙保温规范，在立面上弹下垂直的控制线。此外阴阳角处也要打上垂直线。

6.3 配制专用粘结剂

想要保温层更好，在配制时，要加水搅拌，建议用电动搅拌机搅拌至稠度合适、均匀为止。

6.4 粘贴翻包网格布

保温材料外露的地方，如门窗洞口等地方，需要用网格布覆盖好，为安装保温层打下好的基础。

7 结束语

综上所述，建筑外墙保温材料随着时代的发展而变化，节能环保是当前社会的主旋律，所以建筑行业响应号召研发出了具有环保性能的外墙保温材料。但在选购这些材料的时候，需要考虑到多方面的因素，比如∶温度环境、导热系数、稳定性、机械强度、产品品牌、重量、防火防水性能等。只有这样，才可以使外墙保温材料发挥出效用，才可为高层民用建筑具有较高质量、较强保温性能，为建筑行业的发展奠定良好的基础。但就目前的保温材料而言，还存在一些问题，所以相关工作人员仍需基于当前保温材料中的问题进行探究、实践，直至研发出更佳的外墙保温材料。此外，相关工作人员还需树立起创新意识，为中国梦的实现而努力工作。