建筑绝热保温材料发展方向
2018-02-13
未来,建筑绝热节能材料向多功能复合保温材料、轻质化保温材料、保温装饰一体化材料、绿色环保保温材料、防潮防水保温材料、真空绝热材料、纳米孔材料方向发展。
1.多功能复合保温材料。目前使用的建筑绝热节能材料在应用上都存在着不同程度的缺陷,无法同时满足保温隔热性能、耐水、防火等要求,而且材料性能要求越来越高。未来建筑墙体保温材料的发展应能同时满足两种应用需求:具有传统保温的功能,这是建筑墙体保温材料必须具备的基本功能;具有耐水性高、防火等级高、密度低、环保等功能,即需具备综合功能。为了克服建筑绝热节能材料性能的不足,企业纷纷研制轻质多功能复合保温材料。
建筑保温材料产品本身的性能向多功能复合型发展。将具有不同特点的保温材料经过一定工艺复合在一起,通过提升产品保温和防火性能,适应了建筑节能新形势对我国外墙保温材料的新要求。其一是有/无机材料复合实现互补,其二是保温/防火/装饰复合达到一体化,其三是材料/构造复合实现科学多功能化。总之,单一的有机材料或者无机材料都不能完全满足市场的需求,多功能复合型发展思路有可能成为保温行业发展的新途径。
2.轻质化保温材料。在同种材质下,保温隔热材料的密度越小,隔热效果越好。轻质化材料不会添加建筑围护结构的额外负担,降低了因为结构负荷过大而形成渗漏的可能性。
3.保温装饰一体化。保温装饰一体化是指将EPS、XPS、聚氨酯、酚醛泡沫或无机发泡材料等保温材料与多种造型、多种颜色的金属装饰板材或无机预涂装饰板在工厂进行有机复合,实现产品的预制化、标准化、组合多样化、生产工厂化、施工装配化,达到保温与装饰功能于一体的目的。保温装饰一体化是保温材料行业的突破口,也是未来发展方向之一,有很大的发展潜力和市场前景。
4.绿色环保保温材料。近年来,粉煤灰、废旧泡沫塑料等废弃物在保温隔热领域得到了广泛运用。随着对这些降解难度大、处置成本高的废弃物的大力开发,资源得到了有效的运用,环境也因此大幅度改善。对这些废弃物的处置上,国家加大了扶持力度,因此,以废旧泡沫塑料为原料的保温隔热材料将会有较大的价格优势。减少绝热保温材料产品生产过程中的能耗与污染物排放量,考虑产品的可回收再利用性;尽量减少对天然矿物质的需求,釆用废弃物为生产原料,是未来保温材料发展方向。如有机质发泡保温制品不再用氟里昂为发泡剂;继续完善、开发日用废塑料制品与主要原料的建筑隔热保温制品,液态渣的矿棉生产技术等;开发以植物纤维为主要原料的纤维质保温材料;发展无石棉硅酸钙隔热保温制品。
5.防潮防水性能。防潮防水性能是绝热保温材料重要发展方向。材料的吸水率是在选用绝热材料时考虑的一个重要因素,常温下水的导热系数是空气的23.1倍。绝热材料吸水后不但会大大降低其绝热性能,而且会加速对金属的腐蚀,是十分有害的。保温材料的空隙结构分为连通型、封闭型、半封闭型几种,除少数有机泡沫塑料的空隙多数为封闭型外,其他保温材料不管空隙结构如何,其材质本身都吸水,加上连通空隙的毛细管渗透吸水,故整体吸水率均很髙。我国目前大多数保温绝热材料均不憎水、吸水率高,这样一来对外护层的防水要求就十分严格,增加了外护层的费用。
6.真空绝热材料。真空绝热板(Vacuum Insulation Pane,VIP板)是近年来发展起来的一种新型高效真空绝热材料,由填充芯材(如破璃纤维、气相二氧化硅和聚氨酯等)、气体阻隔膜和吸气剂组成的。通过提高板内真空度来降低空气引起的热传递,使其导热系数可以达到0.002~0.004 W/m·k,为传统保温材料导热系数的1/10,厚度仅为传统保温材料的1/7~1/10,从而达到保温节能、节省空间的目的。
真空隔热板导热系数低、轻质高强、施工方便,并且比较薄,可用于外墙内保温,节省使用面积。真空绝热板已广泛应于冰箱、医用保温箱、冷藏集装箱等对保温要求较高的领域以及新型节能建筑的外墙保温。
7.纳米孔材料。运用新的纳米技术的保温材料是研究的主要方向。目前,已经出现几种新型保温材料(例如纳米孔绝热材料、复合绝热材料石棉代用品、气凝胶等)。纳米孔硅质保温材料就是纳米技术在保温材料领域新的应用,组成材料内的绝大部分气孔尺寸处于纳米尺度。随着纳米技术的不断发展,技术上的突破已为时不远。如在纤维质隔热材料的成丝过程中,加入具有远红外性能的陶瓷纳米材料,其制品的隔热保温性能会有所提高。
(1)气凝胶。气凝胶被称为“改变世界的神奇材料”、“终极保温绝热材料”、“超级海绵”。
(2)气凝胶毡。气凝胶毡是以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料,通过特殊工艺复合而成的柔性保毡。
(3)气凝胶真空绝热板。
8.小结
淘汰行业落后产能,提升行业的整体技术水平和产品质量将是建筑绝热节能材料行业今后的重点发展方向。越来越多建筑绝热节能材料的企业将通过工艺设计提升、精细化管理为节能行业提供高品质产品,向部品化、集成化产品转变,也将从单一的材料供应商转变为系统供应商、服务商。建筑绝热保温材料向多元化(无论有机、无机,微孔状、纤维状、层面状、抽真空状,多态复合状,相变功能状等),系统构造科学化,节能结构一体化,装饰防火兼具化;施工便利装配化,安全耐久可靠化的方向发展。