绝热节能环保材料在建筑工程中应用

苏开拓 朱勇 叶超

摘 要：为更好的实施节能环保理念，降低建筑工程整体能耗，现以“纸纤维素、植物纤维保温材料”2种绝热节能环保材料为例，研究了纸纤维素的优势以及其在建筑工程中的具体应用。从改变建筑模式的基础构建、实现建材生产低耗高产2个方面入手，探讨了植物纤维保温材料在建筑工程中的具体应用。根据绝热节能环保材料的发展现状，从保温材料系统化发展、装配式建筑带动建筑绝热节能材料、冷库保温材料、气凝胶、多功能复合等，研究了其应用发展前景。结果表明：绝热节能环保材料具有热学性能稳定、低能耗、可回收利用、防火性能好等特点，符合建筑工程的应用需求。

关键词：绝热节能;环保材料;建筑工程;使用

中图分类号：TU55+1 文献标识码：A文章编号：1001-5922（2022）02-0060-05

在进行建筑工程施工期间，加强绝热节能环保材料的应用力度，不仅可以实现工程的节能化、环保化、绿色化施工，还能促进工程健康、可持续发展，为进一步提高建筑工程的节能降耗效果打下坚实的基础。因此，为了提高建筑工程的节能效果以及施工单位的社会效益和经济效益，如何将纸纤维素、植物纤维保温材料等绝热节能环保材料科学应用建筑工程中是施工人员必须思考和解决的问题。

1 纸纤维素在建筑工程中的应用

在进行建筑工程施工期间，通常要加强对保温墙体的施工，以起到节能降耗的作用。为此，以“纸纤维素”为例，将其应用于建筑墙体施工中，以达到提高建筑墙体保温绝热效果。

1.1 纸纤维素的优势

纸纤维素产生时间是1893年，并申请了相关专利，专利内容为：将该材料作为保温绝热材料使用，随着纸纤维素的不断发展和成熟，其产量逐年增加[1]，在建筑工程墙体施工中发挥出重要作用。该材料优势主要体现在以下几个方面。

1.1.1 热学性能稳定

纸纤维素作为一种常用的绝热节能环保材料，其热学性能比较稳定。当该材料的温度和密度相差比较大，对其导热系数以及热阻的影响微乎甚微。例如：密度为25 kg/m3的纸纤维素所对应的导热系数为0.036 W/（m·K）;密度为56 kg/m3的纸纤维素所对应的导热系数为0.037 W/（m·K）。但是，对于玻璃棉材料而言，当材料温度相差较大时，其导热系数会存在较大的差异。例如，与炎热的夏天相比，寒冷冬天玻璃棉材料所对应的导热系数会呈现出大幅度下降的趋势。由此可见，与玻璃棉材料相比，纸纤维素具有非常稳定的热学性能。

1.1.2 低能耗

報纸回收主要是指通过对其进行破碎、阻燃、防水等一系列的加工处理，使其具有重复利用的价值。同时，在回收报纸期间，所消耗的能源量较少[2]，并且不会产生大量的CO2气体，但是，其他的绝热保温材料所消耗的能源量较高。由此可见，纸纤维素具有良好的低能源特点。

1.1.3 可回收利用

对于一般性保温材料而言，属于一次性材料，仅仅只能使用一次。但是，新闻用纸属于可循环利用材料，其重复使用次数最高可以达到7次。因此，通过对该材料进行回收利用，可以起到循环利用的作用。

1.1.4 防火性能好

国内相关指标表明：纸纤维素所对应的防火墙主要包含15、30、60 min 3个等级，而其他类型的材料防火墙想要达到60 min等级简直是天方夜谭[3]。对于玻璃棉材料而言，其防火墙的等级最高可以达到15 min;而纸纤维素防火墙最高等级可以达到60 min。由此可见，纸纤维素具有较高的防火性能，通过将其与建筑工程墙体施工进行充分结合，不仅可以最大限度地提高墙体的保温效果，还能使得墙体具有良好的防火性能。

1.2 纸纤维素的应用

回收后的废纸具有较高的应用价值，通过将其作为生产纸纤维素的原材料，不仅可以降低废纸对生态环境的污染程度;同时，还不会对人们的身体健康产生不良的威胁。另外，使用纸纤维素不会引发各种环境污染问题。因此，施工单位要将纸纤维素作为一种常用的保温绝热材料，应用于建筑工程施工中，从而促使建筑工程施工向节能化、环保化方向不断发展[4]。为此，施工人员要严格按照如图1所示的纸纤维素应用流程，将纸纤维素科学应用于建筑工程施工中，从而进一步提高建筑工程的绿色化、节能化施工效果，为促进建筑工程的快速、创新、长远发展提供重要的依据和参考。

1.2.1 阁楼安装

在纸纤维素的应用背景下，阁楼安装方式为：首先，对纸纤维素材料进行变压缩打包处理，将其密度控制在150～200 kg/m3，同时，在安装阁楼期间，还要将该材料放置于指定的鼓风设备中，由鼓风设备向阁楼底部吹入相应的纸纤维素。通过使用鼓风设备可以将吹散后的纸纤维素移动到指定的阁楼底部[5]，此时，纸纤维素的密度有所下降，其值在（25 ±0.16） kg/m3，同时，该材料的导热系数变为0.036 W/ （m·K）。另外，还要尽可能避免对胶粘剂和水的使用，只有这样，才能确保吹入到阁楼底部的纸纤维素始终处于干燥状态，为延长纸纤维素的使用寿命，提高其使用性能发挥出重要作用。

1.2.2 墙空穴安装

在安装墙空穴期间，施工人员要重视对“Turfill”系统的应用，使用该系统的目的是向纸纤维素施加足够的压力，确保该材料能够快速吹入到墙空穴内。此时，需要将该材料的密度设置为56 kg/m3。在进行预制装配施工期间，如果使用纸纤维素，可以利用湿法喷涂技术进行安装。这种安装方式具体的实施步骤为：先将打湿处理后的纸纤维素置于外木质面板上;然后，通过使用胶粘剂和水[6]，将其粘接至墙板上，确保它们形成统一的整体。最后，对内墙板进行加固处理，使其处于稳固的状态。但是，在使用湿法喷涂技术期间，需要注意的是在正式进入安装之前，必要要对纸纤维素进行刮平处理，当该材料刮平处理结束后，才能进入到墙板固定环节中。

1.2.3 热屋顶安装

在安装热屋顶期间，当屋顶所使用的材料属于木质类型时，可以利用空穴保温系统，采用以下两种安装方式，对其进行安装。第一种安装方式是向空穴内直接吹入纸纤维素;第二种安装方式主要采用了湿喷法。无论选用哪种安装方式，需要将纸纤维素的密度和导热系数分别设置为46～56 kg/m3、0.037 W/ （m·K）。

1.2.4 预制板填充

为了进一步提高预制板填充效率和效果，施工人员要利用“自动填充”系统，向预制木结构单元内直接吹入一定量的纸纤维素，同时，还要利用薄膜全面密封该单元框架，从而提高该框架的密闭效果，避免外界湿气侵入到预制结构[7]，导致预制结构出现潮湿现象。

2 植物纤维保温材料在建筑工程中的应用

我国在发展农业期间，平均每年都产生大量的秸秆，这些秸秆的处理方式主要以直接焚烧处置，但这种处理方式存在一定的危害性，不仅会增加材料的浪费程度，还能加剧环境的污染程度;但是，将这些秸秆作为植物纤维保温材料生产原材料，可以避免以上不良现象的发生，同时，还能提高秸秆的利用率，完全符合建筑工程节能环保发展需求。植物纤维保温材料具有节能环保、可回收利用率高等特点，通过将其应用于建筑工程中，可以取得良好的节能环保效果。

2.1 改变建筑模式的基础构建

在寒冷冬季，由于外界环境温度过低，无法正常开展建筑工程施工工作。建筑工程施工周期较长，因此，施工人员要借助跨年度施工方式进行施工;但是，这种施工方式存在一定的局限性，无法有效地保证施工质量和施工进度，同时，还会消耗大量的能源，产生不必要的成本浪费[8]。而植物纤维保温材料出现和应用可以很好地解决这一问题，通过利用该材料可以实现对跨年度施工方式的改革和创新。在利用该材料制作保温墙板期间，首先，要制作墙板施工图纸，然后，严格按照施工图纸相关设计尺寸，对各个墙板进行拼装，确保砌体工作落实到位。

2.2 实现建材生产低耗、高产

植物纤维保温材料相关参数如表1所示。

从表1中的数据可以看出，与其他类型的保温材料相比，植物纤维保温材料具有低耗能特点。同时，在植物纤维保温材料的应用背景下，该保温墙体所对应的保温系数是厚度为380 mm的黏土砖墙的4倍，但是，能源消耗量和施工成本整整下降了4倍多，平均每年帮助施工单位节约了大量的施工成本和能源，为最大限度地提高施工单位的社会效益和经济效益打下坚实的基础。因此，通过将植物纤维保温材料科学应用于建筑工程中，可以促进建材生产向低耗化、高产化方向不断发展。

3 建筑工程中绝热节能环保材料的发展现状3.1 绝热节能环保材料现状

目前，为了进一步提高建筑工程的施工质量，我国所选用的绝热节能环保材料主要包含聚苯板、聚氨酯、无机物和酚醛。其中，聚苯板占整个保温材料的70%;聚氨酯占整个保温材料的10%;无机物和酚醛占整个保温材料的20%。我国各种绝热节能材料产量如表2所示。

从表2中的数据可以看出，2021年我国绝热节能环保材料呈现出不断上升的趋势，在这些绝热节能环保材料中，大部分材料主要集中应用于建筑墙体保温隔热施工领域中。现阶段，随着城镇化建设进程的不断推进，我国对保温材料的需求量变得越来多。

3.2 绝热节能环保材料的应用规模

现阶段，绝热节能环保材料取得了迅猛发展，其应用规模呈现出不断上升的趋势，据相关资料记载，2015年，我国对该材料的应用规模达到了260.89亿元;2021年，该材料的应用规模翻了好几倍，达到了987.4亿元。在这种发展趋势下，我国于2027年绝热节能环保材料的应用规模可以达到2 198亿元。

由此可见，在社会经济水平不断提高下，绝热节能环保材料在建筑工程中的应用规模将会逐渐递增。

4 建筑工程中绝热节能环保材料的应用前景

针对目前我国绝热节能环保材料的发展现状，不难发现，该材料在建筑工程中具有较高的应用前景，其应用前景如下。

4.1 保温材料系统化发展

随着建筑工程向绿色化、节能化、环保化方向不断发展，我国对保温材料产品的质量和性能提出了更高的要求。在这样的背景下，绝热节能环保材料逐渐向安全可靠化、施工简单化、智能化方向不断发展，这种发展方向很好地体现了该材料的系统化发展特点。

4.2 装配式建筑带动建筑绝热节能材料

随着装配式建筑相关技术的不断发展和普及，装配式建筑取得良好的发展，通过应用绝热节能环保材料，可以为节能环保材料行业提供更广阔的发展空间。另外，在进行装配式建筑施工期间，如果将绝热节能环保材料设置为主要施工材料，那么该材料必须要具备较高的保温性能、防火性能和理化性能，而其他类型的材料也会朝着保温化、防火化等方向不断发展，这将会为绝热节能环保材料提供更加广阔的应用前景。

4.3 冷库保温材料

在我国物流行业不断发现下，物流管理领域通常会涉及到大量的保温物质，通过对这些物质进行保温处理，可以最大限度地保持和延长该物质的新鲜度和使用寿命。例如，化工生产以及果蔬加工領域中，需要借助冷库，对这些物质进行冷冻或者保温处理，以保持该物质的新鲜度。此外，为了取得良好的绝热节能环保效果，冷库行业要选用以下两种隔热材料，一种是聚苯乙烯隔热材料;另一种是发泡聚氨酯板隔热材料，通过对该材料温度进行科学调整和控制，可以最大化提高操作的简易性，为进一步绝热节能环保效果产生积极的影响。

4.4 气凝胶

气凝胶作为一种新型、先进的绝热材料，内部含有大量的无机固体物质，该材料类型繁多，密度最小（密度为2 kg/m3），孔径最小。因此，该材料又属于纳米级材料，具有抗高温性强、导热系数低、节能环保显著、隔音效果好等特征。因此，与其他绝热节能环保材料相比，气凝胶具有较高的应用优势，通过将其应用于建筑工程施工中，可以在保证工程整体施工质量和施工进度的同时，还能取得良好的节能环保效果，为促进建筑工程健康、可持续发展打下坚实的基础。但是，目前我国由于缺乏相关先进生产技术，导致气凝胶的生产量较低。因此，随着我国对绝热节能环保材料研究不断加深，我国对气凝胶的研究工作不断加大，为进一步提高气凝胶的生产量，提高气凝胶在建筑工程中的应用效果创造良好的条件。

4.5 多功能复合绝热节能环保材料

随着绝热节能环保材料的不断发展和普及，我国对该材料的性能提出了更高的要求，该材料必须具备多方面、全方位的应用价值，在这样的背景下，未来会有更多的多功能复合绝热节能环保材料不断涌现。通过采用技术加工的方式，对不同类型的绝热节能环保材料进行科学加工，可以将不同材料的优点进行有效地结合，从而加工成一种新型、先进的材料，确保绝热节能环保材料向多功能化、复合化、全面化方向不断发展。例如，在绝热节能环保材料原有绝热性能良好、节能环保效果显著等优点的基础上，添加新的优势，如耐火性、抗震性、装饰性和防火性等特征。

5 结语

综上所述，在众多的行业中，建筑工程所消耗的能源最高，为此，在进行建筑工程施工期间，施工单位要积极响应国家的节能环保发展理念，加大对纸纤维素、植物纤维保温材料等绝热节能环保材料的应用力度，从而发挥该材料的节能环保的作用，为促进建筑工程施工向节能化、环保化、绿色化方向不断发展提供有力的保障。由此可见，绝热节能环保材料具有非常高的应用价值和应用前景，值得被进一步推广和应用。

【参考文献】

[1] 姜玮.建筑工程中绝热节能环保材料的应用与发展[J].商品与质量，2021（15）：345.

[2] 郑曰飞.建筑工程中绝热节能环保材料的应用与发展[J].房地产导刊，2021（3）：272.

[3] 建筑工程中绝热节能环保材料的应用与发展[J].粘接，2020，44（12）：41-44.

[4] 鱼江婷.真空绝热板外墙外保温系统的研究[J].智能城市，2020，6（4）：122-123.

[5] 阚安康，陈照峰，翟传伟，等.长效环保安全真空绝热材料关键技术研发与应用[Z].上海海事大学，2020.

[6] 陈耀.平屋面STP超薄真空绝热保温板施工技术[J].福建建筑，2019（11）：75-79.

[7] 李晓星.预制装配式外墙真空保温一体板性能研究[D].聊城：聊城大学，2019.

[8] 殷波，殷骏，廖佳，等.节能环保高性能隔热耐火材料[Z].宜兴：宜兴摩根热陶瓷有限公司，2019.