墻體保溫材料

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摘要：

本文分別通過對材料自身性能和目前在國內(nèi)外的應(yīng)用等情況來介紹紙纖維素和植物纖維這兩種綠色環(huán)保型墻體保溫絕熱新材料。并根據(jù)以上的介紹，對這類綠色環(huán)保型的墻體保溫絕熱材料今后的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能綠色環(huán)保保溫絕熱材料紙纖維素植物纖維

正文：

目前在我國范圍內(nèi)用于外墻保溫的絕熱材料主要有膨脹聚苯板（EPS板）、擠塑聚苯板（XPS板）、聚氨酯、膠粉聚苯顆粒、膨脹珍珠巖、海泡石、泡沫玻璃、巖棉等，這幾種保溫絕熱材料在生產(chǎn)過程中都對環(huán)境有或多或少的不利影響。隨著我國建筑節(jié)能向第二階段的邁進(jìn)，人們對保溫節(jié)能材料自身的環(huán)保性能越來越重視。這里就介紹兩種綠色環(huán)保型墻體保溫絕熱材料：紙纖維素和植物纖維。

紙纖維素墻體保溫絕熱材料

早在1893年，英國就出現(xiàn)了有關(guān)把紙纖維素作為保溫絕熱材料的專利，第一次世界大戰(zhàn)后，紙纖維素保溫絕熱材料引入到美國。現(xiàn)在美國紙纖維素保溫材料生產(chǎn)廠家有60余家，還有纖維素保溫材料生產(chǎn)企業(yè)協(xié)會（CIMA）。目前在美國，紙纖維素應(yīng)用有著最復(fù)雜、最嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

與其它類型的保溫絕熱材料相比，紙纖維素主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

熱學(xué)性能穩(wěn)定

紙纖維素的熱學(xué)性能非常穩(wěn)定，它的導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻受密度和溫度的影響很小，密度為24kg/m3時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/mK，密度為55kg/m3時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.036W/mK，而玻璃棉的導(dǎo)熱系數(shù)隨著密度的變化相差2倍以上，紙纖維素的導(dǎo)熱系數(shù)在-20℃~70℃之間基本保持不變，玻璃棉的導(dǎo)熱系數(shù)在寒冷的冬天最多可降低50%。

低能耗

回收的新聞用報(bào)紙經(jīng)過破碎、阻燃、防水等處理即可使用，紙纖維素在整個(gè)制造中所消耗的能源很少，并且不排放CO2氣體，而生產(chǎn)一噸聚苯乙烯需要耗電500度、燃料0.64×106達(dá)卡、8噸冷卻水和2噸原油。

可回收利用

制造紙纖維素的新聞用紙可連續(xù)回收利用達(dá)7次，而其他保溫材料一般只能利用一次。

優(yōu)良的防火性能

按照英國的標(biāo)準(zhǔn)，正常的防火墻可分為15分鐘、30分鐘和60分鐘三個(gè)等級。防火實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)過阻燃處理的紙纖維素防火墻的等級為60分鐘。而玻璃棉防火墻的等級為15分鐘，礦棉防火墻的等級為30~60分鐘，一些泡沫材料不夠級別。

生態(tài)環(huán)保

利用回收紙作為原材料有利于減少環(huán)境污染，并且在使用過程中對人類的健康無任何不利影響，使用后沒有難以回收或產(chǎn)生垃圾等問題。

在國外，紙纖維素作為保溫絕熱材料主要用于閣樓和木框架結(jié)構(gòu)建筑中，其安裝和使用技術(shù)主要有以下幾種：

閣樓安裝（LoftInstallation）

此法也稱為疏松填充。首先把紙纖維素半壓縮打包，半壓縮包的密度為150~200kg/m3，安裝時(shí)把半壓縮包放進(jìn)特殊的鼓風(fēng)設(shè)備內(nèi)，用鼓風(fēng)設(shè)備把紙纖維素吹到閣樓底部，紙纖維素為干態(tài)的，不加水和粘結(jié)劑，鼓風(fēng)設(shè)備的作用是打碎半壓縮的紙纖維素然后把它以松散纖維的形式吹到閣樓底部，吹出來的松散紙纖維素密度為24kg/m3±15%，導(dǎo)熱系數(shù)為0.035W/mK。

墻空穴安裝（WallCavityInstallation）

EXCEL公司開發(fā)了一種“Turfill”系統(tǒng)用于墻空穴安裝，這種方法是把纖維在壓力下吹入墻上面的空穴內(nèi)，纖維的密度大約為55kg/m3。對于用預(yù)制件裝配的建筑系統(tǒng)，可采用濕法噴涂技術(shù)安裝，此技術(shù)是把紙纖維素弄濕后吹到壁骨材料之間的外木質(zhì)面板的內(nèi)側(cè)，施工時(shí)需要水和粘結(jié)劑把紙纖維素與基本結(jié)合在一起，然后在固定內(nèi)墻板之前用特殊工具把紙纖維素刮平。最近，德國市場上出現(xiàn)了另一種適用于用預(yù)制裝配的建筑體系的技術(shù)，此技術(shù)是用熱固性交聯(lián)樹脂把紙纖維素粘在一起，纖維的密度為50~100kg/m3。

熱屋頂安裝（HotRoofInstallation）

對于木結(jié)構(gòu)熱屋頂空穴保溫系統(tǒng)，或者把紙纖維素吹入空穴內(nèi)，或者使用濕噴的方法，吹入屋頂空穴的紙纖維素密度為45~55kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.036W/mK。

預(yù)制板填充（FactoryPanelFilling）

EXCEL開發(fā)了適用于工廠預(yù)制木結(jié)構(gòu)單元的“自動填充”系統(tǒng)，此系統(tǒng)與用于裝配建筑系統(tǒng)的濕噴技術(shù)類似，然后用薄膜密封住這些預(yù)先填充的框架單元以防止在運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝時(shí)濕氣的進(jìn)入。

紙纖維素作為保溫絕熱材料在歐美已經(jīng)應(yīng)用了40多年了，雖然目前紙纖維素在歐美建筑節(jié)能市場上占有的份額比較小，但是，隨著人們對健康、環(huán)保和防火安全等方面的日益重視，紙纖維素保溫絕熱材料將會飛速發(fā)展。

然而，目前中國的建筑節(jié)能市場上還沒有出現(xiàn)紙纖維素保溫材料，原因是多方面的：

1、中外的建筑特點(diǎn)不同。歐美的住宅大多為低層住宅，建筑結(jié)構(gòu)多為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，幾乎所有的住宅為坡屋頂，而我國城鎮(zhèn)的建筑多為中高層建筑，建筑結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。中外建筑特點(diǎn)的不同就決定了紙纖維素的應(yīng)用方式的不同，國外成熟的應(yīng)用方式在中國可能就不適用了，我國的企業(yè)還需要一定的時(shí)間來吸收改進(jìn)。

2、我國的建筑節(jié)能起步較晚，建筑保溫技術(shù)在一些領(lǐng)域還比較落后，而且許多的建筑節(jié)能企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新意識。

3、中國的建筑節(jié)能市場還處于起步和發(fā)展階段，對建筑節(jié)能材料的生產(chǎn)要求和使用規(guī)范還需不斷完善。

植物纖維保溫墻體材料

我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，每年有大量的農(nóng)作物秸稈沒有很好地被利用。而植物纖維保溫材料的出現(xiàn)，可以很好地解決農(nóng)村農(nóng)作物秸稈的利用問題，同時(shí)它也適應(yīng)了國家建設(shè)節(jié)約型社會發(fā)展的需求。目前，植物纖維保溫材料作為一種新型的建筑材料在市場中的應(yīng)用剛剛開始，由于其具有突出的利廢、環(huán)保、再生和節(jié)能等特性，已顯現(xiàn)出極強(qiáng)的生命力和廣泛的應(yīng)用前景。

植物纖維保溫墻體材料的特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

成熟的技術(shù)和高性能的產(chǎn)品。植物纖維保溫墻體材料是國家禁用粘土磚替代產(chǎn)品中性能較好、實(shí)用性較強(qiáng)的產(chǎn)品之一。該產(chǎn)品的性能與粘土磚接近，有較強(qiáng)的實(shí)用性，并且舒適性能高于粘土磚建筑。

改變建筑模式的基礎(chǔ)構(gòu)件。（1）解決寒冷地區(qū)跨年度施工的材料保障。工期長、跨年度施工是寒冷地區(qū)建筑業(yè)延續(xù)多年的傳統(tǒng)模式。這種模式建筑成本高、建筑質(zhì)量低、能源消耗大。植物纖維墻體材料系列產(chǎn)品的應(yīng)用從根本上改變了這種落后的建筑模式。植物纖維保溫墻板按圖制作、按號拼裝、一次完成砌體和保溫的全部工作，它與建筑框架同時(shí)施工、按序跟進(jìn)、同時(shí)完工。（2）植物纖維為實(shí)現(xiàn)建筑輕體化、高能化、省地化提供了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

實(shí)現(xiàn)建材生產(chǎn)的低耗高產(chǎn)。在生產(chǎn)成本中，植物纖維外墻保溫板每平方米耗電0.142度，耗水1.5升，不用1克燃料，每平方米中電和水的成本為1元。與其它墻體保溫材料比較，其產(chǎn)出量與能耗比是極低的。植物纖維在使用中的節(jié)能效益很高。以植物纖維外墻保溫板為例：規(guī)格200mm厚的墻板，保溫系數(shù)高于370mm粘土磚墻4倍，取暖熱耗降低4倍，取暖成本減少4倍，每年可節(jié)省大量的能源消耗，減少取暖支出。

植物纖維保溫墻體材料在我國市場中應(yīng)用的廣泛性：

地域的廣泛性。1、由于植物纖維保溫材料的秸稈原料廣泛，在全國各地均可大量生產(chǎn)使用。植物纖維的種類范圍廣，如南方的稻草、甘蔗渣、稻糠等；北方的玉米稈、高粱稈、大豆秸等；中原地區(qū)的麥秸、谷糠等；；林業(yè)地區(qū)的鋸末和干柴等。2、由于植物纖維保溫材料產(chǎn)品已經(jīng)系列化，使用的地域性極大。就生產(chǎn)而言，南方氣溫條件好，可以全年生產(chǎn)；北方氣溫低、但是空氣干燥，5-9月每天的產(chǎn)量是南方地區(qū)的3倍，產(chǎn)量不會受影響。就氣候適應(yīng)性而言，有突出的保溫、防水、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，能適合熱帶、亞熱帶多雨潮濕的氣候；同時(shí)亦適應(yīng)北方地區(qū)保溫抗寒的要求。

使用的廣泛性。1、由于該產(chǎn)品工廠化生產(chǎn)、按圖制作、便捷安裝、產(chǎn)品系列化等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種框架式建筑如體育場館、廠房倉庫、救災(zāi)房屋、賓館飯店以及商場寫字樓等。2、現(xiàn)投產(chǎn)的產(chǎn)品有多種規(guī)格、多種用途和功能。如：輕體內(nèi)墻隔板、衛(wèi)生間隔板；高保溫外墻板、強(qiáng)保溫外墻板、保溫隔音屋面板、強(qiáng)防水屋面板等。

由于建材價(jià)格的不斷上漲和房價(jià)的上漲，植物纖維系列墻體保溫材料的廣泛應(yīng)用，可使建筑成本大為降低。植物纖維墻體保溫材料作為一種新的材料，對我國建筑市場的發(fā)展將起到積極的推動作用。

隨著我國建筑節(jié)能市場的逐步完善，人們對健康環(huán)保的日益重視，企業(yè)自主創(chuàng)新意識的提高，類似以上這兩種綠色環(huán)保型墻體保溫材料必將以其特有的優(yōu)勢在我國的建筑節(jié)能市場上占有一席之地。

參考文獻(xiàn)：

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