屋面保温做法 [屋面保温材料的应用现状与发展趋势]

　　摘 要：随着中国节能建筑的不断发展，屋面保温隔热作为建筑节能的重要部分，成为我国节能技术研究和应用的新领域。我国保温材料发展缓慢，20世纪70年代前一直使用水泥加发泡剂制成的泡沫混凝土和性能差、密度大的炉渣。70年代后期才开始生产密度低、导热系数小的膨胀珍珠岩和膨胀蛭石，并很快得到普遍推广。后来又逐渐开发出岩棉，微孔硅酸钙，加气混凝土等。但是这些材料吸水率极高，一旦浸水将不能保证保温功能，还会导致防水层起鼓。直到90年代中期，聚苯乙烯泡沫板，硬泡聚氨酯等材料的出现，才彻底地解决了保温材料吸水率高这一难题。文中从材料角度分别介绍了中国屋面保温隔热材料的发展现状，在分析了各种材料优缺点的基础上，对中国此类材料的未来发展趋势进行了展望。
　　关键词：建筑节能, 保温隔热,
　　一、前言
　　保温材料既起到阻止冬季室内热量散发到室外，同时也防止夏季室外热量传到室内的作用。如今室内空调普及，冬天要防止热量散发，夏天要防止冷气向室外传导，以减少能源的消耗。所以提高建筑工程的保温、隔热性能，节约能源是国家的一项重要国策，因此研究新型建筑保温隔热材料具有重要的现实意义。
　　二、常见屋面保温材料介绍及应用现状
　　在建筑中，习惯上将用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料，防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。常用的保温隔热材料按其成分可分为有机和无机两大类，下面就一些工程中较为常见的材料做简单介绍。
　　1.膨胀珍珠岩制品
　　膨胀珍珠岩及其制品是我国发展较早，应用广泛的建筑保温材料，目前年产40多万吨散料。膨胀珍珠岩具有较小的堆积密度及优良的保温绝热性、不燃性，且价格低廉。但在实践工程中，该材料常因吸水性大导致保温层的热导性能增加而失去保温隔热能力。
　　工程应用中主要有水泥珍珠岩制品、聚合物憎水珍珠岩制品，膨胀珍珠岩散料作为填充材料做成芯板屋面。由于水泥珍珠岩制品在施工过程中水分无法排尽，而温度的变化会使防水层起鼓开裂、造成屋面渗漏。因此，研制高强、低导热系数的憎水珍珠岩制品，淘汰水泥珍珠岩制品是膨胀珍珠岩屋面保温绝热材料的发展方向。
　　2.膨胀蛭石制品
　　蛭石可直接作为松散状填料用于建筑保温中，亦可配合水泥、沥青等材料制成膨胀蛭石制品应用于建筑材料中。常见的膨胀蛭石制品有水泥蛭石制品、蛭石矿渣棉制品等。膨胀蛭石散料及制品具有质量轻、导热系数小、防火、防腐、化学性能稳定、无毒无味等特点，但吸水率高，施工难度大，今后将被新型材料所替代。
　　3.加气混凝土
　　加气混凝土以硅质和钙质原材料为主要原料，参加发气剂（铝粉、锌粉等），经加水搅拌，由化学反应形成空隙，经浇筑成型，预养切割，蒸压养护等过程形成的多孔硅酸盐混凝土。具有质量轻、保温性能好、可加工等优点。加气混凝土孔隙达70%～85%，体积密度一般为500～900kg/ m3，为普通混凝土的1/5，与木质差不多，能浮于水，可减轻建筑物自重，大幅度降低建筑物的综合造价。另外，由于材料内部具有大量的气孔和微孔，因而有良好的保温隔热性能。导热系数为0.11～0.16 W/(m·K)，是粘土砖的1/4～1/5。
　　4.聚苯乙烯泡沫塑料
　　这是目前使用最普遍的一种保温隔热材料。它具有质量轻、保温隔热性能良好（导热系数0.044 W/(m·K)左右）、价格便宜、易加工、施工操作简便等优点，在严寒地区有比较长的使用历史。同时聚苯乙烯泡沫板具有非常优越的防潮性能，可用于直接接触潮气或水，特别是可以用于倒置式保温屋面，在节能屋面上具有很高的应用价值。
　　聚苯乙烯泡沫塑料耐热性较差,使用温度有所限制.另外,防火应引起重视,在加入阻燃剂后,防火性能有所改善。抗老化能力差，使用寿命在20年左右，废弃材料不能降解而造成"白色污染"、不利于环保，影响到长期的应用和发展。
　　5.聚氨酯泡沫塑料
　　硬质聚氨酯（PUR）泡沫塑料是一种高分子聚合物，可替代传统的珍珠岩、蛭石等保温材料，其优点：⑴优良的隔热保温性能。硬质PUR泡沫塑料的导热率有50％～70％取决于泡沫内填充气体的导热率，因硬质泡沫塑料在制造过程中以氟利昂为发泡剂，在形成均匀致密的封闭孔中充满了氟利昂气体，而氟利昂的导热率是常见气体中导热率最低的，因此导热率很低。⑵独特的抗水渗透性能。硬质PUR泡沫塑料的闭口孔隙率可达92％以上，是结构致密的微孔泡沫体。⑶施工操作方便。一般在现场直接喷涂发泡成型，可在任何复杂结构的屋面上作业。
　　硬质聚氨酯PUR泡沫塑料屋面投资虽较高，因此降低成本是今后硬质聚氨酯泡沫塑料的发展方向，其在屋面保温节能方面的发展前景广阔。
　　6.酚醛树脂泡沫塑料
　　酚醛树脂泡沫塑料具有导热率低、力学性能好、吸水率低、耐热性好、难燃等优点，尤其适合于某些特殊场合作保温隔热材料或其他功能性材料。酚醛树脂可以长期在130℃下工作。同时，在耐热方面也优于聚氨酯发泡材料。酚醛树脂泡沫防火性能良好，隔热效果比普通屋面材料高2～3倍。酚醛泡沫是国际上公认的建筑行业中最有发展前途的一种新型保温防火隔音材料。目前，在发达国家酚醛发泡材料发展迅速，已广泛应用于建筑、国防、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中，酚醛材料已占40%；日本也已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。
　　三、目前屋面保温材料存在的问题
　　对于有机保温材料我们通常采用阻燃处理，但即便这样，这些材料最多也只能达到难燃级别，无法不燃。例如聚氨酯泡沫燃烧速度非常快，同时会产生有毒气体，对人体造成危害。
　　四、屋面隔热保温材料的发展趋势
　　1.废料利用
　　近几年粉煤灰、废旧泡沫塑料等固体废弃物得到了很好的开发应用，如已大面积应用的水泥聚苯板的主要成分就是废旧泡沫塑料。节能利废型材料的特点之一是由于材料来源于固体废弃物，加上国家相关政策上的倾斜，具有较大的价格优势。
　　2.多功能复合型材料
　　各种材料各有优缺点：如有机类保温材料保温性能好，但是耐高温性能差、强度低、易老化、防火性能差；无机类保温材料耐高温、无热老化、强度高，但吸水率高或机械加工性能差。为了克服单一保温材料的不足，则要求使用功能复合型的建筑保温材料。
　　3.新型材料
　　目前，已经出现几种新型保温材料（如：纳米孔绝热材料）。对于绝热材料而言，热对流主要由材料中的空气来完成。由于空气中的主要成分氮气和氧气的自由程度在70nm左右，因此只有在大部分气孔尺寸都小于50nm时，气孔内的空气分子就会失去自由流动的能力，材料内部才能基本消除对流，使对流传热大幅度降低。
　　五、结束语
　　保温隔热材料与制品是影响建筑节能的一个重要因素。随着屋面工程材料研究的深入和建筑节能环保意识的提高，研制和开发轻质、绝热性能良好、环境污染小、使用寿命长的建筑屋面保温隔热材料，将成为改善人居环境、节约能源的有效途径。随着对节能工作的日益重视和对屋面保温材料研究的进一步深入，还会研制出更为理想的建筑屋面保温隔热材料。
　　参考文献：
　　[1]果莉苹．硬质聚氨酯泡沫塑料在屋面保温防水工程中的应用．中国建材工业出版社．2002
　　[2]吴川林．纳米孔绝热材料的性能与应用．2002