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新型高性能建筑保温材料设计与性能探究

米杰

湖北交投鄂西生态新镇投资有限公司,湖北省恩施市,445000

摘要: 随着节能环保意识的提高和建筑节能标准的不断提高,建筑外墙保温材料的研究和应用备受关注。保温性能优良的建筑外墙材料不仅能够有效降低能源消耗,减少温室气体排放,还能提升建筑的舒适性和使用寿命。本文采用理论结合实践的方法,立足当前我国建筑墙体材料的使用情况,分析了新型建筑墙体材料的优势和种类,并探讨了建造节能保温技术的实际应用。分析结果表明,新型建筑墙体材料和建筑节能保温技术的应用,可有效提升建筑工程保温效果并节约能源,助力“双碳”目标顺利实现,值得在建筑工程施工中大力推广和应用。
关键词: 新型高性能;建筑保温材料;设计
DOI:10.12721/ccn.2024.157437
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引言

随着市场经济的快速发展,绿色建材在建筑中的应用具有实质性的意义,不仅可以积极响应我国节能环保的基本要求,而且还可以加强对环境的保护,避免建筑工程施工对环境带来的不良影响。新型保温材料对外墙、屋面、地面与窗户等不同部位的保温技术进行阐述,揭示保温材料在提高住宅能效和居住舒适度方面的重要作用。强调材料选择、施工过程以及工程验收等环节质量控制措施,确保保温材料发挥最佳效能。

1、新型高性能建筑保温材料的设计原理

新型高性能建筑保温材料的主要目的是减少建筑物的热损失,提高建筑物的热工性能。其保温原理在于减少建筑物内外热量的传递,使其能够保持相对恒定的室内温度。因此,新型高性能建筑保温材料应具有比普通材料更低的导热系数以及更好的隔热性能;新型高性能建筑保温材料应具有出色的耐久性,即可长期稳定地承受各种外界环境的耦合作用。为此,保温材料需要满足一定的强度、硬度、柔韧性等机械性能要求,以及抗紫外线、耐老化、防火、抗震、耐腐蚀等各方面特殊要求;新型高性能建筑保温材料应当具有良好的环保性质,遵循“绿色、可持续发展”的原则。其设计原则要求材料选用环保友好的原料、采用低耗能的生产工艺,以及降低建筑物的碳足迹,提高建筑物的能源利用效率。在实际设计过程中,要根据不同的应用场景和特殊需求,综合考虑上述保温、耐久、环保3个方面的原理,设计出满足要求的新型高性能建筑保温材料。

2、新型高性能建筑保温材料设计研究

2.1、复合类保温材料

复合保温材料是由不同种类的材料经复合工艺组合而成的保温材料。传统的两种墙体保温材料都有不同程度的短度,而复合材料的出现使得两类材料可以进行优势的互补。常见的复合类保温材料有聚氨酯泡沫复合材料、岩棉与聚氨酯复合材料、玻璃棉与铝箔复合材料和聚苯乙烯与硅酸盐水泥复合材料等。复合类保温外墙材料制作方式主要包括多层材料板复合成墙和无机材料内掺入有机材料成墙两种方式。多层材料板复合成墙通常由内部的隔热层和外部的保护层组成。隔热层一般采用导热系数低的材料,如聚氨酯泡沫、岩棉等。当外墙受到温差作用时,隔热层能够有效地阻止热量的传导,减少室内与室外温度差异,从而提高建筑物的保温性能。而保护层则用于保护隔热层并增强外墙结构的强度和耐久性。以硬泡聚氨酯芯板与玻化微珠保温层相结合的方式预制复合保温板,试验证明硬泡聚氨酯芯板的尺寸稳定性得到有效改善,且复合保温板的隔热能力大大增加。无机材料内掺入有机材料成墙主要是通过在无机物中加入有机物以改善无机物的既有缺陷。

2.2、玻化微珠材料

玻化微珠是一种导热系数低的轻质骨料,在墙体保温施工中,将玻璃化微珠添加到保温材料或砂浆中,可以减少热量的传导,降低墙体热桥效应,提高墙体的整体保温性能。由于玻化微珠具有良好的保温性能,所以能有效降低墙体内外温度的传递速度和差异,提高墙体的保温效果,尤其在冬季可以保持室内的温暖,在夏季阻挡热量进入室内,提供良好的室内环境舒适度。另外玻化微珠具有一定的机械强度,在墙体保温施工中加入玻化微珠可以增加保温材料或砂浆的强度,提高墙体的整体结构稳定性,特别是对抵御外界冲击、减少墙体开裂具有重要意义。由于玻化微珠是一种轻质骨料,相对于传统砂浆或保温材料来说更加轻盈,所以在墙体保温施工中使用玻化微珠能够减轻施工材料自身的重量,有利于降低对建筑结构和承重能力的影响[1]

2.3、硅酸盐复合保温材料

该材料为固体基质联结封闭口孔网状结构材料,以含铝、镁、硅酸盐非金属矿为基料,经过一系列工艺加工而成。该材料导热系数低、热损小,且无毒、不污染环境、不腐蚀设备,是理想保温材料。可广泛用于石油、化工、电工、冶金等行业热力罐体、管道等设备保温隔热。

3、加强新型高性能建筑保温材料设计的措施

3.1、降低生产成本

寻找价格适中、质量稳定的原材料供应商,与供应商建立长期稳定的合作关系,以获得更好的采购价格和服务。对原材料进行充分的市场调研和分析,合理评估不同材料的性能与成本之间的平衡。通过优化生产流程和工艺,提高生产效率,减少能源和资源的浪费。通过循环利用和资源回收等手段,降低废弃物处理成本。优化人力资源管理,提高员工的技能和效率。鼓励员工提出创新和改善建议,降低人员培训和招聘成本。引入先进的信息技术和数据分析方法,实现生产过程的智能化管理和优化。通过数据监测和分析,及时调整生产计划和工艺参数,提高生产效率和产品质量。采用供应链管理系统,优化物流和库存管理,减少仓储和物流成本。确保原材料供应和产品交付的及时性和准确性。总之,降低新型高性能建筑保温材料的生产成本要综合考虑多个因素,包括原材料选择与采购优化、生产工艺优化、节能环保措施、成本控制与管理以及智能化生产管理等方面[2]

3.2、施工过程控制

施工前,工程技术负责人应当向施工人员进行详细的技术交底,明确施工工艺、质量要求和安全注意事项。根据施工需要,准备齐全施工工具,确保其性能良好,满足施工要求。对凹凸不平或污渍严重地方,及时进行处理。保温材料应存放在干燥、通风仓库中,避免阳光直射和雨淋。施工现场材料应堆放整齐,做好防火措施。使用专用粘结剂将保温板粘贴在基层墙体上,确保粘结牢固,无空鼓、脱落现象。对于较大保温板,应使用专用锚固件固定,确保其稳定性。保温板之间接缝应严密、平整,不得有明显的缝隙。对于接缝处,应使用专用的接缝材料进行嵌缝处理,确保接缝的密封性和保温效果。在保温层外部涂抹专用保护层材料,如抗裂砂浆等增强保温层耐久性和抗裂性。在保护层铺设耐碱网格布等增强材料,进一步提高保护层稳定性。施工过程中应注意环境温度和湿度变化,避免在恶劣天气条件下施工,以免影响施工质量。每道工序完成后,应进行自检和互检,确保施工质量符合要求[3]

结束语

分析证明,新型高性能建筑保温材料和设计方法能显著提高建筑保温效果,减少能源浪费。未来,建筑保温材料将朝着更环保、高效、多功能的方向发展,以满足日益严格的节能标准和环保要求,推动建筑行业向着可持续发展的目标迈进。因此,加强对建筑保温材料的研发和应用,提高其性能和可持续性,对于实现绿色建筑和可持续城市发展具有重要意义。

参考文献:

[1]秦彬.关于底商住宅外墙外保温材料防火设计的探讨[J].中国建筑金属结构,2022,(10):166-168.

[2]廖雅鑫,尤珈.基于设计应用的菌丝体生物材料研究进展[J].北京服装学院学报(自然科学版),2022,42(02):93-102.

[3]徐晶.浅析建筑外墙保温隔热材料与防火性能[J].中国建筑装饰装修,2022,(12):60-62.