真空絕熱板
建筑用真空絕熱板(Super-Slim Thinsulate Panel insulation board, STP板)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高效真空絕熱材料,由填充芯材(如破璃纖維、氣相二氧化硅和聚氨酯等)、氣體阻隔膜和吸氣劑組成。通過(guò)提高板內(nèi)真空度來(lái)降低空氣引起的熱傳遞,使其導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到 0.002W/(m·K)以下,為傳統(tǒng)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的 1/10,厚度僅為傳統(tǒng)保溫材料的 1/7~1/10,從而達(dá)到保溫節(jié)能、節(jié)省空間的目的。
與傳統(tǒng)建筑用保溫材料相比,真空絕熱板具有一定優(yōu)勢(shì)。但是作為一種新型保溫隔熱材料,真空絕熱板在建筑上的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。真空絕熱板應(yīng)用的前提條件是要保證其真空度未被破壞,但作為建筑物保溫隔熱材料應(yīng)用時(shí),其力學(xué)性能差,表面易破損,需要進(jìn)一步優(yōu)化其力學(xué)結(jié)構(gòu)。
在建筑上應(yīng)用時(shí),其與墻體粘結(jié)的材料為鋁箔玻璃纖維布,這種布耐酸耐堿但是非常光滑不容易與墻體粘結(jié),再好的粘結(jié)砂漿與之結(jié)合都留有安全隱患,而產(chǎn)品的布邊本身也是真空范圍不得釘錨,所以特有的錨固技術(shù)隨之誕生,增加了產(chǎn)品的安全系數(shù),同時(shí)為重量大的飾面比如石材、面磚等能夠上墻提供了可行的技術(shù)保障。
STP使用壽命測(cè)試大多是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,具體在建筑上應(yīng)用時(shí)的壽命時(shí)間尚未得到實(shí)踐驗(yàn)證,其使用壽命應(yīng)小于建筑物的使用壽命。相對(duì)于傳統(tǒng)的建筑用保溫材料,真空絕熱板不能任意裁剪,切割,否則會(huì)破壞其真空度,需要按照現(xiàn)場(chǎng)施工要求預(yù)先訂制。真空絕熱板的造價(jià)偏高,材料成本和制作成本都比普通的保溫材料要高,這限制了其在建筑領(lǐng)域大規(guī)模地使用。
STP保溫板適用于新建、擴(kuò)建民用及公用建筑外墻與屋面的保溫工程,尤其特別適用于既有建筑的節(jié)能改造工程。
(2)相變保溫材料PCM
相變保溫材料PCM
相變材料是在某一特定的溫度下,能夠從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變的物質(zhì),物質(zhì)的分子迅速由有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變,同時(shí)伴隨著吸熱或放熱現(xiàn)象。在建筑節(jié)能領(lǐng)域,正是通過(guò)與相變材料的復(fù)合,增加建筑物的溫度調(diào)節(jié)能力,達(dá)到節(jié)能、保溫和舒適的目的。
建筑用相變材料主要包括無(wú)機(jī)PCM、有機(jī)PCM和復(fù)合PCM三類(lèi)。其中,無(wú)機(jī)類(lèi)PCM主要有結(jié)晶水合鹽類(lèi)、熔融鹽知類(lèi)、金屬或合金類(lèi)等;有機(jī)類(lèi)PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機(jī)物;近年來(lái),復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料應(yīng)運(yùn)而生,它既能有效克服單一的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物相變儲(chǔ)熱材料存在的缺點(diǎn),又可以改善相變材料的應(yīng)用效果以及拓展其應(yīng)用范圍。因此,研制復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料已成為儲(chǔ)熱材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。但是混合相變材料也可能會(huì)帶來(lái)相變潛熱下降,或在長(zhǎng)期的相變過(guò)程中容易變性等缺點(diǎn)。
相變建筑材料也已經(jīng)逐步進(jìn)入了實(shí)用階段,但還是存在很多問(wèn)題。相變建筑材料保溫隔熱性能的測(cè)定是一個(gè)研究難點(diǎn)。相變傳熱本身具有非線(xiàn)性的特點(diǎn),同時(shí)還伴有液相流動(dòng)、體積變化、相變材料與器壁間熱阻等復(fù)雜因素,使得對(duì)其熱工性能的分析變得非常困難;PCM與基體材料的相容性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、結(jié)合形式都會(huì)對(duì)相變儲(chǔ)能建筑材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力變化等性能發(fā)生影響;相變儲(chǔ)能建筑材料的使用需要考慮相變材料的種類(lèi),相變溫度范圍,與傳統(tǒng)材料復(fù)合的百分比,使用區(qū)域的氣候以及使用建筑物的結(jié)構(gòu)等因素。相變儲(chǔ)能建筑材料的熱傳遞模型,各種構(gòu)件和相變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面,仍然需要進(jìn)一步研究。
(3) 納米孔保溫材料
運(yùn)用新的納米技術(shù)的保溫材料是研究的主要方向。目前,已經(jīng)出現(xiàn)幾種新型保溫材料,如納米孔絕熱材料、復(fù)合絕熱材料石棉代用品、氣凝膠等。納米孔硅質(zhì)保溫材料就是納米技術(shù)在保溫材料領(lǐng)域新的應(yīng)用,組成材料內(nèi)的絕大部分氣孔尺寸處于納米尺度。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展,技術(shù)上的突破已為時(shí)不遠(yuǎn)。
氣凝膠:氣凝膠被稱(chēng)為“改變世界的神奇材料”、“終極保溫絕熱材料”、“超級(jí)海綿”。
氣凝膠氈:氣凝膠氈是以納米二氧化硅氣凝膠為主體材料,通過(guò)特殊工藝復(fù)合而成的柔性保溫隔熱氈。
(4)反射材料——石墨聚苯板
安徽石墨聚苯板是膨脹聚苯板的一種,是在聚苯乙烯原材料里添加了紅外反射劑。這種物質(zhì)可以反射熱輻射并將EPS的保溫性能提高30%,同時(shí)防火性能很容易地實(shí)現(xiàn)了B2級(jí)到B1級(jí)的跨越。
石墨聚苯板是目前保溫材料中性?xún)r(jià)比較高的保溫產(chǎn)品。因?yàn)榫郾桨灞禺a(chǎn)品在保溫領(lǐng)域里應(yīng)用廣泛,不論是歐洲還是國(guó)內(nèi),聚苯板保溫體系都具有較大的市場(chǎng)份額。對(duì)低于54米的住宅建筑、低于50米的公共建筑、低于24米的幕墻式建筑,該保溫材料的薄抹灰保溫系統(tǒng)是可選方案之一。
建筑節(jié)能是節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域,墻體保溫是建筑節(jié)能的重要組成部分,而絕熱節(jié)能材料是構(gòu)成墻體保溫系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。隨著《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)及《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》的實(shí)施,建筑保溫材料將得到廣泛的應(yīng)用。
建筑絕熱節(jié)能材料向價(jià)值鏈高端產(chǎn)品升級(jí)、重點(diǎn)研制低能耗高效絕熱材料、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、著重解決用戶(hù)的痛點(diǎn)、保護(hù)資源環(huán)境等方向發(fā)展。
應(yīng)大力發(fā)展輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、防火阻燃、耐久性強(qiáng)、綠色環(huán)保的新型保溫板材,如目前在建筑外墻使用較少的真空絕熱板、防火等級(jí)較高的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料保溫板、多功能復(fù)合保溫板等。重點(diǎn)研制低能耗高效絕熱材料,如氣凝膠氈、石墨烯、防火隔離帶絕熱材料和保溫裝飾復(fù)合一體板等新一代的工藝技術(shù)和產(chǎn)品。
在產(chǎn)品創(chuàng)新上走開(kāi)發(fā)與復(fù)合并重的途徑。復(fù)合的目標(biāo)是密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)小,在不影響主要性能的前提下提高產(chǎn)品的強(qiáng)度與防水性能。在不影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,以保溫材料廢棄物為生產(chǎn)原料,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),生產(chǎn)燃料盡量采用清潔能源,實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo),綠色生產(chǎn)。
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