常用绝热材料使用要领

４８建设科技｜ 2004・11 ｜

Ｎｅｗ　Ｔｙｐｅ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ

新型建材

Materials

常用绝热材料使用要领

□　中国建筑科学研究院物理所研究员　冯金秋

模塑聚苯乙烯泡沫塑料即ＥＰＳ板在２３℃水中等温浸泡９６小时的吸水率只有０．５１％至０．７４％。因此，有不少人认为ＥＰＳ板是不吸水的。一般来说，ＥＰＳ板用于外墙和屋面保温时，不会产生明显的受潮问题。然而，当ＥＰＳ板一侧长期处于高温高湿环境，另一侧处于低温环境并且被透水蒸气性不

聚苯乙烯泡沫

好的材料封闭时，ＥＰＳ板会严重受潮。

湿热环境受潮模拟试验：试样尺寸３００ｍｍ（３００ｍｍ，厚度２５ｍｍ。用

两层隔气层把试样四周及上表面密封起来，使试样下表面处于湿热环境（温度２９℃，相对湿度１００％），上表面处于低温环境（温度４℃，相对湿度７５％）。这种情况代表一种导致受潮的严酷的边界条件。水蒸气被从湿淋淋的下表面朝着上表面驱赶，并且又因有密封层而不能由上表面向外干燥。试样分为ＥＰＳ－１和ＥＰＳ－２两种材料，密度分别为１６和３０ｋｇ／ｍ３。试验期间定期测量试样的体积含湿量和热阻。试验结果示于图１和图２。图２中，热阻比为试样受潮后的热阻与干燥状态下的热阻之比。由图３可以看出，经过４００天后，两种试样的体积含湿量均已超过３０％。

国外实际使用情况调查发现，一些采用ＥＰＳ板的倒置式屋面使用３年后，ＥＰＳ板的体积含湿量已超过４０％，热阻下降了６０％～７０％。此外，对于采用ＥＰＳ板的普通保温屋面，当防水层漏水或失效时，仍有可能导致ＥＰＳ板受潮。北京某办公楼屋面在原有防水层上铺５ｃｍ厚ＥＰＳ板加强保温，ＥＰＳ板上再铺８ｃｍ厚沥青珍珠岩，上面再做防水层。由于防水层

失效漏水，致使ＥＰＳ板的体积含湿量高达２５％，由图２推算，保温效能下降了６０％。

由此可见，ＥＰＳ板用于倒置式屋面以及冷库、空调等低温管道保温时，有可能严重受潮，受潮后其保温效能将大幅度下降。因此，设计倒置式屋面时，应将防水层做成一定坡度，并采用透气性好的材料（如河卵石）作为ＥＰＳ板上的压载。这样可有效减小

ＥＰＳ板的受潮危险。用于冷

库、空调等低温管道保温时，必须在ＥＰＳ板外表面设置隔气层。

４９

｜ 2004・11 ｜ CST

新型建材

矿物棉是玻璃棉、岩棉和矿渣棉的统称。选用矿物棉制品时，需注意其可压缩性、空气渗透性、水分迁移特性和耐久性。矿物棉制品的耐久性主要包括压缩蠕变、沉降以及受潮变质，这些变化都会影响其保温性能。

密度低的矿物棉制品在长期使用或有高频低幅振动的场合使用时，可能发生厚度沉降。矿物棉制品的压缩率取决于制品的密度和荷载条件。矿物棉制品的热阻随厚度的降低而减小，压缩蠕变、沉降等都会导致热阻的下降。

图３示出了每平米重量为３．６ｋｇ的玻璃棉热阻Ｒ值随厚度的变化关系。

每平米重量为１．４ｋｇ的玻璃棉毡，当厚度为１３０ｍｍ时，实测热阻值为２．８ｍ２・Ｋ／Ｗ，厚度压缩至８３ｍｍ后，实测热阻值为２．１ｍ２・Ｋ／Ｗ。

矿物棉制品固有的疏松构造导致了很高的空气渗透性。对于保温层裸露的通风屋面以及保温层两侧有空腔的墙体来说，如果不采取可靠的防渗透措施，矿物棉制品高的空气渗透性会使保温性能大幅度下降。

矿物棉制品是无机材料，人们普遍认为它们是耐久的。然而，有研究资料指出，热和水蒸气的联合作用可能对无机矿物纤维产生有害影响。矿渣棉、岩棉在高温高湿环境中会受到化学浸析作用，当温度高于６０℃时，在高湿环境中还会发生水合作用。矿渣棉、岩棉长期暴露于高温高湿环境，可能导致纤维变质碎断以及保温性能的下降。研究资料也表明，玻璃棉制品耐受高温高湿环境条件的性能优于岩棉制品。

水分在矿物棉制品中具有极易迁移特性。对于竖直建筑构件（如外墙），由于液态水会很快从底部排出，非永久性的受潮并不会对构件的保温性能产生明显影响。然而，对于水平构件（如平屋面）就可能产生

矿物棉制品

明显影响。这主要是由于相变作用引起的。在冬季，屋面结构中的水分可能以蒸汽形态靠扩散作用向上迁移，水分将在防水层下面凝结成液态水。液态水在重力作用下又向下迁移。水分这样反复进行迁移，汽化热主要取自室内，而凝结热却散到室外，从而增大了采暖耗热量。

保温浆料应用

保温浆料是湿作业施工，而且大部分保温浆料中气硬性材料占主要成分，这种材料一般不适用于屋面保温。如果用保温浆料做屋面保温，施工中又不可能有充足的时间晾晒干燥，湿的保温浆料密封在混凝土屋面板和屋面防水层之间。由于现浇混凝土屋面板和屋面防水层透水蒸气性都很小，保温浆料将很难干燥，从而很难达到预期的保温效果。某住宅工程屋面使用一种保温浆料做屋面保温，工程竣工且入住两年后在屋面上现场取样检验，保温浆料干密度为８００ｋｇ／ｍ３，干燥状态下导热系数为０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ），含湿率１３％条件下导热系数为０．１８Ｗ／（ｍ・Ｋ），重量含湿率最高达５２％。由此不难判断其保温性能的好坏。

“保温隔热涂料”是生产厂家为该类涂料起的名字。浅色涂料能反射太阳辐射，涂在屋面或金属储藏罐表面可以大幅度降低表面温度。国内也早就有人做过浅色屋面隔热涂料的应用研究，证实浅色涂料有很好的隔热效果。只是由于当时涂料质量（如附着力差等）和使用环境条件问题（如北方地区灰尘大、少雨，涂层污染不能靠降雨来清洁，南方地区高温高湿，存在涂层发霉问题）未能大面积应用。

然而，从保温角度来看，浅色涂料起不到什么保温作用。对于冬季室内采暖的建筑物，保温作用是依靠建筑外围护结构（外墙、屋顶、地面、门窗等）来实现的。例如屋顶，通过屋顶的热损失与屋顶的热阻成反比。即热阻越大，热损失越小。屋顶各层材料的热阻可由材料层厚度与导热系数的比值求得（假定是均质材料）。对于涂料层，其热阻可由下式计算：

Ｒ＝δ／λ

式中，Ｒ——材料层热阻，ｍ２・Ｋ／Ｗ；

δ——材料层厚度，ｍ；λ——材料导热系数，Ｗ／（ｍ・Ｋ）。

假定涂层厚度达到１ｍｍ，导热系数小到０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ），由上式计算出的热阻也只有０．０２ｍ２・Ｋ／Ｗ，只相当于０．８ｍｍ厚ＥＰＳ板的热阻。何况涂层厚度还达不到１ｍｍ，导热系数也不会小到０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）。

保温隔热涂料