各類建筑保溫材料的特征及優缺點

工程建筑保溫材料品種繁多，且特性各不相同。已經有報導的保溫材料包含礦棉吸音板、泡沫塑料聚乙烯、阻燃塑料聚乙烯、聚氨酯材料、真空絕熱板、氣體隔熱材料、氣凝膠等，及其很有可能在未來發生的保溫材料，如真空泵保溫材料、納米技術保溫材料和動態性保溫材料。這種工程建筑保溫材料具備如何的特點及優點和缺點呢？

一、中國傳統建筑保溫材料

1. 礦物質棉

礦物棉包含玻璃纖維棉（玻纖）和巖棉板。通常以底墊或墻板的方式生產制造，有時候也作填充材料。質輕和綿軟的礦棉吸音板被作為添充房子架構和別的含有內腔的結構，密度高的和硬實的巖棉保溫板可用于木地板和房頂載重。玻璃纖維棉是由硼硅酸鹽材料夾層玻璃在1400℃以內的高溫熔化后，根據轉動的噴頭造成化學纖維。巖棉板是在約1500℃情況下，融化的石塊（輝長巖、粗玄巖）從轉動的轉盤或園盤中甩出來化學纖維。在玻璃纖維棉和巖棉板中，通常都增加了除灰油和脲醛樹脂以將化學纖維黏合在一起，并改進企業產品特性。礦物質棉的導熱系數處于30和40 mW/(mK)中間。礦物質棉的導熱系數受溫度、環境濕度和相對密度危害比較大。

2.泡沫塑料聚乙烯(EPS)

泡沫塑料聚乙烯（Expanded Polystyrene通稱EPS）是一種輕形高分子材料高聚物。它是選用聚苯乙烯顆粒添加聚氨酯發泡劑，與此同時加溫開展變軟，造成氣體，產生一種硬質的內肌結構的塑料泡沫。通常具備一部分打孔結構，導熱系數范疇在30-40 mW/(mK)中間。其導熱系數一樣受溫度、環境濕度和相對密度危害比較大。

3. 阻燃塑料聚乙烯(XPS)

阻燃塑料聚乙烯是通過獨特工序持續擠壓聚氨酯發泡擠壓成型的材料，其表層產生的硬膜勻稱整平，內部結構徹底內肌聚氨酯發泡持續勻稱，呈蜂巢狀結構，因而具備高抗壓強度，質輕，不吸濕，透氣效果不佳耐磨損，不溶解的特點。導熱系數范疇在30-40 mW/(mK)中間。其導熱系數一樣受溫度、環境濕度和相對密度危害。

4. 纖維

化學纖維素養保溫材料(靈芝多糖，(C6H10O5)n)是由可再生紙或木質素纖維做成。通常會添加鈉硼酸鹽改進材料特性。通常作添充材料，也作家具板材。導熱系數范疇在40-50 mW/(mK)中間。

5. 軟木板

軟木保溫材料關鍵由軟木板棕櫚做成，可以做為添充材料或家具板材生產制造。軟木板的典型性導熱系數在40到50 mW/(mK)中間。

6. 聚氨酯材料(PUR)

聚氨酯硬性泡沫塑料是以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯為首要原材料，在聚氨酯發泡劑、金屬催化劑、無鹵阻燃劑等各種改性劑的效果下，根據專業設備混和，經髙壓噴漆現場發泡而成的高分子材料高聚物。其典型性導熱系數在20到30 mW/(mK)中間。

7. 別的工程建筑材料

別的工程建筑材料關鍵就是指載重材料，這種材料的熱傳導指數通常比工程建筑保溫材料的導熱系數高許多，這也是工程建筑保溫材料必須和運用的因素之一。如木料(100-200 mW/(mK))、碳素鋼(55,000 mW/(mK))、不銹鋼板(17,000 mW/(mK))、鋁(220,000mW/(mK))、混泥土(150-2500 mW/(mK))、輕石料(100-700 mW/(mK))、磚(400-800 mW/(mK))、石材(1000-2000 mW/(mK))和夾層玻璃(800 mW/(mK))等。

二、前端的工程建筑保溫材料

1. 真空絕熱板(VIP)

是真空泵保溫材料中的一種，是由添充芯板與真空泵維護表面復合型而成，它合理地防止空氣對流造成的熱對流，因而導熱系數可大幅度減少，具備環境保護和高效率低能耗的特點，是全球最優秀的高效率保溫材料。其導熱系數在3 – 4 mw /(mK)中間，通過25年的衰老，因為水蒸汽和氣體根據VIP外膜蔓延到具備對外開放孔結構的VIP核心材料中，其傳熱系指數也僅為8 mw /(mK)。缺陷是，VIP板不可以在作業全過程激光切割，成本費昂貴。

2. 打氣板(GFP)

正常情況下，打氣控制面板技術性（GFP）是與VIP類似的技術性。GFP板所填充的氣體的導熱能力比氣體低，如：氬氣瓶（Ar），氪氣（Kr）和氙氣（Xe），替代VIP中的真空泵結構。確保GFP板內部結構的低傳熱性氣體濃度值和防止氣體和水份滲入GFP板中，對該材料的耐火性能尤為重要。導熱系數通常為40 mW/(mK)。

3. 氣凝膠

氣凝膠是現在最現代化的保溫材料，也可能是現階段最有發展前途和潛能的保溫材料。應用碳黑抑止輻射源傳送，在50毫巴的工作壓力下，導熱系數可低至4 mW/(mK)。現階段商業服務上報導的最現代化的氣凝膠在大氣壓力下的導熱系數在13 -14 mW/(mK)中間。缺陷是，成本費昂貴、易脆。氣凝膠可以被做成不全透明、透明色或全透明的材料，進而使其在工程建筑行業擁有普遍的運用。

4. 改變材料(PCM)

相變材料(PCM)并非真正意義上的隔熱保溫材料，改變材料在加溫時由固體變成液體，進而在吸熱反應全過程中消化吸收動能。這類改變循環系統平穩了房間內工程建筑溫度，減少了熱冷負載。

三、將來很有可能的保溫材料

1. 真空隔熱材料(VIM)

真空隔熱材料(VIM)是一種基本上勻稱的材料，內部結構具備封閉式的、充斥著真空的小孔隙度結構，在初始情況下總導熱系數低于4mw /(mK)。該VIM可以在工程建筑當場激光切割和融入，而不損害低導熱系數。

2. 氣體隔熱材料(GIM)

氣體絕熱材料(GIM)大部分是一種均衡的材料，具備封閉式的小孔隙度結構，充斥著低燒導氣體，如氬氣瓶(Ar)、氪氣(Kr)或氙氣(Xe)，初始情況下的導熱系數低于4mw /(mK)。GIM與VIM基本一致，僅僅封閉式孔隙度結構內的真空被低燒導氣體所替代。

3. 納米技術隔熱材料(NIM)

NIM基本上是一種勻質材料，具備封閉式或對外開放的小納米技術孔結構，初始情況下導熱系數低于4 mw /(mK)。與VIMs和GIMs不一樣，NIMs的網格圖結構在其最少100年的使用期限中不用考慮到氣體和水份進到其孔隙度結構。NIMs根據運用Knudsen效用完成了低傳熱性，而不用在縫隙中增加真空。

4. 動態性隔熱材料(DIM)

動態性隔熱材料(DIM)是一種導熱系數在理想化范疇內可控性的材料。可根據下列調整下列標準完成導熱操縱:孔隙度內氣體成分或濃度值，包含氣體分子結構的均值隨意途徑和氣體表層的相互影響；孔隙度內表層的發射率；晶格常數的固態導熱系數。

5. NIMs在水泥混凝土中的運用

保溫材料導熱系數在不停地減少，工程建筑圍護結構結構的載重預制構件也應尋找新的解決方法。以混泥土為例子，可以構想將NIM材料混和到水泥中，進而大幅度減少結構工程建筑材料的傳熱性，與此同時維持混泥土的幾乎固有的沖擊韌性和承載力。

6. 納米技術混泥土保溫材料

納米技術混泥土保溫材料大部分是一種勻質材料，具備封閉式或對外開放的小納米技術孔結構，總體導熱系數低于4 W/(mK)，主要表現出與混泥土一樣或更快的重要工程建筑特性。