絕熱保溫材料的性能作用分析與性能測定導算
[摘 要]歸納分析有關絕熱、保溫材料的相關性能作用和指標的測定與導算方法,并簡述泡沫水泥和泡沫氯氧鎂水泥制品的相關性能測試。
[關鍵詞]絕熱保溫材料;熱工參數;泡沫水泥制品
1 前 言
絕熱、保溫性能是節能性材料擇用的依據,作為能源消耗大、節能任務重的建筑行業,關注絕熱保溫材料的相關性能和指標,以及采用何種方法評價指標.衡量絕熱保溫材料性能的優劣就顯得十分迫切。本文歸納了有關絕熱、保溫材料的相關性能作用和指標的測定與導算方法,以求正確選擇和使用保溫、絕熱材料。
2 熱工參數
(1)導熱系數:λ[W/(m?K)]瓦/(米?度)
導熱系數足指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K?℃),在1小時內,通過1平方水面積傳遞的熱量。
導熱系數與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關,非晶體結構、密度較低的材料,導熱系數較小,材料在含水率、溫度較低時,導熱系數較小。通常把導熱系數較低的材料稱為保溫材料,而把導熱系數在0.05瓦/(米?度)以下的材料稱為高效保溫材料。
導熱系數也稱熱導率,是衡量絕熱材料制品保溫性能的重要標志,它與保溫層厚度及熱損失均成正比關系。
材料的含水率對材料的熱導率有較大的影響,保溫材料的含水率不得大于7.5%。
導熱系數的測定,采用GB/T 10294―2008《絕熱材料穩態熱阻及有-火特性的測定防護熱板法》標準.試件為兩塊300mmx300mmx30mm試塊。
(2)導溫系數:a(m2/S)

導溫系數,表示材料的熱惰性,材料局部受熱時,阻止局部溫度啦獨提高的性質。導溫系數低,熱擴散就低。
(3)蓄熱系數:ST[W/(m2?K)]
材料的蓄熱系表示材料的熱惰性,材料在周期熱作用下表面反抗溫度變化的性質。蓄熱系數大的材料反抗溫度變化能力差。材料的蓄熱系數ST由下式定義:

氧化鎂板是極好的反抗溫度變化材料。周期為一日(24h)熱作用,可按下式定義:

通過可換算成任意周期的蓄熱系數ST,即

試體尺寸:300mm×100mm×100mm 2塊,300mmx300mmx30mm 1塊。
測試標準依據GB/T 17146《建筑材料水蒸氣透過性能試驗方法》。
(4)傳熱系數:[W/(m2?K)]瓦/平方米?度
傳熱系數K是指在穩定傳熱條件下,圍護結構兩側空氣溫差為1度,1小時內通過1平方米面積傳遞的熱量。傳熱系數K值愈小,保溫性能愈好。

(5)熱阻:R0(m2?K/W)米2?度/瓦
熱阻是反抗穩定變化的主要依據,熱阻R0越大,材料的保溫性能愈好。

當生產者和使用者掌握材料的導熱系數λ[W/(m?K)]和熱阻R0(m2?K/W)及設計要求的傳熱系數K[W/(m2?K)]之后,就能確定如何擇用保溫材料,在什么地區、用多少厚度作為建筑節能的保溫材料。
其換算關系是:

試選擇導熱系數為0.05W/(m?K)的無機保溫材料和導熱系數為0.035W/(m?K)的聚苯乙烯保溫板用在寒冷地區的北京,達到節能65%,外墻傳熱系數為0.537W/(m2?K)。
若選擇無機保溫材料,其厚度δ=0.05/0.537=9.3cm,考慮導熱系數λ1.2修正值,其厚度δ=6.5x1.2=11.16cm:若選擇EPS有機保溫材料,其厚度δ=0.035/0.537=6.5cm,考慮導熱系數λ1.2修正值,其厚度δ=6.5x1.2=7.82cm。
若將上述兩種材料,用在夏熱冬冷地區,按照《夏熱冬冷地區既有居住節能改造技術導則》提出外墻保溫改造后的平均傳熱系數心低于1.5W/(m2?K)的要求。
符選用無機保溫材料,其厚度δ=0.05/1.5=3.3cm.考慮導熱系數λ1.2修正值,其厚度δ=3.3x1.2=4.0cm:選用EPS無機保溫材料,其厚度δ=0.035/1.5=2.3cm,考慮導熱系數λ1.2修正值,其厚度δ=2.3x1.2=2.8cm。
作為防火及保溫性能兼備的無機型保溫材料,用于夏熱冬冷地區的外墻節能保溫材料,從性能、經濟、施工等方面是可行的。
(6)比熱容[kJ/(kg?℃)]
比熱容是單位物質(這個單位可以是體積,也可以是質量,一般按質量1kg為準),溫度變化1℃所吸收或放出的熱量。
比熱容隨著含水率的增加而提高,比熱容受溫度的影響較小,而受濕度的影響較大。
(7)蒸汽滲透系數[K/(m?h?Pa)]
蒸汽滲透系數是保溫、絕熱材料吸濕性能的表達量化指標。其數值大小對絕熱材料和絕熱結構的熱傳導、機械強度與使用年限都有重大的影響。蒸汽滲透系數大,材料的傳熱性及熱阻性就愈大,機械強度也隨之降低。
3 泡沫水泥制品
泡沫氯氧鎂水泥制品擁有優良的隔熱、保濕性能,如何指導性地用于各領域中,對上述的熱工性能指標是應該測試確定的。而其中有關的熱工參數,可以通過導熱系數和相關指標進行導算確定。
從事泡沫水泥和泡沫氯氧鎂水泥制品的研究與生產者,可以根據工程材料對保溫隔熱的熱工參數要求,確定泡沫水泥和泡沫氯氧鎂水泥制品的相關性能(除上述熱工參數外):
(1)干密度(kg/m3):按GB/T 5486―2008《無機硬質絕熱制品試驗方法》標準測定,試體100mmx100mmx100mm 5塊。
(2)抗壓強度(kg/m2):按GB/T 5486―2008《無機硬質絕熱制品試驗方法》標準測定,試體100mmx100mmx100mm 8塊。
(3)干縮值(mm/m):按GB/T 1969《無機硬質絕熱制品試驗方法》標準測定。
(4)抗凍性:按GB/T 11973《加氣混凝土抗凍性試驗方法》標準測定
(5)碳化系數:按GB/T 11969《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準測定
(6)燃燒性能:按GB/T 8624《建筑材料燃燒性能》標準測定。試體尺寸:φ45mmx50mm 5塊。
(7)煙密性:按GB 8627《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》標準測定、試體尺寸:25mmx25mmx25mm 6塊。
(8)煙毒性:按GB/T 20285《材料產品毒性危險分級》標準測定,試體尺寸:400mmx20mmx30mm 2塊。
生產者可根據相關性能的要求,確定泡沫制品發泡劑的品類、用量、發泡劑濃度、穩泡劑品類和摻量以及相關的攪拌成型工藝,使發泡水泥制品和泡沫氯氧鎂水泥制品能科學規范地用于各領域的工程材料中。










































