常用绝热材料使用中的几个认识问题.ppt

常用绝热材料使用中的几个认识问题,摘要,本文指出了对常用绝热材料的四个认识问题，并加以论证问题1：EPS板不吸水 问题2：“保温隔热涂料”冬季保温，夏季隔热 问题3：XPS板不透汽，妨碍了外墙的“呼吸作用” 问题4：导热系数的修正系数,误区1：EPS板不吸水,EPS板在23℃水中等温浸泡96小时的体积吸水率只有0.51%至0.74%因此，有不少人认为EPS板是不吸水的 实际使用时，EPS板两表面间存在温差和水蒸气分压力差一般来说，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好的材料封闭时，EPS板会严重受潮普通屋面冬季模拟试验,,在EPS板下表面模拟冬季室内气候条件(温度21℃，相对湿度42%)，上表面模拟冬季室外气候条件(温度－7℃，相对湿度100%) EPS板试样密度16kg/m3，有的四周边缘用透水蒸气性小的薄膜密封，有的冷表面密封，有的边缘和冷表面都密封，还有个别试样完全不密封 经过120天试验后，EPS板的重量吸湿率不大于0.2%，导热系数平均增加2.2%意大利某朝南的外墙，用EPS板做外保温，表面只喷涂一薄层涂料作为保护层。

使用10年后取样检验，EPS板的多孔结构、密度、热工性能和力学性能没有发生任何变化使用调查,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，EPS-2，URE和XPS四种材料，四种材料的密度分别为16，30，32和38kg/m3试验期间定期测量试样的体积含湿量和热阻经过400天后，EPS-1，EPS-2和URE的体积含湿量都已超过30%，唯独XPS试样甚至在经过1800天后体积含湿量仍然不到10%GB/T 17370－1998 含湿建筑材料稳态传热率的测定,认为非稳态法有很多问题没有搞清楚，推荐采用稳态法 材料湿度培养要在试验温度梯度下进行,使用调查,实际使用情况调查发现，一些倒置式屋面使用三年后，EPS板和URE板体积含湿量均超过40%，热阻下降了60%～70%同时也发现XPS板吸湿量很小。

EPS板用于外墙及普通屋面保温时，长期使用过程中含湿量增加不大，保温性能变化很小但当屋面防水层失效后，EPS板仍有可能严重受潮 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板体积含湿量高达25%，由图推算，保温效能下降了60%用于倒置式屋面以及冷库、空调等低温管道保温时，EPS板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板外表面设置隔汽层使用注意,误区2：“保温隔热涂料” 冬季保温，夏季隔热,讨论围护结构传热问题时，要时刻记住以下两点： ①传热的原动力是温差； ②决定屋顶、外墙传热的主要因素是热阻隔热涂料的隔热性能主要与以下性能有关： ①太阳光反射比 ②发射率 ③耐污染性,涂料隔热性能试验,北京某四层办公楼屋面，保温层为EPS板，面层为SBS防水卷材在部分屋面SBS防水卷材上涂刷白色隔热涂料，对SBS防水卷材和白色隔热涂料表面温度进行对比测量。

隔热涂料分两遍涂刷，涂层干透后，分别在隔热涂料层和原SBS防水层表面以及屋顶内表面对应位置贴铜－康铜热电偶，用温度巡回检测仪测量表表面温度和室外空气温度测量时间为2001年7月13日至18日，共6天 7月14日8时至15日7时各测点温度变化见下图,SBS：外表面最高温度65.9℃，内表面昼夜平均温度32.5℃，最大温差33.4℃； 隔热涂料：外表面最高温度43.3℃ ，内表面昼夜平均温度31.3℃，最大温差12.0℃ （夏季与冬季的差别）,热阻计算公式：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)（4种涂料实测值0.064至0.27）夏季： 白天可大幅度降低屋顶内外表面温差，从而减小传热量，并降低内表面温度，具有明显的隔热作用 冬季： 增大屋顶内外表面温差，从而增加传热量，对保温不利 涂层热阻远小于保温层，可以忽略不计。

起不到保温作用误区3：XPS板不透汽 妨碍了外墙的“呼吸作用”,在外墙上贴外保温系统时，常常听到这样的观点，即，XPS板不透汽，削弱了外墙的“呼吸作用”，甚至可能影响保温效果和居住舒适性实际上，由矿物基建筑材料构成的外墙（如混凝土墙、砖墙等）本来就是不透气的 人们所理解的外墙的透气性实为水蒸气的扩散能力 实验证明，通过通风换气所排出的水蒸气量要比通过扩散方式排出的大许多倍，外保温根本不会影响居住舒适性 据德国资料介绍，对于一个4m×6m×2.6m的房间和用240mm空心砖砌的外墙来说，在室内空气温度22℃，相对湿度40%，室外空气相对湿度为80%的条件下,计算水蒸气排出量示于下表计算水蒸气排出量,,讨论围护结构中水蒸气扩散问题时，要时刻记住以下两点： ①水蒸气扩散的原动力是水蒸气分压力差； ②决定屋顶、外墙水蒸气扩散的主要因素是水蒸气渗透阻1—基层 2—胶粘剂 3—EPS板 4—玻纤网 5—薄抹面层 6—饰面涂层 7—锚栓,,就外墙外保温系统而言，在冬季，为了使通过扩散作用由室内空气进入墙体的水分能够顺利排出室外，墙体与保温层的蒸汽渗透阻之和应该大于抹面层与饰面层之和，而且越大越好。

抹面层和饰面层的蒸汽渗透阻应该越小越好否则，会在抹面层与保温层交界处产生冷凝，从而造成冻融破坏《矿物棉板复合外保温系统》BS EN 13500中规定，抹面层+饰面层的湿流密度应不小于40g/(m2·d) 《EPS板复合外保温系统》BS EN 13499中规定，抹面层+饰面层的湿流密度应不小于20g/(m2·d) 两者相差一倍这是因为矿物棉板的水蒸气渗透阻比EPS板小，为了使由室内空气进入墙体的水分能够顺利排出室外，就要求抹面层+饰面层具有更好的透湿性能（即更小的水蒸气渗透阻） 由此可以看出，XPS板蒸汽渗透阻大并不是坏事以上两个欧洲标准中还注明：经观察，在采暖期日平均空气相对湿度小于60%，室内外温差小于30K的情况下： EPS板复合外保温系统抹面层+饰面层的湿流密度不小于20g/(m2·d)时不会产生有害结露 矿物棉板复合外保温系统抹面层+饰面层的湿流密度不小于40g/(m2·d)时不会产生有害结露几种墙体和绝热材料的蒸汽渗透阻（m2·h·Pa/g）,,有人担心，水蒸气透不出去，会产生什么有害结果，会不会造成抹面层、饰面层空鼓或裂缝水蒸气分压力差是水蒸气扩散的原动力,如果结构墙体是干燥的。

在冬季采暖期，室内外存在较大的水蒸气分压力差，室内空气中的水蒸气会向室外扩散湿流量的大小取决于水蒸气分压力差和复合墙体的蒸汽渗透阻 当复合墙体的蒸汽渗透阻很大时（例如钢筋混凝土墙复合XPS板外保温），湿流量将是非常小的 前面已经说过，调节室内空气湿度是依靠通风换气来实现的，墙体透不透气根本不会影响居住舒适性如果结构墙体是潮湿的，例如刚竣工的砖砌体和加气混凝土砌体在冬季采暖期，在外保温层蒸汽渗透阻很大的情况下，墙体中的水分会向室内扩散，从而使墙体逐渐干燥潮湿墙体中的水分通过保温板拼缝向外扩散，会不会造成抹面层、饰面层空鼓或裂缝我们首先看一下水蒸气分压力到底有多大a—外抹灰 b—实心砖墙 c—内抹灰 d—EPS板,图1 外墙保温构造冬、夏温度分布,夏季 温度 曲线,室 外,℃,Δt=30℃,室 外,室 外,室 内,室 内,室 内,冬季 温度 曲线,Δt=11℃,Δt=50℃,℃,在冬季，夜间外表面温度如果在0℃以下，抹面层内表面处的饱和水蒸气分压力低于0.6kPa 夏季外表面温度可能达到70℃，抹面层内表面处的饱和水蒸气分压力为31.1kPa抹面层与保温层的粘结强度大于100kPa，水蒸气怎能把抹面层顶得起鼓？ 何况这时抹面层内表面处的水蒸气根本就不可能达到饱和状态。

因为做了外保温之后，墙体温度一般不超过30 ℃， 30 ℃处的饱和水蒸气分压力为4.2kPa，当抹面层内表面处的水蒸气分压力高于墙体处时，水蒸气会通过保温板拼缝向内扩散问题4：导热系数的修正系数,北京市节能施工验收规范EPS板： 0.042×1.2=0.050EPS钢丝网架板： 0.042×1.5=0.063聚苯颗粒保温浆料： 0.060×1.25=0.075,EPS钢丝网架板热阻检测数据汇总表,2003～2006年EPS板导热系数实测值,导热系数修正需考虑的因素,密度范围 厚度偏差 厚度变化(沉降 压缩变形 温度变形) 缝隙 含湿量 长期稳定性,EPS板导热系数与密度的关系,EPS板的长期使用性能,意大利某朝南的外墙，用EPS板做外保温，表面只喷涂一薄层涂料作为保护层使用10年后取样检验，EPS板的多孔结构、密度、热工性能和力学性能没有发生任何变化 国内铁路冷藏车箱用EPS板做保温层，使用8～10年后拆换下来，扔在露天经受日晒风吹雨淋，只是表皮变得粗糙用电热丝切割后观察，切割表面与新的产品并无区别经试验室检测，密度为17.8kg/m3，导热系数为0.0335W/(m·K)车厢底部EPS板，因长期受盐水浸泡，密度为103.8kg/m3，导热系数为0.0386W/(m·K)。

在70℃下烘12天，密度下降为30.5kg/m3折断后观察，EPS颗粒表面被盐水浸成黄色将颗粒切开后，内部仍为白色 以上情况表明，EPS板具有很好的使用耐久性不过当EPS板直接暴露于室外气候条件下时，表面又极易受到损坏然而，当EPS板表面做有保护层时，哪怕只有一层牛皮纸，都能具有良好的耐自然老化性能ISO 11561：1999 闭孔塑料热阻长期变化的确定（试验室加速试验方法）,闭孔泡沫塑料中所包容的气体随时间发生变化，从而引起老化（导热系数增大）（如硬质聚氨酯泡沫塑料，XPS板等） 老化过程包括两个阶段： 第一阶段（导热系数急剧增大）：空气中的氮气和氧气通过扩散进入泡孔中（通常在5年中完成） 第二阶段：空气扩散结束，但发泡剂还在缓慢地向外扩散（远超过10年，某些情况下甚至超过100年） 氮气和氧气扩散进入泡孔的速度远远大于大分子发泡剂向外扩散的速度方法： ①将厚泡沫塑料板样品切成10mm的薄片在室温下存放，定期检测热阻值并画出对数时间关系曲线； ②运用计算因子推算样品全厚度热阻 举例： 用10mm厚的样品365天后的热阻可推算50mm厚的样品25年后的热阻,结论,（1）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好的材料封闭时，EPS板会严重受潮； （2）浅色涂料不起保温作用。

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）及其保温层来实现的； （3）通风换气所排出的水蒸气量远大于扩散方式，外保温不会影响居住舒适性 XPS板蒸汽渗透阻大，对外保温系统是有利的 （4）18~22 kg/m3的EPS板，设计计算时导热系数可取0.042W/(m·K)，无须再做修正谢 谢 ！,。