根據全球市場洞察力公司的最新調查報告,建筑絕熱材料的市場規模預計到2024年將達到349億美元。全球建筑產業價值在2015年超過7萬億美元,并且預計到2024年將超過14萬億美元。而通過建筑物的墻壁、屋頂和地板損失的熱量占總體的70%以上。建筑絕熱材料能夠以最低可能的能源保持室溫,雖然使得建筑產業在建造期增加了成本,但是在日后長達至少50年的使用期限內,能夠降低的使用成本也不可小覷,并且建筑絕熱材料的應用非常符合現在節能環保的建筑理念。
目前在建筑領域應用廣泛的絕熱材料主要有以下十種:
01礦物棉(MineralWool)
礦物棉主要指巖棉、礦渣棉、玻璃棉、硅酸鋁棉及其制品,具有體積密度小、導熱系數低,不燃、耐熱、抗凍、耐腐蝕、不怕蟲蛀、良好的化學穩定性等特點,可以承受400攝氏度以上溫度
從20世紀50年代起,礦物棉主要用于工業絕熱?,F在廣泛應用于各類建筑物中,已經形成一個比較完善的產品體系,產品種類有氈、板、管殼、塊、墊、繩、板等。礦物棉是我國工業和建筑主要的絕熱隔音材料,在2016年的建筑絕熱材料市場中,礦物棉絕熱材料貢獻了超50%的消費量。
02隔熱棉(CottonInsulationMadefromRecycledBlueJeans)
隔熱棉是指將廢舊棉織物(如牛仔褲)采用無毒、防火、驅蟲的硼進行處理再處理得到的保溫隔熱材料。隔熱棉不僅在環境和健康安全方面贏得了榮譽,還具有比其他多種絕熱材料更好的性質。
隔熱棉適合用在在寒冷氣候下,保持房屋內部的溫度。隔熱棉為平板狀,安裝方式與纖維玻璃絕熱材料的安裝相似。
03反射絕熱材料(ReflectiveInsulation)
反射建筑絕熱材料主要由透明性好的樹脂和高反射率填料組成,常用的高反射率填料為玻璃空心微珠。玻璃微珠也稱多功能空心添加劑,顆粒呈圓形或近似圓形,表面為光滑堅硬、結構致密的玻璃體,對各種液體介質幾乎不吸收,能夠很好地反射光、熱等入射波,且其密度低、導熱系數小、傳熱隔絕性能佳。
反射建筑絕熱通常用于屋頂椽子、墻體或樓蓋擱柵,利用材料對光和熱的高反射作用,使太陽照射到材料上的大部分能量得到反射,而不是被材料吸收;同時,由于導熱系數很小,絕熱性能很好,阻止了熱量通過材料的傳導。
04輻射屏蔽(RadiantBarriers)
輻射屏蔽建筑絕熱材料是指利用材料提高建筑區域熱輻射,把建筑物吸收的日照光線和熱量以一定的波發射到空氣中,從而達到隔熱降溫效果,使得建筑物表面溫度比周圍環境溫度低。該類型絕熱材料不同于其他絕熱材料,輻射屏蔽材料只能高效減慢但不能阻擋熱能傳遞。
輻射屏蔽絕熱材料通常安裝在閣樓上,目的是在夏天減少熱量攝取,以及冬天熱量損耗,在夏熱冬暖和夏熱冬冷地區建筑使用輻射屏蔽絕熱材料可有效提高居住熱舒適度。
05噴涂聚氨酯泡沫(SprayPolyurethaneFoam)
噴涂聚氨酯泡沫是一種絕熱泡沫塑料,利用聚氨酯現場成型快、自粘結力強的特點,以液體形式直接在建筑外墻上進行噴涂成型,它結合了噴涂工藝的高效性和聚氨酯泡沫材料的優異絕熱性能。
聚氨酯泡沫的絕熱性能是目前所有合成材料中最優異的,并具有極佳的耐磨性、防水性,是目前國際上公認的性能較理想的絕熱保溫材料;其熱導率低,大概是EPS的1/2,是目前絕熱保溫材料中熱導率最低的材料。2016年聚氨酯已記錄的需求量已超過5.8億平方米。
06擠塑聚苯乙烯(ExtrudedPolystyrene)
擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(extrudedpolystyrene,XPS)系國外20世紀50、60年代開發出的一種新型絕熱材料,具有導熱系數低、吸水率低、抗壓強度高等特點,因而具有優異和持久的絕熱功能、獨特的抗蒸汽滲透性、極高的壓縮強度,且易于加工安裝……XPS的生產過程是將熔化了的聚苯乙烯樹脂或其共聚物和少量添加劑、發泡劑在特定的擠出機中加熱擠出,經壓輥延展并在真空成型區(也有的工藝不需要真空成型)中冷卻。
07發泡聚苯乙烯(ExpandedPolystyrene)
發泡聚苯乙烯(Expandedpolystyrene,EPS)是由聚苯乙烯樹脂及其他添加劑采用真空擠壓工藝而成的具有連續閉孔蜂窩結構的聚苯乙烯材料。具有98%以上的閉孔率,因而保溫隔熱效果明顯,具有持久極低的導熱系數,同時具有持久的熱阻保留率,該材料55年后熱阻保留率在85%以上。
與XPS相比較,就保溫材料的保溫經濟效果而言,EPS要比XPS經濟性好。我國的絕熱材料市場起步相對較晚,到2024年,發泡聚苯乙烯將見證4.2%的復合年均增長率。有機類絕熱材料開始廣泛應用于建筑行業之初,用量最大的就是EPS,隨著經濟的發展及XPS更優異的性能,未來的EPS市場可能很大一塊將被XPS取代。
08聚異三聚氰酸脂絕熱材料(PolyisocyanateInsulation)
聚異三聚氰酸脂是一種由閉孔泡沫組成的塑料。泡沫內部是低導電性氣體,R值在R-5.6至R-8之間。隨時間推移,氣體會泄露,從而降低R值。
聚異三聚氰酸脂絕熱材料有幾種不同形式:液態、噴灑泡沫以及硬質泡沫板。還可以做成不同飾面陣列的復合絕熱板。通常而言,直接泡沫比安裝泡沫板更加便宜,且性能更佳,因為液體泡沫可覆蓋所有表面。
09纖維素絕熱材料(CelluloseInsulation)
纖維素絕熱材料因其主要成分為回收紙,如報紙等,也叫紙纖維素絕熱材料。與其他類型絕熱材料相比,纖維素絕熱材料具有以下優勢:熱性能穩定;低能耗;可回收利用;優良的防火性能;利廢再生,生態環保。
纖維素絕熱材料在歐美發達國家應用廣泛,主要用于閣樓和木框架結構建筑中。其安裝和使用技術主要有以下幾種:閣樓安裝(也稱疏松填充)、墻空穴安裝、熱屋頂安裝、預制板填充。
纖維素絕熱材料在中國建筑節能市場極少出現,原因主要是中外建筑特點不同,歐美住宅大多低層住宅,建筑結構多為木質結構,幾乎所有住宅為斜屋面,而中國城鎮的建筑多為中高層建筑,建筑結構多為鋼筋混凝土框架結構。
10纖維玻璃絕熱材料(FiberglassInsulation)
纖維玻璃是指玻璃經高溫融合加工成的纖維狀物質,直徑達10微米左右,具有絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高、不燃的特點,能顯著提高建筑的能源效率,且物美價廉。
纖維玻璃絕熱材料常用于氣管、水管、屋頂、墻壁和地板。
資料來源:中國腐蝕與防護網
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