一、 定义和分类
绝热材料指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。在建筑中，把用于控制室内热量外流的材料称为保温材料，把防止室外热量进入室内的材料称为隔热材料。其本质是一样的，它们统称为绝热材料。节能材料属于保温绝热材料。绝热材料的意义，一方面是为了满足建筑空间或热工设备的热环境，另一方面是为了节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张，绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言，通过使用绝热围护材料，可在现有的基础上节能50% ~80%。据日本的节能实践证明，每使用1吨绝热材料，可节约标准煤3吨/年，其节能效益是材料生产成本的10倍。因此，有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。
根据材质，保温材料可以分为一下三大类：无机绝热材料、有机绝热材料、金属绝热材料。
无机绝热材料主要有矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、硅酸钙和加气混凝土砌块等；有机绝热材料主要聚氨酯泡沫塑料制品、聚苯乙烯泡沫塑料制品、脲醛树脂泡沫塑料制品、酚醛树脂泡沫塑料制品、聚氯乙稀泡沫塑料制品等；而金属绝热材料主要是铝箔、锡箔等。
二、绝热材料绝热机理
绝热，就是要最大限度地阻抗热流的传递，因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。
从材料的组成上看，一般有机高分子的导热系数都小于无机材料；非金属的导热系数小于金属材料；气态物质的导热系数小于液态物质，液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下，应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料，这对于保温绝热是有利的。
从材料的结构上看，当材料的表观密度降低、孔隙率增大，材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时，材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品，要满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~
由于孔隙的存在，材料在潮湿的环境下，不可避免地要吸水，而水的导热系数（0.5815W/m·K）比静止空气的导热系数（0.0233 W/m·K）要大很多，因此，当环境湿度增大时，材料的平衡含水率增大，材料的导热系数将会降低。所以作为保温绝热材料，材料自身的吸湿率要尽量低，如不可避免时，要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。
另外，保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载，具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好，还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。
三、常用的保温绝热材料
能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、岩（矿）棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔，它们的表观密度都较小，这也是作为保温隔热材料所必备的。它们的性能对比见表1。
岩（矿）棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，它们都属于无机材料。岩棉（矿物棉）是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好，能够做到与结构寿命同步，价格较低，在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。岩棉外墙外保温隔热的应用在欧洲、北美比较广泛，北欧人均
玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处，但其手感好于岩棉，可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉为高。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小，导热系数小，吸水率低，隔音性能好、机械强度高，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。
硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能，它的导热系数之低（0.025 W/(m2·K)）是其他材料所无法与之相比的。特别是当保温隔热效能要求越高，保温隔热层要求越薄以便增加建筑物可用面积，加工、施工、保养要求越方便的情况下，聚氨酯的优越性尤其显着。同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能，由于不需要额外的绝缘防潮，简化了施工程序，降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃，这就限制了它的使用。
聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装，使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒，充分搅拌后形成塑性良好的膏状体，将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便，保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品，也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒，这对于防制白色污染、保护环境十分有益的。但此种保温材料吸水率较其他材料为高，使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成，可长期有效控制防护层裂缝的产生。
四、用于建筑工程中保温材料的主要特点（见下图）
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类别 |
名称 |
主要原料或工艺 |
主要特点 |
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无机绝热材料 |
矿（岩）棉及其制品 |
工业废料矿渣矿、玄武岩、辉绿岩等天然岩石 |
耐热性能好，一般使用温度达 |
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玻璃棉及其制品 |
硅砂、石灰石、石英石等 |
质轻，铺挂或粘贴均较方便，国外用于斜屋顶天棚保温十分普遍。 |
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膨胀珍珠岩及其制品 |
天然珍珠岩颗粒 |
来源丰富，生产工艺简单，产量大，价格廉。易被风吹散，吸湿率低，但易吸水，受潮后绝热效果大大降低。 |
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加气混凝土 |
钙质材料（水泥、石灰）、硅质材料（砂、粉媒灰） |
密度较大，有一定承重能力，能砌筑单一墙体兼作保温及承重作用。 |
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有机绝热材料 |
聚氨酯泡沫塑料制品 |
有机树脂 |
软质 |
软质轻，弹性好，撕力强，防震性佳。 |
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硬质 |
强度高，不吸水，不易变形，使用温度范围较宽，可与其他材料枯结，发泡施工方便，可直接浇注发泡。 |
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聚苯乙烯泡沫塑料制品、 |
有机树脂 |
膨胀型工艺 |
轻巧方便，使用普遍。容易切割，吸水率低、抗压强度较高，耐 |
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挤出型工艺 |
由于强度高，耐气候性能优异，今后将会有较大发展，宜用于倒置屋面、地板保温等。 |
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脲醛树脂泡沫塑料制品 |
有机树脂 |
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脲醛树脂泡沫塑料制品 |
有机树脂 |
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聚氯乙烯泡沫塑料制品 |
有机树脂 |
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五、保温材料的发展历史
1980年以前，我国保温材料的发展十分缓慢，为数不多的保温材料厂只能生产少量的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、矿渣棉、超细玻璃棉、微孔硅酸钙等产品，无论从产品品种、规格还是质量等方面都不能满足国家建设的需要，与国外先进水平相比，至少落后了30年。改革开放以来，我国保温隔热材料有了长足的进步，已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系。我国保温材料与工业发达国家相比主要差距是：
①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业，约占产量的80%。而在我国建筑业市场尚未完全打开，其应用仅占产量的10%。
②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高，产品质量不够稳定。
③科研投入不足，应用技术研究和产品开发滞后，特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢，严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作，是发展新型建村工业的当务之急。
从以上情况可以看出，我国保温材料工业经过30多年的努力，特别是经过近20年的高速发展，不少产品从无到有，从单一到多样化，质量从低到高，已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业，技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到90年代国际先进水平。但由于我国保温材材料工业起步晚，总体技术和装备水平较低，在建筑领域的应用技术有待完善，在很大程度上影响了保温材料的推广应用。近年来，保温材料工业重复建设现象严重，全国各地蜂涌而上，几年间上百条生产线投产，而在应用领域的开发上却投入不多，造成了目前投资效益低，供过大于求的局面。
六、建筑节能的必要性
改革开放以来，国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐（目前世界森林覆盖率只有22%，而且不均匀），带来土地的破坏，大大破坏了自然环境。住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占全球三分之一能源，主要是化石能源。而化石能源燃料是地球经历了亿万年才形成的，它将在几代人中 间消耗殆尽。所以建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用能源。在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说，并不是消极意义上的节能，而是从积极意义上提高利用效率。绿色建筑、节能建筑、生态建筑、可持续建筑、建筑能耗、建筑能源5t;MbC
冬寒夏热是中国气候的主要特点。
冬季，西伯利亚和蒙古高原的寒流频繁南侵；夏季，大陆腹地受到强烈的太阳辐射。与世界上同纬度地区的平均温度相比，大体上东北地区气温偏低14～
1.1.2我国建筑用能数量巨大，浪费严重。
我国城乡建筑发展迅速。近几年每年建成的住宅建筑面积，城镇已至4～6亿㎡，农村则达7～9亿㎡，全国每年建成的房屋建筑面积已达到16～19亿㎡。而在全国城乡既有建筑面积已超过360亿㎡，其中按采暖建筑节能标准建造的只有1.4亿㎡，且限于少数城市的居住建筑。与气候条件接近的发达国家相比，我国居住建筑单位面积采暖为他们的3倍左右，而且室内热环境很差。现在这些高耗能建筑冬季采暖与夏季空调的使用正日益普遍，能源浪费更加严重。
从全国总体来看，总悬浮颗粒、二氧化碳和氮氧化物等大气污染物指标，北方城市重于南方城市，采暖期重于非采暖期，由此可见，建筑采暖是城市大气的一个主要污染源。只有从源头上减少建筑采暖能耗，才能使北方城市采暖大气污染的情况得到根本改变。
1.1.4地球变暖正在使我国蒙受巨大损失。
由于中国国民经济的发展和用能量的增加，尽管已经做出了多方面的减排努力，温室气体的排放量仍然在快速增长，现在已成为世界上温室气体排放第二大国，而且还将继续增加。目前，建筑耗能已超过全国耗能的四分之一。随着人民生活的继续改善，建筑耗能及其所占比例还将不断增加，由此排放的温室气体也必然会随之增长。这种情况，难免使地球变暖火上加薪。我国气温正在升高，华东平原1980年～1989年气温偏高0.1～
2、 国家为何推广建筑节能
2.1 建筑节能是发展国民经济的需要，经济的发展依赖于能源的发展，需要能源提供动力。在我国资源条件来看，煤炭和水力资源按人口平均值低于全世界人口平均水平的一半。至于石油、天然气我国更少。如果再不断破坏自然矿产资源，势必影响子孙后代的生存和发展。所以，当前必须节约能源。
2.2 要改善大气环境就必须抓紧建筑节能，能烧矿物所排放的二氧化碳每年就有1.9亿吨左右，而且我国采暖建筑正逐年增长，同样就相应增长了燃煤量和二氧化碳的排放量，这样大气环境会越来越恶化，前景令人担忧。因此，改善大气环境必须抓紧建筑节能。
3、建筑节能包括哪些内容？建筑节能,绿色建筑,节能建筑,生态建筑,可持续建筑,建筑能耗,建筑能源 l‑`}Q
在能源和资源得到充分有效利用的同时，建筑物的使用功能更加符合人类的需要，创造健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望，也是建筑节能的基础和目标，建筑节能应该是：
1) 冬暖夏凉。由于围护结构的保温隔热和采暖空调设备性能愈益优越，建筑环境将更加舒适。
2) 通风良好。空气经过过滤后，新风“扫过”每个房间，换气次数足够，空气清新。
在围护方面，包括建筑物外墙外保温、屋面保温、改善门窗的热性能和密闭性。必要时，还有楼地面保温。
4、建筑节能的意义。
1) 建筑设计、改造过程中执行建筑标准和政策。
2) 使用节能型建材，提高保温隔热的效果。
3) 减少能源消耗，改善居住环境。
七、几种节能途径
1.墙体节能
墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16Ｗ/(m2·Ｋ),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
2.门窗节能建筑节能,绿色建筑,节能建
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:ww
（1）控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
