摘要：当前，各类建筑材料不断涌入市场，保温材料琳琅满目，让人不知如何正确选择。设计师能准确了解材料性能本质、对前期材料的决策及设计顺利推进均有较大的帮助。本文将带大家了解常见保温材料的设计要点及设计注意事项，希望能帮助大家对保温设计有更准确的把控
关键词：民用建筑；设计；保温；材料；选择；应用
1、保温材料概念及用处
保温材料一般是指导热系数≤0.12W/(m·K)的材料，应用了保温材料，能有效的防止和减少相关建筑的热量散失， 具有保温隔热的效果。
保温材料的用处很多，文章主要来探讨用于建筑物的保温材料，即围护结构所需的保温材料。其中围护结构分为外围护及内部房间围护。
1.1 外围护
（1）外墙
按照保温层与外墙的位置关系我们可分为：外保温、内保温、内外复合保温、夹心保温（预制夹心、砌块夹心）及自保温等。
（2）屋面
从保温层与防水层的位置关系来说，一般可以分为正置式屋面及倒置式屋面两种，二者各有优缺点。关于此我做过调研，华东区域超80%项目均采用的倒置式屋面，倒置式屋面有三大硬性指标，导热系数≤0.080，压缩强度≥150KP，设计厚度应在计算厚度的基础上增加25%。
（3）架空或外挑楼板
个别项目可能存在架空或外挑楼板，保温层视情况可置于板面或板下。
1.2 内部
（1）分户楼板
分户楼板保温一般采用苯板板上保温，不建议选用保温砂浆，其撞击声难满足要求。
（2）分户墙
分户墙厚度基本上为200厚，一般两侧做少量的保温砂浆即可满足限值要求。
2、保温材料的分类
2.1 有机保温材料
用植物性的原料、有机高分子原料经加工而制成的保温材料，一般保温性好，防水性好，阻燃型差。
燃烧性能为B2或B1级，常见保温材料如：聚苯板、聚氨酯板等。
2.2 无机保温材料
无机保温材料一般为矿物类的材料经加工而成，无机保温材料多呈纤维状、粒状和多孔状，具有不腐蚀、不燃烧、不虫蛀和价格便宜等优点。常见的无机保温材料有：岩棉板（带）、保温砂浆、保温浆料、真空绝热板、矿物纤维、膨胀珍珠岩板、保温砌块等
2.3 有机无机复合保温材料
视成分配比燃烧性能不同，一般最低B1级，最高A2级。常见的保温材料如：硅微粉改性聚苯颗粒不燃保温板、硅墨烯保温板、石墨乙烯板、硅岩板及复合保温板等。
3、常见保温材料设计应用
3.1 聚苯板
1)导热系数：介于0.030-0.039之间，性能比较好。
2)防火性：
EPS板B033型在防火性能方面优于B039型，实际项目建议采用B033型，如安徽等地禁止B039型EPS板用于薄抹灰外墙外保温系统；
XPS板最小燃烧性能为B2级，设计需要B1级时应特别明确，如预制夹心保温墙板中所需的应为B1级。
3)强度、吸水率、透气性
XPS可粘接性较差，温度变形应力较大，用在外墙时需选用毛面板或者带表皮的开槽板，主要考虑通过拉毛或开槽处理后，比表面积增大，有效粘接面积增大，砂浆嵌入表面凹处，提高粘接强度，实际情况看下来外墙保温开裂、脱落的情况比比皆是。
XPS吸水率低，透气性差，室内容易发霉。
EPS及XPS强度好，均可用作楼地面保温材料，但目前XPS保温板应用楼地面保温隔声开裂现象较为普遍，某些地方限制采用，如浙江湖州等。
专家解释原因如下：
当XPS板铺设后，其上随即铺设细石混凝土及钢丝网片，此时XPS板与混凝土直接黏连，其粘结强度极低；混凝土养护成型后，随水分挥发产生收缩首先发生在与四周墙的交界处，与墙体脱离，边缝产生；随混凝土水分继续挥发，强度发展，收缩应力在XPS板的表面集中，XPS板由于陈化期不足也在继续收缩，且收缩值远大于混凝土收缩值，与混凝土界面处不均匀脱离，发生不均布的空鼓，加上钢丝网片搭接绑扎不合理，导致裂纹产生。
勒脚及地坪以下保温材料应选用压缩强度高、吸水率低的硬质保温材料，优选50厚EPS、30厚XPS。
实际项目看下来，XPS板用于外墙效果不好，如安徽等地禁止XPS板用于薄抹灰外墙，多用于屋面保温。
3.2 硬泡聚氨酯板
1)导热系数低（0.024），热工性能好，目前单一有机保温板中最好的。
2)硬质聚氨酯具有防潮、防水性能。闭孔率在90%以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数。
3)喷涂发泡聚氨酯不适合在以涂料、面砖为饰面的外保温工程中，因为平整度确实难以控制，可粘贴性也较差。尽管不推荐在外墙薄抹灰领域，但是可用在以轻钢龙骨复合的不透明墙体中。
综合指标与苯板差别不大，价格较高，应用较少。
3.3 岩棉板（带）
1)导热系数：较好，岩棉板0.040，岩棉带0.048
2)吸水性及透气性：
具有较大吸水率，压缩强度低，不得用于混凝土结构屋面保温，可用于金属屋面保温；不可用于地下室保温。
岩棉板（带）薄抹灰系统饰面层严禁采用饰面砖。（岩棉系统特点就是透气好，面砖几乎不透气，采用涂料饰面时也应采用透气性好的涂料。
）
3)强度（安全性）：
岩棉板层间强度很差，岩棉带由于改层状纤维为垂直纤维，能够显著提高其抗拉强度，所以出于强度方面考虑，在保温装饰复合板里使用的岩棉一定要用岩棉带。
基墙为蒸压加气混凝土砌块墙时，系统保温保温层材料应选用岩棉带或岩棉带组合板。（本身岩棉板抗拉强度即不足，采用蒸压加气混凝土墙体时，锚栓抗拉拔强度较低，岩棉板外墙外保温系统抗风压所需锚栓数量较多，而过多的锚栓对基墙不利。）
用于板下保温时，不得采用薄抹灰系统，可借助龙骨或钢筋头等方式以防止其脱落。
综合考虑岩棉板吸水性、强度及施工难度较大等特性外墙不建议采用岩棉板薄抹灰系统，如浙江、湖南、河南等地已有禁止。
3.4 水泥基无机保温砂浆
以膨胀玻化微珠为轻骨料，以水泥、粉煤灰为胶凝材料，并掺加多种外加剂而形成单组份保温砂浆。
强度高、导热系数高、吸水率高、厚度不易控制，受施工影响大，事故多发，已多地禁止用在外墙外侧作为主体保温系统使用，可用于局部节点作辅助性保温。
20厚的无机保温砂浆+40厚的细石混凝土的构造做法，可以达到层间楼板2.0的k值，但难以达到撞击声隔声值45dB的要求。
3.5 发泡水泥板
发泡水泥板市面又称泡沫混凝土、发泡混凝土等。将泡沫与水泥浆均匀混合，然后现浇施工或模具成型，形成的一种含有大量封闭气孔的保温材料。
易粉化，易开裂，抗压、拉伸及剪切强度低，吸水率大；
导热系数类似保温砂浆，指标相对较大；
板材制作采用强氧化发泡剂发泡，造成板材碳化，粉化速度快，耐久性差；生产技术门槛低，一些厂家对这类材料的配方和质量控制不精确，再加上市场竞争激烈，各厂家不断降低成本和降低生产质量，致使该产品在业内的名声日趋变差，如安徽省已禁止其用在外墙外保温系统中。
3.6 泡沫玻璃板
泡沫玻璃板：碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。
原材料主要为玻璃，经过高温烧制，理论指标强度很高，很脆易破裂，存在应力集中的现象，随时可能爆发，运输及安装均容易受损。
吸水率极低；导热系数优势不大，厚度偏厚；与外墙面无法较好的融合，经常出现裂缝，故外墙应用案例较少，多应用于屋面。
3.7 复合保温材料
1)如硅微粉版、硅岩板、硅墨烯板均为一定的A级材料与泡沫聚苯乙烯等按比例融合而成。该类材料强度普遍增大，导热系数一般在0.052左右，但是体积吸水率偏大，一般为6-8，比岩棉板还要高。
2)外保温系统的在室外地面以上600mm高度范围内，基墙表面及抹面层表面应设置聚合物水泥基防水涂层。不得用于倒置式屋面，可用于正置式屋面及楼板板面保温。
4、注意事项
近年来大量的建筑外墙外保温系统面临耐久性失效的安全风险隐患，外墙外保温病害表现形态有开裂、空鼓、起皮、粉化、脱落、瓷砖饰面泛碱、发霉、渗漏、易燃可燃等表现形态。
4.1 外因
温度：热胀冷缩，围护材料产生拉应力；
风压：负风压力对外保温系统的推力；
水及水蒸气渗透：材料软化、湿胀、冻融、冷凝结霜；
紫外光照：材料老化。
4.2 内因:
材料因素：材料本身不合格；相邻材料间变形系数差异大；保温材料、粘结材料、防护层材料匹配性差；
施工工艺：界面处理不到位，基层处理不良，网格布使用不当，接缝处理不当，施工条件不符合材料要求的温湿度环境，分隔缝处理不当等；
设计构造：分隔处理，纯点粘结方式下保温系统负风压下易撕裂，锚栓设置不当，饰面粘接剂与系统材料不匹配等。
面对常犯的事故，设计师要重视设计的准确性及完整性。
1)保温材料首先应具备现行的国家、行业或地方的规范、标准或文件方可选用，其次须注明相应的合法图集，其作为图纸的一部分可补充做法中的未尽事宜。若无现行国家或地方图集，应在设计中增加与设计相关的所有节点及说明，以保证工程设计的完整性、准确性；若同时不具备相应的现行规范、图集，可通过专家论证等有效手段让材料的选择和设计问题上合理合法，且同样须增加相关节点和说明。
2)保温材料的选用应兼顾不同的行业、国家、地方标准，规范间有冲突的尽量从严处理或按照效力强的规范执行。
3)保温材料设计参数应准确，如同一种保温材料用于薄抹灰外墙系统与用于保温装饰复合板墙体保温系统中所需要的材料性能是有差异的，一般后者要求更高。
4)同一种材料不同的型号，强度、导热系数等不尽相同，应准确交代其适用位置，如泡沫玻璃板，160型适用于墙面，180型适用于屋面
5、结束语
因此,我们衡量一种保温材料及其系统,不能只看如导热系数、吸水率或透气性等和保温材料"性能指标"相关的指标,还要看它吸水率、透气性、粘结强度、抗拉强度、抗压强度、防火性能、环保性、使用寿命等是否符合设计要求。换句话说:一种保温材料及其系统,只有它的综合性能优异,各项指标能综合平衡以符合保温工程的要求的时候,从设计角度即是成立的。
参考文献：
[1]《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》GB/T29906-2013
[2]《岩棉板（带）薄抹灰外墙外保温系统应用技术规程》DG/TJ08-2126-2013
[3]《外墙外保温建筑构造》10J121
[4]《无机保温砂浆系统应用技术规程》DG/TJ08-2088-2018（沪）
[5]《发泡水泥板保温系统应用技术规程》DG/TJ08-2138-2014
[6]《泡沫玻璃板保温系统应用技术规程》DG-TJ08-2193-2016