建筑功能材料
——材料保温
保温材料的性能要求及保
温机理
常用保温材料种类及制品
几种常用建筑保温材料性
能比较
保温材料的应用及其重要
意义
本节内容要点：
认识保温材料
保温材料是用于减少结构物与环境热交换的一种功能材料。建筑工
程中使用的保温材料，一般要求其导热系数不大于
表观密度不大于600kg/mᴈ,抗拉强度不小于。
一、认识保温材料：
保温材料微观结构
观察与讨论
请观察常用保温材料的微观结构，如下图所示。并分析可如何获得
具有此类微观结构特点的保温材料
讨论
保温材料微观结构
讨论
保温材料一般系轻质、疏松多孔的，且孔隙最好不连通，可为松
散颗粒或纤维状，欲获得此类保温材料，可从以下几方面着手：
①利用天然多孔或纤维状的材料为主要组成材料，如软木、
浮石、甘蔗板等；
②在材料中掺入加气剂或者泡沫剂以形成多孔结构，如加气
混凝土、泡沫塑料等；
③在材料中加入能被烧去或于高温下可分解出气体而形成多
孔的材料，如多孔陶瓷；
④材料本身在高温下自行膨胀为多孔结构，如膨胀珍珠岩、
膨胀蛭石。
二、保温材料 - 性能要求
导热性指材料传递热量的能力。材料的导热能力用导热系数表示。
材料组成：材料的导热系数由大到小为：金属材料＞无机非金属
材料＞有机材料。
微观结构：相同组成的材料，结晶结构的导热系数最大，微晶结
构次之，玻璃体结构最小，如水淬矿渣就是一种较好的绝热材料。
孔隙率：孔隙率越大，材料导热系数越小。
孔隙特征：在孔隙相同时，孔径越大，孔隙间连通越多，导热系
数越大。
保温机理
1、传热方式——传导换热、对流换热、辐射换热
2、导热系数
在稳定导热情况下，
该常数与材料的组成、结构、构造有关，反应了材料的导热能力，
因此称作导热系数。
实际材料为当量导热系数，包含孔隙中气体的传导换热和对流换热、
孔壁间的辐射换热。
3、绝热材料的类型
⑴ 多孔型
绝热原理：
①固相传热：路线大大增加
②气孔传热：导热系数极小
绝热材料：
泡沫塑料、膨胀珍珠岩等
⑵ 纤维型
绝热原理：
绝热材料：
与多孔材料类似
岩棉、矿棉
⑶ 反射型
绝热原理：
从而
反射率 大，
→吸收率 小，
有效阻挡辐射换热。
铝箔、热反射玻璃
I0
IA
IB
绝热材料：
三、常用保温材料的种类及其制品：
保温材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有
机绝热材料。常用无机绝热材料有多孔轻质类无机绝热材
料、纤维状无机绝热材料和泡沫状无机绝热材料；常用有
机绝热材料有泡沫塑料和硬质泡沫橡胶。
按材料的构造可分为纤维状、松散粒状和多孔状三种，通
常可以制成板、片、卷材或管壳等多种形式的制品。
1. 无机纤维状保温材料：
这类材料主要以矿棉、石棉、玻璃棉及植物纤维等为主要原料，制成
板、筒、毡等形状的制品，广泛应用于住宅建筑和热工设备、管道等
的保温隔热。这类材料通常也有良好的吸声性能。
（1）玻璃棉及制品
玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成的一种纤维状材料。
一般的堆积密度为40~150kg/mᴈ,导热系数小，价格与矿棉制品相
近。玻璃棉可以制成沥青玻璃棉毡、板及酚醛玻璃棉毡和板，使
用方便，因此是广泛用在温度较低的热力设备和房屋建筑中的保
温隔热材料，还是优质的吸声材料。
（2）矿棉和矿棉制品
矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣、
和其他矿渣等，另加一些调整原料（含氧化钙、氧化硅的原料）。岩石
棉的主要原料是天然岩石，经熔融后吹制而成的纤维状（棉状）产品。
矿棉具有轻质、不燃、保温和电绝
缘等性能，且原料来源丰富，成本
较低，可制成矿棉板、矿棉防水毡
及管套等。可用作建筑物的墙壁、
屋顶、顶棚等处的保温隔热和吸声。
2. 无机散粒状保温材料：
（1）膨胀蛭石及其制品
蛭石是一种天然矿物，在850℃~1000℃的温度下煅烧时，体积急剧
膨胀，单个颗粒的体积能膨胀约20倍。
膨胀蛭石的主要特性：表观密度80~900kg/mᴈ，导热系数
~
不腐但吸水性较大。可呈松散状铺设于墙壁、楼板、屋面等夹层中，
作为保温隔声之用。使用时应注意防潮，以免吸水后影响保温效果。
膨胀蛭石也可与水泥水玻璃等胶
凝材料配合，浇制成板，用于墙、
楼板、屋面板等构件的保温。
隔热保温材料--膨胀蛭石板
（2）膨胀珍珠岩及其制品
膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩烧制而成的，呈蜂窝泡沫
状的中灰白色颗粒，是一种高效能的绝热材料。其堆积密
度为40~500kg/mᴈ，导热系数为
使用温度可达800℃，最低使用温度为-200℃。具有吸湿
小、无毒、不燃、抗菌、耐腐、施工方便等特点。建筑上
广泛用作结构、低温保冷设备、热工设备等的绝热保温材
料，也可用于制作吸声制品。
膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为
主，配合适量胶凝材料，经拌和、成型、
养护而制成的具有一定形状的板、块管
壳等制品。
3.无机多孔类保温材料：
（1）泡沫混凝土
泡沫混凝土又叫发泡水泥，是将泡沫剂
水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到有
水泥基胶凝材料、集料、掺和料、外加
剂和水等制成的料浆中，经混合搅拌、
浇注、自然养护而成的轻质多孔混凝土
制品。
泡沫混凝土的优点和特点
1. 具有耐压强度和抗老化性； 2.具有轻量性：其密度可以达到200～1600kg/m3,
有效地减少了建筑物的负重。 3. 隔音性好：隔音性是普通水泥的5～8倍。 4.耐
高温性好：适用的温度可以达到250～300℃以上。 5.提高保温层的稳固性和寿
命：具有高度的稳定性和抗老化性能，有效的保证室内地面的平整不开裂，其寿
命是苯板的5～10倍，是珍珠岩颗粒的5倍以上。 6.环保性能好：所有的添加剂
为植物蛋白纤维和动物性蛋白质，无毒无害。 7.隔热性好：导热系数为
350kg/m3时，7天抗压强度为6kg/cm2,28天为9kg/cm2。 9.施工简单：发泡水泥
是有机械高压输送的流动性液体，施工节约人力物力。 10.防潮性好：供暖时温
水管周围不会出现结露现象，各层之间不会出现分裂。 11.结合性好：采用的材
料是水泥，和上下层的结合非常好，不会形成地面空鼓和塌陷。 12.施工速度快：
每台班可以施工3000～4000平方米，节约施工工期。 13.整体性好：一次浇注无
缝隙和间断，和现浇板及砂浆层能够完全结合形成一个整体。 14.具有抗渗的作
用：由于发泡水泥的多孔性和整体性，比普通楼板的抗渗增强6倍以上。15.具有
防火性：发泡水泥是无机材料，不会燃烧，在建筑物上使用，可提高建筑物的防
火性能。
（2）加气混凝土：
加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤
灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、
水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝
粉），通过配料、搅拌、浇注、预养、
切割、蒸压、养护等工艺过程制成的
轻质多孔硅酸盐制品。
其特性概括为：轻质、高强、保温、
隔音、防火等。
（3）硅藻土：
硅藻土由水生硅藻类生物的残骸堆积而成，可用作填充材料或制成制
品。其孔隙率为50％～80％，导热系数约为0,060W/（m∙K），因此
具有很好的保温性能。最高使用温度可达900℃。
(4)微孔硅酸钙：
微孔硅酸钙由硅藻土或硅石与石灰等经配料、拌和、成型及水热处理制
成。以托贝莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙，表观密度约为200kg/mᴈ
，导热系数为
要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度为230kg/mᴈ，导热系数约为
（5）泡沫玻璃：
泡沫玻璃由玻璃粉和发泡剂等经配料烧制而成。气孔率达80％～95％，
大量为封闭而独立的小气泡。其表观密度为150～600kg/mᴈ，导热系数为
～
的泡沫玻璃最高使用温度为300℃～400℃，若用无碱玻璃粉生产时，则最
高使用温度可达800℃～1000℃。其耐久性好，易加工，可满足多种保温
需要。
4.有机保温材料：
（1）泡沫塑料：
泡沫塑料是以各种树脂为基料，加入一定剂量的发泡剂、催化剂、
稳定剂等辅助性材料，经加热发泡而制成的一种具有轻质、保温、吸声、
防震性能的材料。目前我国生产的有聚苯乙烯泡沫塑料，其表观密度为
20~50kg/mᴈ，导热系数为~
℃。聚氯乙烯泡沫塑料其表观密度为12~75kg/mᴈ，导热系数为
~
氨酯泡沫塑料其表观密度为30~65kg/mᴈ，导热系数为
~
60 ℃。此外还有脲醛泡沫塑料及制品等。该类保温材料可做复合墙板及
屋面板的夹心层及冷藏和包装等保温需要。
（2）植物纤维类保温板：
该保温材料可用稻草、木质纤维、
麦秸、甘蔗渣等为原料经加工而
成。其表观密度约为
200~1200kg/mᴈ，导热系数为
~
墙体、地板、顶棚等，也可用于
冷藏库、包装箱等。
高强度植物纤维复合（外墙）保温板
四、几种常用建筑保温材料性能比较:
1、STP超薄绝热保温板外墙外保温系统
优点：防火性能极佳,不燃A级材料,无机系统、安全可靠 、优异的防火性
能，完全不燃。 保温效果极好，导热系数在左右，是普通保温材料
岩棉板、无机保温板的十分之一。其保温效果是聚苯板的6倍，挤塑板的
4倍，聚氨酯的3倍。 单位面积质量轻，上墙后的安全系数高 ；材料自身
热稳定性好，热胀冷缩系数小，不存在常规有机保温材料的热收缩性。
夏热冬冷地区一公分即可满足标准要求，寒冷及严寒地区两公分即可满足
绝大部分建筑的标准要求。
缺点：无法现场裁切，一旦裁切，真空腔就漏气，失去保温效果。
抽真空绝热保温板，容易被尖锐物体刺穿密封袋，上墙后若透气容易造成
保温材料鼓胀，外饰面脱落。 新型墙材，价格相对较高。
2、无机保温板外墙外保温系统
优点：防火性能极佳，不燃A级材料。
天然无机系统、安全可靠 优异的防火性能，完全不燃。
适用于夏热冬冷地区节能保温，导热系数左右，4公分左右可满足当地
节能标准。用于寒冷地区需要做到7公分以上方可满足。
比较适合外墙干挂保温系统。
价格相对酚醛板，聚氨酯等高效保温材料要低
缺点：防水性能不好，容易脱落，施工要求高。用于寒冷及严寒地区，
保温厚度过厚，大约在8公分以上。
推荐使用无机保温板装饰一体化外墙保温系统。
3、改性酚醛防火保温板
优点：保温效果极好，导热系数仅为到之间，略高于聚氨酯，能够确保
在同等保温效果的前提下，保温层厚度低于一般的保温材料，自重力小，大大提
高了系统的安全性能。
防火阻燃性能好，热固性保温材料，遇明火仅表面碳化，无融滴、无变形，能有
效防止火势的蔓延，确保施工过程和施工现场的安全。
使用范围广、使用温度范围在零下150度到零上180度，可应用于寒冷，严寒，夏
热冬冷及高温气候的所有地区，寒冷地区三公分到5公分之间即可满足绝大部分
建筑的保温要求。
保温装饰一体化板，彻底解决保温材料与饰面层的粘结问题。
高档仿真饰面，稳定系统、轻质、安全，安装简单，节省工期，双重防水、透气
性，良好的耐候性，维护简便、易加工、可更换。
缺点：现场施工切割板材时，会有损耗，建议做装饰一体化板材。
4、硬泡聚氨酯保温装饰复合板
优点：外墙保温装饰一体化，整体防火性能A级，适用于夏热冬冷地区及
寒冷地区。彻底解决粘接相容性问题、彻底解决饰面开裂问题，防水性好。
保温效果极好，导热系数低，一般在以下，三公分的复合板相当于五
公分以上的EPS板，七公分以上的岩棉板、玻璃棉板，九公分的无机保温
砂浆。使用该复合板夏热冬冷地区两公分即可满足，寒冷地区三公分以上
即可满足标准要求。
生产和施工不受气候影响、能够保证施工工期、对保温施工人员的聚氨酯
硬泡专业技术知识要求低、施工技能容易获得。这些特点都是现场施工所
不具备的。特别是充分利用了聚氨酯自身良好粘结力的带有软面层或轻质
硬面层的亲水泥基面材的预制板材系统，减少进行墙体保温施工时比较昂
贵的界面剂的大量使用，尽可能直接用水泥沙浆施工。
5、岩棉板外墙外保温系统
优点：防火性能极佳，不燃A级材料。
无机系统、安全可靠 优异的防火性能，完全不燃。
适用于夏热冬冷地区节能保温，导热系数左右，4公分左右可满足当地节能
标准。用于寒冷地区需要做到6公分以上方可满足。
比较适合外墙干挂保温系统。
缺点：防水性能不好，容易脱落，施工要求高。
用于寒冷及严寒地区，保温厚度过厚，大约在七公分以上。
五、保温材料的应用及其重要意义
现象
工程实例分析
某冰库绝热采用多种绝热材料、多层隔热，以聚苯乙烯泡沫作为墙体隔热夹
芯板，在内墙喷涂聚胺酯泡沫层作绝热材料，取得良好了的效果(见下图）。
聚苯乙烯泡沫夹心板 内墙喷涂聚胺酯泡沫层
原因分析
原因分析
应用于墙体、屋面或冷藏库等处的绝热材料包括：
以酚醛树脂粘结岩棉，经压制而成的岩棉板；以玻
璃棉、树脂胶等为原料的玻璃棉毡；以碎玻璃、发
泡剂等经熔化、发泡而得的泡沫玻璃；以水泥、水
玻璃等胶结膨胀蛭石而成的膨胀蛭石制品；或者以
聚苯乙烯树脂、发泡剂等经发泡而得的聚苯乙烯泡
沫塑料等材料。其中岩棉板、膨胀蛭石制品和聚苯
乙烯泡沫塑料等绝热材料还可应用于热力管道中。
保温材料的重要意义：
在建筑和效果工业中采用良好的保温技术与材料，往往能起到事半功倍的。
统计表明，建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品，一年可节约一吨石油。北
京安苑北里节能小区采用情况表明，单位面积节煤率每年为公斤标
煤／平方米。工业设备与管道的保温，采用良好的绝热措施与材料，可显
著降低生产能耗和成本，改善环境，同时有较好的经济效益。如：工业设
备和管道工程中，良好的保温条件，可使热量损失降低95％左右，通常用
于保温材料的投资一年左右可以通过节约的能量收回。 另据粗略统计，
近年我国采暖地区（即严寒和寒冷地区）城镇新建采暖住宅建筑面积平均
味1*108 m2/年，按照1996年国家新颁布的《民用建筑节能设计标准》，
若所有新建建筑均达到节能50%的指标，则每年可节约采暖用煤150万吨
标准煤，并可相应减少SO2排放量万吨，烟尘6550t，灰渣217万吨。
1996~2005年10年间，即可累计节约采暖用标准煤8250万吨。
保温材料在工业和建筑领域大显身手
因此，开发研制适合我国国情的高效绝热保温材料、大力推广节能建筑、贯彻
节能标准，对节约采暖能耗、保护环境、保持我国国民经济的持续高速发展具
有重要意义。
一般来说，采用节能措施比开发新能源
容易，而隔热又是节能技术中容易实现
而且用用很广的一种技术，保温隔热技
术主要包括选择保温隔热材料和设计施
工两个方面。近年来各种新型保温材料
不断涌现，各种高纯、耐高温的陶瓷纤
维的研制成功和使用，使各种工业炉的
热损失大幅度下降；另一方面，各种超
轻质高强度泡沫塑料的出现也使得保冷
效率大大提高。此外，在保温隔热设计
和施工中，除保证保温隔热性，还应更
加注重经济效果。
谢谢您的聆听！
