被动式超低能耗建筑是一种节能、环保、舒适、健康的绿色建筑。气密性及室内环境的舒适度是检验被动房的关键指标。房屋的热损失主要集中在屋顶、地面、外墙保温及窗户等关键部位，其中外墙的热损失高达２５％－３０％，那么如何改善外墙的保温系统，提高保温隔热的性能对于被动式超低能耗建筑来说至关重要。
目前，用于建筑的保温材料主要有岩棉板、真空绝热板、挤塑板、聚苯板和石墨聚苯板。材料的性能各有优缺。岩棉和真空绝热板的防火等级都可达到Ａ级，但是岩棉的吸湿性很大，且材料的导热系数偏高。真空绝热板的导热系数最低，但是施工难度大，真空度难以保持。挤塑板和石墨聚苯板的防火等级均达能到Ｂ１级，但是挤塑板的尺寸稳定性差，易发生翘曲变形。
石墨聚苯乙烯是由德国ＢＡＳＦ公司首先开发的新型隔热保温材料，石墨聚苯板的导热系数低，具有良好的耐久性和耐候性，并且可以与岩棉配合使用提高其防火等级，在欧洲，广泛使用石墨聚苯乙烯作为被动房外围护结构的保温材料。近年来，国内有企业潜心研发，瞄准被动房在中国建筑市场的发展方向，开发出石墨聚苯乙烯专有技术，其综合性能媲美世界先进水平，在国内被动房领域大量使用。
１石墨聚苯板（ＧＥＰＳ）的特色石墨聚苯乙烯（ＧＥＰＳ）是在聚苯乙烯高分子聚合物中导入近纳米级天然鳞片石墨、抗氧化剂、抗老化剂等功能材料；改性合成的石墨聚苯乙烯新型功能材料。由于石墨的特殊层状结构，使其能够均匀分布在ＧＥＰＳ颗粒内部，形成镜面反射热辐射，能够大幅度提高材料的绝热效果。
除了具备普通ＥＰＳ板的所有性能外，还具有以下特点：防火性能达到难燃Ｂ１级；绝热能力更强，导热系数切．〇３２Ｗ／（ｍＫ），它含有近纳米级的天然鱗片石墨，可以像镜子一般反射热辐射，它的绝热能力比普通的ＥＰＳ高出３０％，有助于提高能效。
特点：
（１）良好的防火性能；
（２）导热系数低；
（３）尺寸稳定性强；
（４）耐候性好；
（５）具有耐久性；
（６）透气性好。
由于具有上述优良特性，石墨聚苯板是所有保温材料中性价比最优的保温产品。长期以来，聚苯板保温产品在保温领域里应用最广泛，不论是欧洲还是国内，聚苯板保温体系都具有最大的市场份额。而石墨聚苯板则是聚苯板系列中的上佳产品，该保温材料的薄抹灰保温系统是最佳方案，总体来看，目前国内被动房的保温材料一一石墨聚苯乙烯使用超９０％以上。
图1石墨聚苯板在被动房中的一体化应用
用于被动房的优质石墨聚苯板产品须满足如下要求：
（１）优质原料用挤出法工艺生产；
（２）天然鱗片石墨含量在４．５％－５％，导热系数低，绝热性能稳定，可保证导热系数＜０．０３２Ｗ／（ｍ２Ｋ）；
（３）净容重１８－３０ｋｇ／ｍ３，板材呈银灰色；
（４）折断泡粒断面１０％－２０％以上；
（５）燃烧性能Ｂ１级。
２石墨聚苯乙烯在被动房上的应用案例
图2石墨聚苯乙烯在欧洲被动房中的应用
图3石墨聚苯乙烯在中国被动房中的应用
３国内石墨聚苯乙烯的生产现状
（１） 悬浮法工艺
国内的悬浮法可发性聚苯己烯产业己居全球产销量大国，近期随着房地产市场的缩量，白色可发性聚苯乙烯己产能严重过剩。现在，国内众多ＥＰＳ生产厂家利用白色聚苯乙烯生产装置，采用悬浮法生产石墨聚苯乙烯，该工艺是以苯乙烯单体为主要原料，在反应釜内，单体与石墨、引发剂、阻燃剂、分散剂等混合，通过强力搅拌，被分散成无数的小液滴。悬浮聚合生成的石墨聚苯乙烯分子量较低，内部含水量高，因此板材的强度和稳定性略差。另外，石墨对苯乙烯单体的聚合有一定的阻聚作用，石墨的添加量不能得到有效保证。目前，在中国市场上出现用炭黑来代替石墨的原料，其颜色为黑色或者浅灰色，导热系数偏高，性能不稳定。主要原因在于：悬浮聚合不稳定，反应周期长，石墨添加量少，为了达到颜色黑的效果，部分ＥＰＳ厂家向反应体系加入少量石墨辅以炭黑调色，或者纯粹加入炭黑代替石墨，生产“黑色”聚苯乙烯，由于石墨／炭黑的阻聚作用，产品分子量偏低，预发后泡粒空心，制板粘结性差，板材熟化后收缩变形，密度２ｌ８ｋｇ／ｍ３板材其压缩强度达不到２０．１ＭＰＡ的指标要求，石墨含量少，达不到所需４．５％－５％的最佳加入量，无法满足被动房要求的导热系数幼．０３２Ｗ／（ｍ２Ｋ）的性能指标．
（２） 挤出法工艺
挤出法石墨聚苯乙烯最初从德国、奥地利的进口进入国内市场，国内个别企业很早就紧跟行业发展动态，投巨资引进世界先进设备，自主开发石墨聚苯乙烯新型保温材料，产品性能优良，能满足建筑节能市场需求，在国内被动房领域广泛使用。
挤出法工艺是选用分子量高的聚苯乙烯为主要原料，添加近纳米级的天然鳞片石墨、增初剂、抗氧剂、阻燃剂等功能材料，通过双螺杆挤出机熔融、切粒而成。颗粒的外形为椭圆形，制品的颜色为银灰色，带有金属光泽，该工艺属于物理混合，可以有效保证石墨的添加量，分子量高，强度大，热导性能更佳、更稳定。同时，由于添加的天然石墨具有阻燃功能，更增强了石墨聚苯乙烯的阻燃性。
图4悬浮法与挤出法生产GEPS工艺对比
４石墨聚苯板在被动房应用可能存在的问题
（１） 没有严格按照被动房要求指标选定合格石墨聚苯乙烯石墨聚苯乙烯板材是由石墨聚苯乙烯颗粒预发、成型、切割而成。颗粒的性能对制品的应用性能有决定性作用。
石墨聚苯乙烯在国内的使用时间相对较短，在被动房的设计、施工、监理、验收等建设过程中，部分存在认识不足，使得非石墨料如炭黑聚苯乙烯顶替石墨聚苯乙烯，在被动房项目使用，这将导致保温材料抗拉强度、尺寸稳定性、弯曲变形、导热系数等指标达不到被动房对石墨聚苯乙烯的性能指标要求。因此，要求在被动房项目一定采用真正的石墨聚苯乙烯作为保温材料，来确保保温绝热效果。
（２） 为了降低造价，部分板材加工厂存在以次充好以获得市场竞争优势。以下是常见做法：
①短斤少两，降低原材料的使用量，导致板材强度低、导热系数变大，保温隔热性能受损；
②掺沙子增加板材重量，降低了石墨聚苯乙烯的综合物理性能，强度低、粘结性差、导热系数变大，严重影响工程质量和房屋使用寿命；
③在水中加入表面活性剂，向板材中大量渗水，板材内部的水难以挥发，板材含水量大易引起保温层鼓泡、脱落，同时，保温隔热效果大大降低；
④使用含结晶水的盐做增重物质来达到要求密度重量，损害保温板的物理性能，即改变了保温板低热传导性能、压缩强度、耐久性等严重受损，无疑达不到被动房的品质要求。
（３） 板材厂家生产不合格的石墨聚苯板
聚苯板的养护期过短，熟化时间短导致制品性能不稳定，上墙后产生较大的后收缩，进而引起面层开裂；养护期短，聚苯板含水率达不到要求，切板后板材弯曲，板面平整度差，尤其是相邻的板面，造成抹胶厚度不均，引起收缩不一致，进而导致开裂；粘贴苯板时，由于存在局部通缝或窗口四角未套割，均会造成开裂。
（４）配套胶粘剂、抹面砂浆、网格布质量不合格，无法匹配外墙薄抹灰石墨聚苯板保温系统的性能指标，造成外墙脱落、鼓包、开裂等质量事故。
石墨聚苯乙烯薄抹灰外墙外保温系统的各种材料和产品，必须由优质供应商配置、配套供应，切实满足被动房对外围护结构要求的性能指标。
渝公网安备 50022702000818号