天然保温材料终极指南：种类、性能对比与选择要点

有效保温我们的居住空间对于降低能源成本、改善居住条件和现代化老旧住宅变得越来越重要。

建筑物是我们日常生活的核心部分，我们大部分时间都待在其中。

“无论以住宅、工作场所、学校、医院、图书馆或其他公共建筑为何，建成环境却是欧盟最大的能源消费者。也是最大的二氧化碳排放源之一。欧盟建筑物共同承担了我们40%的能源消耗和36%的温室气体排放，这些排放主要源自建筑、使用、翻新和拆除。

因此，提升建筑能效在实现欧洲绿色新政中提出的2050年碳中和雄心目标中扮演关键角色。如今，欧盟约75%的建筑存量能源效率低下。这意味着大量能源被浪费。””[1]

减少碳排放的某些策略重点在于改善建筑设计和新旧建筑的热绝缘性能，旨在提高供暖效率，确保建筑内舒适，同时不浪费宝贵资源。

保温材料在减少二氧化碳排放方面潜力最大。通过保温保存的能量可以补偿制造过程中消耗的能量，而天然保温保存的二氧化碳也可能超过制造过程中产生的二氧化碳排放。这就是为什么向天然保温材料过渡对于实现能源效率和净零建筑至关重要。

那么，什么是天然绝缘体？有哪些选择呢？

选择时需要考虑哪些因素？

我们整理了这份详细指南，帮助你选择最适合你需求的天然保温材料，并附上一个对比表格，你将在最后找到！

一、天然保温材料

定义为“天然保温材料由具有热性能的天然来源制成”[5]。通常，这些材料来自植物性来源（不同的植物纤维），甚至是动物性质的羊毛，主要是羊毛（通常是重复利用）。在此过程中，我们还将考虑回收来源，如纺织品、废弃物（棉花）或纸张（纤维素）以及更具实验性的（菌丝体）。

确实，一些传统绝缘材料，如岩棉，也采用石材天然原料制成，但由于制造和回收过程中耗能巨大，这些绝缘材料大多不被视为天然绝缘材料。

大麻

它源自大麻植物，含有非常耐用且具有优异保温性能的强韧木质纤维。大麻具有极大的环境优势，它是可再生且可生物降解的，且种植所需的能源和维护成本极低。它几乎可以在所有土壤上快速生长，全年生长期为100天。它无毒，无需农药或杀虫剂，耗水量极少。它在施工过程中吸收的碳多于消耗的碳;这一过程在安装过程中持续进行。

稻草

几个世纪以来，稻草捆和稻草粘土块一直被用来建造房屋。过去，这通常是通过堆叠木捆墙体并用泥土覆盖来实现的，但如今市场上开始出现预制稻草保温材料和建筑板材。

稻草捆墙由谷物收割残渣制成，来源为回收材料，起到碳储存的作用，减少了环境影响。这种材料的另一个显著特性是它作为良好的隔音体。

亚麻

用于保温材料的亚麻是亚麻行业的次要产品，它用于亚麻籽植株的茎，亚麻籽的经济价值较低，严格来说不完全是废弃物，但这是一种利用剩余原料的方式。

纤维素

它可以由任何类型的细胞植物来源制成。它主要由回收报纸制成，但也可能包括其他再生纸张、纸板、办公用纸及其他纸制品。包含超过90%的消费后回收材料。它非常受欢迎，已经在市场上存在多年。

科克

多功能且耐用的材料。软木保温材料由软木树皮制成，每九年采伐一次且不会损害树木，树木寿命为150至250年。
这种做法甚至被证明对树木有益，所获得的材料是100%天然且可再生的。与此同时，软木森林能抵御风蚀，并作为防火屏障稳定土壤，软木也是天然的防火保护剂。

木纤维

它被称为木纤维保温材料，因为它由林业间伐和锯木厂残渣等软木材废料制成。这源于木材加工业愿意减少并利用废弃物制造。

羊毛

羊毛的目标是让绵羊保持温暖，它对它们和对我们一样有效。它们的纤维被压紧，能困住空气，这本身就是很好的绝缘体。
羊毛保温材料几乎完全由羊毛制成，通常重复利用，这种材料可持续生产且可生物降解。羊毛制品可以完全回收，重新获得高质量的生羊毛。

棉花

用于保温材料的棉花主要来自回收的预消费衣物，主要是牛仔布，还有一些农业棉布。

这是减少填埋废弃物的明智解决方案。时尚行业是垃圾的巨大产生源，因此找到回收和再利用旧衣服的方法至关重要，把旧牛仔裤和其他衣物变成保温材料就是其中一种方式。

草地

草是一种丰富的产品，在全球范围内自然生长和重组。我们可以将草坪从废弃物转变为有用产品，通过融合多种本地生态系统，并制造保温板，利用草坪建造高效的建筑和住宅，从而从割草中获利。

菌丝体

菌丝体是蘑菇的一部分，由一个称为菌丝的细丝网络组成，类似于根系，收集养分以滋养真菌。这一自然现象已成为一种创新材料，有潜力占据市场并打开建筑行业的道路。

基于菌丝体的天体是相对较新的现象（已知最古老的块块由菲利普·罗斯开发，已有20-30年历史）。最近一些公司开始押注，我们开始看到首批基于菌丝体的制造产品，其中可以找到绝缘面板，因为这种材料具有令人印象深刻的热和声学性能。
菌丝通过真菌生长的基质传播。为了制造这些面板，他们使用商业和农业副产品作为菌丝体生长的基底，创造出一种基本上自我制造的产品，并利用本应被填埋的剩余物。
这些产品背后充满热情，未来我们应该会看到越来越多的菌丝体衍生物和保温产品。

二、木质混凝土 / 麻木混凝土

在2023年的SSA实验室中，我们再次进行了一些实验，旨在使用不同纤维和不同的粘合剂。我们把传统的大麻和粘土和石灰混合，大麻只用粘土，木屑和粘土、木屑只用粘土，最后还做了轻量稻草粘土混合，纯粹玩玩。我们对混合物的效果印象深刻，尤其是没有石灰的混合，保持度完美，制作相对简单，价格也非常便宜，如果你能弄到几袋木屑的话。
我们建议在湿度较高的环境中使用石灰，以中和固化过程中的真菌污染。否则，在通风良好的工地，我们会押注木屑粘土混合物。
以下是实验的实证总结：

大麻混凝土石灰+粘土

大麻纤维适用于几乎任何环境，天然抗腐，虽然石灰能使混合物非常坚实，但如果环境潮湿，也能防止真菌在养护过程中污染。

相比列表中的其他方案，缺点是成本和作舒适度，因为石灰在搅拌初期需要戴手套和口罩。

大麻混凝土粘土

大麻纤维适合几乎任何环境，天然对腐烂具有相当的抵抗力。

它作起来很友好，因为泥土不需要口罩或手套。

我们会建议在非常潮湿的环境中进行固化。

木质混凝土石灰+粘土

适合“半干到干”环境，木纤维天然不易腐烂，但石灰虽然能使混合物非常坚实，也能防止养护过程中真菌污染。

由于石灰的关系，工作舒适度不佳，不像传统麻木混凝土那样

我们会建议在非常潮湿的环境中进行固化。

木质混凝土粘土

适合干燥环境，木纤维天然不易腐烂，但价格最便宜且作友好（无石灰=不戴手套，混合时无需呼吸面罩）。

我们会建议在非常潮湿的环境中进行固化，但如果工地通风良好，条件允许几周内干燥混合物，这是个极好的解决方案。

三、比较因素

在比较保温材料时，我们应考虑一些因素。

关于材料的性能质量，我们需要比较以下几点。

K值

测量材料的热导率，表明材料通过其质量传递热量（能量）的能力。这以瓦特每米开尔文（W/（m⋅K））（国际单位制）为单位测量。
在确定绝缘材料热性能越好时，热导率越低越好。

R值

测量热阻，即材料抵抗热传递的能力。
该数值将材料的热导率与其宽度联系起来，因此以单位面积的电阻（m2·K/W）。高R值的材料意味着它具有良好的绝缘性能。

R值指材料及其厚度，而K值仅涉及材料本身，因此可用于比较原材料，而非绝缘产品的限定条件。

热惯性

在绝缘材料之后，还有一点需要考虑，因为材料在加入能量时反应方式不同。热惯性是“一种材料的性质，表示其温度达到环境温度时的缓慢程度”[27]。这意味着材料可以储存能量并调节释放的能量量。
我们用比热容来衡量，比热容规定将1公斤材料温度提高1°C（K）所需的热量，比热较高的材料升温速度较慢。
这不仅能确保寒冷季节的舒适空间，也能在热浪期间保持舒适，因此这些特性在夏季或炎热气候尤为重要，以防止过热。

天然材料在这方面优于合成材料。较重的材料能储存更多能量，因此升温速度较慢。简单的绝缘材料（矿棉、泡沫化学产品等）热惯性较低，因为它们非常轻，所以加热得很快。相反，生物基绝缘材料更重，因此在需要时能更好地重新分配能量。

相位偏移

是热量穿透特定材料所需的时间。
白天，外部温度在最高和最低值之间波动。发生的情况是，内部温度试图模仿外部温度，经过一定时间后确实如此，这个时间滞后就是相位偏移所表达的（小时）。

例如，玻璃棉的热相位差很低，热量确实能在3-4小时内穿透。相反，纤维素填充物的热相位移长达11小时。[24]

了解这些后，可以这样想——具有高热惯性的材料可以快速将热导导离表面（高热导率），能以较低的温度提升吸收更多热量（高比热），并且具有较大的质量单位体积（高密度）。随着储存热能的质量增加，温度上升相对缓慢。[27]

如果你想做出真正环保的决定，我们还应关注二氧化碳平衡。

碳足迹

保温本身通过平衡保温材料在性能寿命内的节能与生产材料所需的能量，从而节省能源至关重要。

建筑物，或我们所称的建成环境，产生了全球每年40%的二氧化碳排放量。
其中27%用于建设运营排放，也就是供暖、制冷和供电所需的能量。建筑和基础设施材料及施工每年额外占比13%。[29]

建筑2030。数据来源：IEA（2022），《建筑》，IEA，巴黎。

这13%的二氧化碳排放量通常被称为材料的隐含碳。为解决这一问题，我们会考虑在提取、制造、运输以及建设和生命周期终结过程中产生的碳排放。通过做出正确的保温选择，
我们可以降低这个数字！

合理选择建筑材料不仅能减少该行业排放的二氧化碳，还能实现零碳甚至碳负的建筑。但这怎么可能呢？

碳汇！

在生长过程中，得益于光合作用，植物从大气中捕获并储存二氧化碳。采集后，这些气体会留在体内，直到其所有使用寿命（包括回收），只要不腐烂或燃烧，它将处于碳循环之外数十年。这种材料中储存的碳被称为封存碳。在许多植物基材料中，这种封存的碳远高于生产所需的碳，因此在评估材料的全球变暖潜力时需要考虑这一点。

4 755 — “用碳储存材料打造真正的零碳建筑（什么是内含碳？）”气候行动建设者，2022年

如果我们想做出有意识的选择，还应考虑制造过程以及为制造产品添加的粘结和处理材料。

化学足迹

非天然保温材料来自于多种原料，通常之前未使用，这些材料与化学品结合或在极高温度下熔化，产生大量能量。
天然保温材料也需要能源生产，但耗能量明显较低，来自可再生能源，许多如稻草捆甚至是其他行业的废弃物或回收材料。天然材料有时也会被粘结以提高性能，但数量较少，制造过程也简单得多。

天然保温可以自然地抵御昆虫、潮湿和火灾等外部因素，但由于其特性，可能还需要额外的处理。我们应仔细检查成分，确保没有添加额外的胶水或粘合剂，并且如果需要处理，这些物质也是天然来源。

资料来源与生命终结

了解材料的来源以及我们如何在其生命周期末期处理它非常重要。

植物基保温材料通常来自可再生资源，通常利用收获溪流或其他工业残余，而其他可持续选项则来自源自天然原材料的回收产品。
天然保温材料的本质在于其生命周期末期可降解，最坏情况下即使被送往填埋场，也会在相对较短的时间内分解，并对土壤有益。

部分合成保温材料也可以回收，但问题是回收的比例仍然非常小。大部分最终被送往填埋场或焚烧，增加了塑料污染问题的更多废弃物。

应用与格式

除了来源外，我们还可以根据保温材料的格式或作为制造产品的外观来分类。这一特性主要与原产材料的性质有关。
我们需要根据要做保温的区域，尤其是如果自己安装保温材料，就要考虑这一点。
有不同保温类型及其常见应用的分类。说到天然材料，我们可以找到：

实心板。由于其刚性，可以固定在表面上，不需要整体支撑。我们通常看到它们是带有或不带OSB支撑的沙板系统。木纤维和软木板是最常见的例子。

半刚性或柔性毯式保温材料。它是最容易识别且最常用的，我们可以在毡和卷材中找到。它被引入框架、龙骨、托梁和横梁之间，既可用于垂直（未完成的墙体）也可用于水平（地板和天花板）应用。它有标准尺寸，但可以根据空间进行裁剪。这些材料确实需要垂直或水平支撑。
制造这种绝缘材料的天然来源大多是各种植物纤维。

总体成本

总体来说，天然保温材料仍然比传统材料更贵。但如果我们观察原材料的价格，通常价格非常低，因为大多数是收获或废弃物流。
即使货币成本稍高，但如果我们衡量，全球成本却要低得多。正如我们所说，天然保温污染更少，使用可再生资源，且环保。

由于天然纤维的吸湿特性，保温材料的使用更安全，并提升透气性，能够吸收、储存和释放水分，自然控制建筑内的凝结水量，改善内部空气质量，因此对我们的健康也有好处[33]。

为了保证保温持久，它必须能抵抗外部侵扰（啮齿动物、昆虫或湿气），但又不能随着时间沉降（比如棉花或亚麻布就是这种情况）。生命周期评估必须考虑系统每种材料的使用寿命和耐久性。 天然绝缘材料的更高耐久性和随时间性能损失更小，使得维护干预更为简洁。

所有这些措施在制造过程中和建筑物的使用寿命中都能节省大量能源，使自然保温更具成本效益，因为节能也意味着节省开支。

四、比较电子表格

现在了解了自然日照的类型以及比较时应考虑的事项后，我们将所有信息汇集到这张比较表中。

材料	大麻	稻草	亚麻	菌丝体	软木	木纤维	草	纤维素	棉花	木棉（白色）
导热系数	0.038-0.05 W/mK	0.038-0.05 W/mK	0.038-0.04 W/mK	0.039-0.05 W/mK	0.039-0.04 W/mK	0.034-0.04 W/mK	0.037-0.04 W/mK	0.035 W/mK	0.033-0.04 W/mK	0.033-0.04 W/mK
比热容	1300-2300 J/kg·K	1600-3700 J/kg·K	1300-2300 J/kg·K	3020 J/kg·K	3500-2500 J/kg·K	1600-3700 J/kg·K	1600-2100 J/kg·K	1300-1500 J/kg·K	1300-1320 J/kg·K	1350-1370 J/kg·K
含水率	1.52-2.63 kg/kg	-4.1至-0.3 kg/kg	0.42-0.45 kg/kg	负值	0.75-0.33 kg/kg	0.6-0.61 kg/kg	负值	负值	7.55-8.23 kg/kg *（回收前）	15-20 kg/kg *（回收前）
生产用水量	2.40-3.65 L/kg	665-765 L/kg	349-3390 L/kg	/	665-765 L/kg	665-765 L/kg	/	7.40-8.30 L/kg	5.70 L/kg	5.70 L/kg
碳足迹/固碳能力	“一公顷工业林每年可固碳…”,”每公顷固碳…”,”可实现负碳足迹。”	“一堵稻草墙实际固碳35公斤”,”可实现负碳足迹。”	“一公顷亚麻植物吸收超过27吨二氧化碳并转化为氧气。”	“每月固碳至少8吨”,”可实现负碳足迹。”	“每年软木林封存高达1400万吨CO2″,”可实现负碳足迹。”	“木材生长吸收CO2，…每立方米木材在其生命周期固碳约0.9吨”,”可实现负碳足迹。”	“捕获每吨植物基产品1.50克CO2″,”可实现负碳足迹。”	“通过回收废纸帮助降低碳排放，产品本身固碳。”,”可实现负碳足迹。”	“通过回收废物帮助降低碳排放，减少填埋温室气体排放。”,”可实现负碳足迹。”	“每立方米木棉固碳…相当于存储1.25吨CO2。”
粘合剂	可与石灰、粘土等其他天然粘合剂交织使用	不含任何粘合剂。	可能含有来自可再生资源的聚酯粘合剂？	菌丝体自身即为粘合剂，可与农业废料结合形成绝缘材料。	释放天然树脂，自粘结。	释放天然树脂，自粘结。	通过机械缠结、针刺、热粘合制成。可能含有来自可再生的其他植物纤维合成粘合剂？	不含任何粘合剂。	交织，通常使用约15%的聚酯用于热粘合。	含有回收聚酯粘合剂。可能含有来自可再生或矿物基的粘合剂，可使用替代粘合剂。
处理	天然防火，可通过硼砂等非毒性阻燃剂增强	需要处理。可为化学（硼酸）或天然（二氧化硅）。	需要处理。可能含有化学阻燃剂和硼酸。	无需处理。	无需处理。	需要处理。可能含有化学阻燃剂和替代性防水蜡。	需要处理。	需要处理。通常为非毒性化学品。	需要处理。	需要处理。可能含有化学和硼酸阻燃剂。可能含有来自可再生或矿物基的粘合剂，可使用替代粘合剂。
来源	可再生	可再生	可再生	可再生	可再生	可再生	可再生	可再生	回收的消费前服装边角料	可再生或回收的木浆纤维
来源	大麻收割副产品	谷物收割副产品	亚麻加工副产品	不同废物流	橡树树皮	木材工业副产品	废物流	回收纸张	回收的消费前服装边角料	可再生或回收的木浆纤维
报废处理	降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	堆肥、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	堆肥、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	堆肥、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	堆肥、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	堆肥、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	回收、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	回收、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋	回收、降级回收、焚烧能源回收、生物降解、填埋
DIY/自制造价	4.56 – 28.08 元/公斤	0.72 – 3.51 元/公斤	5.41 – 35.88 元/公斤	DIY	19.03 – 16.38 元/公斤	5.30 – 4.13 元/公斤	/	/	12.64 – 38.84 元/公斤	14.74 – 25.27 元/公斤
常见形态	絮垫或板材	板材和捆包	絮垫或卷毡	板材	板材和板条	板材	絮垫或卷毡	松散或吹填	絮垫或卷毡	絮垫或卷毡

请注意，不同制造商的技术和工艺会导致保温材料的特性不同。为了准确比较信息，我们主要关注材料本身，而非市场产品，但哪些特性应与材料直接相关。请注意，二氧化碳足迹和用水量、比热容和价格均来源于Granta Edupack建筑环境数据库，参考材料通用;而热导率和二氧化碳平衡数据则参考了代表性的市场报价。

在深入了解各类天然保温材料的特性后，如果您正在为您的项目寻找具体的、可持续的保温解决方案，并希望查看符合上述环保标准的产品，菌本｜MycoBio为您精心筛选和提供了多种创新的天然保温材料选择。我们致力于连接可持续的未来与当下的建筑实践，前往我们的菌丝体材料产品，探索如何将菌丝体前沿材料应用于您的空间，打造真正健康、高效且负责任的居住环境。

参考文献

[1] https://commission.europa.eu/news/focus-energy-efficiency-buildings-2020-02-17_en

[2] https://worldgbc.org/advancing-net-zero/embodied-carbon/

[3] https://worldgbc.s3.eu-west-2.amazonaws.com/wp-content/uploads/2022/09/22123951/WorldGBC_Bringing_Embodied_Carbon_Upfront.pdf

[4] https://www.insulation-info.co.uk/

[5] https://www.homebuilding.co.uk/advice/natural-insulation

[6] https://www.greenspec.co.uk/building-design/insulation-plant-fibre/

[7] https://www.energy.gov/energysaver/energy-saver

[8] https://www.ecohome.net/guides/

[9] https://www.buildwithrise.com/stories/

[10] https://www.insulation-info.co.uk/insulation-material

[11] https://www.intpetro.com/wp-content/uploads/2015/08/NatuHemp_Brochure.pdf