外墙保温技术
摘要：本文介绍了当前我国建筑节能现状，分析了建筑外墙保温节能的重要性；根据我国建筑保温节能的政策要求，得出了外墙节能在建筑节能中占重要地位的结论，并重点探讨了常用的外墙保温技术及节能材料选用，以期达到共同提高的目的。
关键字：外墙保温；建筑材料；建筑节能
0前言
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件，把《民用建筑节能设计标准〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列为强制性标准，同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》，对不符合节能标准的项目，不得批准建设。在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3-5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。
1外墙保温技术
节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。
1.1内保温技术
外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间较长，技术成熟，施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。
被大面积推广的内保温技术有：增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。
但内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。
1.2外保温技术
外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。
2保温系统
2.1 EPS板薄抹灰外墙外保温系统
EPS板薄抹灰外墙外保温系统用水泥类聚合物砂浆来粘结塑料板材，这在材料选择与工艺上本身就矛盾，工程实践也证明这样的粘结效果很差。近几年，为了使砂浆粘牢泡沫板，采取了在水泥砂浆中添加封闭性很强的化学胶粘剂的改进措施，如聚乙烯缩甲醛胶粘剂、建筑乳液、弹性乳液、合成乳液、乳胶粉等或与乳胶类物质复配型化工产品。但经过大量的研究与实践，封闭性很强的化学胶粘剂是不适宜往水泥砂浆中添加的：一方面化学胶粘剂本身在干燥凝固时，产生很强的收缩力，会使水泥产生更强的内应力，破坏砂浆结构，容易导致水泥砂浆龟裂、空鼓、脱落；另一方面化学胶粘剂具有很强的封闭性，它在水泥砂浆中会很快形成膜，迅速封闭水泥微孔，对水泥水化、水泥砂浆后期自然养护、水泥砂浆后期性能都有不良影响，违背了水泥产品属于无机水硬性材料这一基本的技术原理(即水泥的强度依靠水，水化越充分、水养护的越好，水泥的强度越高，综合性能就越好；水泥砂浆的施工、自保水养护、强度形成、粘结的稳定性、使用寿命等都与水密切相关)。
可发性聚苯乙烯泡沫塑料普遍用于包装制品、建筑保温材料、新型墙体材料的复合层、工业用品以及日用品等，产品应用广泛，市场前景可观，特别是随着国民经济的发展，现代技术的普及，更将推动泡塑产业的飞速发展。由于可发性聚苯乙烯泡沫塑料包装制品和板材产品所具有的保温、隔热、防震和具有浮力的性质而日益受到国家有关部门的高度重视，随着国际市场的不断开发，使其应用领域和市场不断扩大。
2.1.1技术来源和依托
可发性聚苯乙烯泡沫塑料包装制品和板材项目是吉林省清华科技有限公司材料科学研究所和EPS设计院的广大科研人员从1987年开始在引进、消化、吸收德国可发性聚苯乙烯泡沫塑料技术、设备及生产工艺的基础上，结合我国实际情况，经过多年的时间和大量的科学试验，对产品材质、结构、性能和生产工艺、生产设备做了大量改进后，研制出的新一代可发性聚苯乙烯泡沫塑料系列产品。通过清华大学、吉林省轻工产品检测中心、黑龙江省建筑工程设计院以及国家农垦设计院等有关部门对该产品的测试表明，该产品的各项技术性能指标均达到或超过国内外同类产品的性能，居于国际同类产品的领先地位，属国内首创。并正式向外拓展，我乡经过广泛的调研和分析认为该所研究的该项可发性聚苯乙烯泡沫塑料生产技术、设备及生产工艺具有国内领先性，双方经多次商洽已达成技术、设备转让合作意向，在我乡拟引资建厂，双方都可受益。该项技术吸收后再进行创新，向国内外推广此项技术。
2.1.2 EPS的成型原理及工艺方案
2.1.2.1泡沫塑料成型过程可分为三个阶段
①气泡核的形成、气泡核的膨胀和泡体的固化定型阶段；
②发泡成型阶段，即在塑料熔体或液体中形成大量均匀细密的气泡核，然后再膨胀成为具有所要求泡体结构的泡体；
③最后通过固化定型将泡体结构固定下来，得到泡沫塑料制品；
2.1.2.2本产品主要生产工艺为预发、熟化、成型、裁板
原料进厂后经预发机在95℃～105℃条件下经过一次预发、二次预发、流化干燥，然后进入熟化仓，在常温常压下经8h～12h自然熟化，使泡体内外压力达到平衡而定型，再送入成型机的模具内，经高温蒸汽加热，在型腔内成型，冷却后脱摸即得到包装品或泡沫板材，板材可再放至烘干室烘干，最后裁成各种规格的片材，即得到聚苯乙烯泡沫板材。
2.2 XPS板外墙外保温系统
XPS板微细的密闭孔蜂窝状结构决定了它具有比EPS板较好的保温隔热性、较高的抗压拉伸及剪切强度、较强的硬度及刚度，以及较低的吸水性和水蒸气透过性，因此形成了用XPS板代替EPS板的外保温系统。该系统是由XPS板、专用粘结剂、聚合物砂浆、专用界面剂、耐碱玻璃纤维网格布、固定件组成，它是以挤塑板为保温材料，采用粘贴和机械锚固方式将挤塑聚苯乙烯泡沫板固定在墙体的外表面上，聚合物砂浆作保护层，以耐碱玻璃纤维网格布为增强层，外饰面为涂料、彩色砂浆或面砖的外墙外保温系统。
在国内挤塑板(XPS)应用于外墙外保温还没有相关的国家和行业标准，导致一些产品未经体系研究、对材料性能缺少严格的控制及大型耐侯性试验验证就用于外墙保温，必然出现较为严重的质量事故。因此，整个行业急需相关标准来规范，而且该系统的实用性还需时间的验证。
2.3胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统
在我国，胶粉聚苯颗粒外墙保温技术的研制开发源于1996年，1998年被建设部列为国家级工法。胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统是近年来发展较为迅速的新型建筑外墙外保温系统，在南方应用最为广泛。该系统是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为保温层，抗裂砂浆复合耐碱玻璃纤维网格布或热镀锌电焊网为防护层，涂料或面砖为饰面层。
单一胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系已不具有经济合理性，保温效果与保温层的强度存在技术上的矛盾，即浆料中聚苯颗粒料含量越多，胶粉料含量就越少，保温层的强度就低，而保温效果就越好，如浆料中的胶粉料含量越多，聚苯颗粒料含量就越少，保温层的强度就越高，而保温效果就越差。
为了提高该系统的保温隔热性能，解决保温与强度之间的矛盾，可利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系成熟、优良的综合性能与高性能保温隔热材料（如EPS板、XPS板)复合，将是比较理想的模式。
表1几种外保温系统的综合性能比较
系统名称 EPS薄抹灰外墙外保温系统 XPS薄抹灰外墙外保温系统 胶粉聚苯外墙外保温系统
保温性能 优 优 良
技术可靠性 差 差 优
施工工艺 复杂 复杂 方便
工程造价 高 高 低
防火性能 差 差 良
环保性能 良 良 优
使用寿命 差 良 优
2.4聚氨酯硬泡外墙保温体系
近几年，聚氨酯硬泡在外墙保温领域的应用技术研究开始起步，围绕喷涂、灌注、粘贴三种施工方法，开发了几种保温技术。
2.4.1喷涂聚氨酯硬泡保温体系
该体系采用现场喷涂、发泡为主要施工方法，目前国内有多家公司研究开发，其中以北京振利公司开发的ZL聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温技术为代表。该体系采用专门的喷涂设备，把聚氨酯混合料喷到基层上后瞬间均匀混合，迅速发泡，在外墙基层上形成无接缝的聚氨酯硬泡体保温层。其构造组成为喷涂聚氨酯硬泡保温层、聚氨酯界面层、找平层、玻璃纤维网格布抗裂砂浆保护层、饰面层。
该体系表面致密，无接缝，防水效果好，整体性能优越，具备防水保温一体化的效果，聚氨酯泡沫对基层的粘结力强，系统的安全性高；聚氨酯硬泡由液体原料现场发泡，施工速度快，劳动强度低，原料运输量小。该体系在全国各地已有较多的应用，但是与国外相比应用比例仍然很低，随着国家对节能要求的提高以及该体系成本的降低，如果实现湿法作业向干法作业的过渡，将会有非常广泛的应用。
2.4.2现场模浇聚氨酯硬泡保温体系
该体系采用模板空腔内现场浇筑、发泡的施工方法，分为免拆模与可拆模两种。该类体系以哈尔滨天硕公司开发的TS现场模浇聚氨酯硬泡保温外墙外保温技术为代表。该体系采用专用的浇注设备，将从浇注枪口喷出后形成的聚氨酯混合料注入已安装于外墙的模板空腔后发泡，在模板空腔中形成饱满连续的聚氨酯硬泡体保温层。其构造组成为浇注聚氨酯硬泡保温层、聚氨酯界面层、找平层、玻璃纤维网格布抗裂砂浆保护层、饰面层。
该体系可机械化施工，施工速度快，效率高，大面积无拼缝连接保温层，整体节能效果好，墙面100％无空腔粘接，粘接强度大，保温层无空鼓、裂纹、脱落等缺陷。但该系统容易出现因模板强度不够而面板膨胀、保温层与保护层间的粘结强度不足等问题，目前在工程中应用很少，随着技术的成熟，应该有较大的发展空间。
2.4.3聚氨酯硬泡金属夹芯复合板材墙体保温体系
该体系采用聚氨酯硬泡金属夹芯复合板材作为墙体材料，使墙体材料与保温材料二合一。该复合板材是一种多功能的新型建筑板材，由两层彩色镀锌涂层钢板作面材、聚氨酯硬泡为芯材注入两层钢板后固化加压成型。利用聚氨酯的粘结力使泡沫与金属板形成一个牢固的整体，加之面板表面可以辊压出各种不同的形状，使其整体刚度与强度都很好，并具有重量轻、保温性好、整体刚度好、承载力高、安装方便等特点。
目前该做法主要用于大型厅馆、冷库、工业厂房、活动房屋、商场等。由于该板材在我国开发时间较短，生产成本相对较高，因此在建筑领域的用量相对来说还较少，特别是在一般民用建筑中作为保温墙材的更少。
2.4.4聚氨酯硬泡复合板保温体系
该体系主要采用胶结剂粘贴(并适当锚固)聚氨酯硬泡复合板为主要施工方法，以山东烟台同化防水保温工程有限公司开发的TH硬泡聚氨酯复合板外墙外保温系统为代表。复合板在工厂大批量生产，采用阻燃改性聚氨酯硬泡为芯材，TH聚合物砂浆片材为面材，在发泡板材生产流水线上一次成型，在现场采用聚合物砂浆胶粘剂(辅以锚固件)粘贴于基层上。其构造组成为预制聚氨酯硬泡复合板、玻璃纤维网格布、聚合物抹面砂浆层、面层涂料等。
该系统防水性能好，耐冻融透气性好，所用材料可工厂化大量生产，施工速度快，施工技术要求相对较低，一般工人就能操作施工，受天气环境影响较小，所用材料均有极佳的耐候性，寿命长。但是，由于该系统粘结性能得不到保证、拼缝处易出现裂缝等原因，许多质量问题还无法预测和解决，所以工程实践中仍处于试用状态。
2.4.5聚氨酯灌注XPS复合面板保温体系
该体系的保温层由XPS板及其空腔内灌注的聚氨酯硬泡共同组成，是一种新型的把XPS板与聚氨酯硬泡组合使用的外墙保温体系，由郑州工大建材有限公司研制开发。施工时，先把XPS板条用专用胶粘贴到面板保护层背面，然后用专用胶把XPS板条连同面板一起粘贴到墙面基层上，在XPS板条与基层间形成的空腔内灌注聚氨酯硬泡溶液现场发泡。
该体系开发时间很有限，在工程中特别是高层建筑中应用较少，但试验检测证明，该系统保温防水性能好，与基层粘结力强，不易开裂、脱落，应该有较大的发展空间。
3结束语
随着建筑节能要求的不断提高，要实现“十一五”规划中节能65％的目标，在现阶段只能采用高效节能泡沫(EPS、XPS、PU)作为主体保温材料，由于EPS和XPS在价格上要低于PU，在节能建筑材料市场中仍将占主要地位。因此要从技术研发、材料生产及选择、工程设计、建筑施工以及监理验收等各个方面采取有效措施，解决EPS板、XPS板外保温系统中开裂、空鼓、脱落等问题，提高外保温技术的实用性和安全性。另外，泡沫塑料保温系统的防火安全性也是当前我国建筑节能中不可忽略的大问题，提高泡沫类保温材料的防火性能将是材料性能改进以及材料选择的重点。
参考文献
[1]山东省建设厅颁布,公共建筑节能设计标准,2006.5.3.
[2]山东省建设厅颁布,居住建筑节能设计标准,2006.5.3.
[3]GB50016－2006,建筑设计防火规范.
[4]GB50045－95,高层民用建筑设计防火规范,2005年版.
[5]涂逢祥.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社,2009.
[6]建设部科技发展促进中心,北京振利高新技术有限公司.外墙外保温技术百问(第2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[7]杨善勤.外保温墙体保温隔热性能优势[J].建设科技,2004,(13):38.
[8]刘春生.浅谈建筑保温材料的分类和应用[J]. 广东建材, 2005(8).
[9]涂逢祥,王庆一.我国建筑节能现状及发展[J].新型建筑材料.2004(7),P40-42.
[10]李兆坚,江亿.我国广义建筑能耗状况的分析和思考[J].建筑学报.2006(7)P30-33.
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