浅析建筑外墙外保温系统

陶　芳

摘要：本文分析了建筑外墙保温技术和节能设计标准要求，介绍几种常用的外墙外保温体系和外保温材料的性能，供设计施工选用。

关键词：建筑节能 外墙 外保温

0 引言

我国每年建成的房屋面积高达16-20亿平方米，几乎超过了所有发达国家年建筑年面积的总和。而在这些新建建筑中，达到节能建筑标准的仅占5%左右，即使是新建筑，也有90%以上仍属于高能耗，因此，我国建筑节能已迫在眉睫。

1 外墙外保温技术

我国节能住宅的外墙保温分为内保温、夹心保温、外保温及综合保温四种保温形式，外墙外保温是建设部倡导推广的主要保温形式，其保温方式最为直接，效果也最好，是我国目前应用最多的一项建筑保温技术。

在诸多外墙保温的技术体系中EPS板薄抹灰外保温体系最受市场青睐。不仅国内如此，在欧美等发达国家和地区，EPS板薄抹灰外保温体系也是首选体系。现对薄抹灰外保温系统的基本构造加以简要介绍。

EPS板薄抹灰外保温系统，在建筑物中起承重或围护作用的外墙墙体。由一定比例的粘结砂浆和聚合物构成，用于将保温材料粘结到基层墙体上。因而要求它对外墙和保温材料均具有较好的粘结性能。目前施工中广泛使用单组分型和双组分型两种形式的胶粘剂：单组分型是在生产时预混合好的干粉状胶粘剂，在施工现场按使用说明加入一定比例的水搅匀即可，其施工操作方便，材料性能稳定，属于环保型材料；双组分型是指生产的液状胶粘剂和专用粉料，在施工现场按使用说明搅拌均匀即可投入使用，其粘结强度较单组分高，但储存、运输及施工操作过程较为繁琐，使用中易出现人为误差，不环保。

选择合适的聚合物乳液来配制粘结胶浆是EPS板外墙外保温技术的关键和降低外墙外保温体系造价的有效途径之一，所谓合适的聚合物乳液应满足三个基本要求：一是聚合物可以溶解或者均匀分散在水溶液中；二是聚合物砂浆具有优良的粘结性、耐候性、耐水性等特点；三是原料国产化，性价比尽可能低。

目前，国内用于聚苯乙烯保温板外墙外保温系统的胶粘剂聚合物有纯丙烯酸乳液、苯乙烯－丙烯酸乳液、醋丙乳液和醋酸乙烯－乙烯共聚乳液等，国外主要为丙烯酸系和醋酸乙烯共聚乳液。与丙烯酸系产品相比，醋酸乙烯共聚乳液干粉系产品的综合性能要更好，主要表现在：①初粘度较高。在施工中有利于聚苯板的定位和防止玻璃纤维网格布翘起。②综合粘结性能好。在外保温系统中，墙基体和耐碱网布是极性材料，聚苯板是非极性材料。

2保温材料

保温材料对于外墙外保温系统非常重要，它关系到系统的保温隔热性能，所以加强利用墙体保温材料对节能是一种很有效的方法。保温材料分为两大类：有机质类与无机质类。

有机质类：建筑上的有机质类保温材料也称泡沫塑科，用发泡法制成。采用的发泡材料为高分子化合物或高聚物如聚氨酯硬质泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。其主要优势是质量轻、隔热性能好、防水性能好。但致命弱点是防火能力差。

无机类：由天然矿物质粗加工而成，从形态上可分为纤维类如玻璃棉、水镁石等，粒粉类如膨胀珍珠岩、海泡石、石膏等。从应用结构上又可分为单体型与复合型。无机质类总体的优势是防火性能好，但保温性能不如有机质类。

现在我国市场上主要有三大外保温体系：聚苯颗粒砂浆外墙外保温体系、聚苯板外墙外保温体系、聚氨酯硬质泡沫塑料喷涂外墙外保温体系。各系统用的保温材料分述如下。

2.1 胶粉EPS颗粒保温浆料 EPS保温砂浆是以聚苯乙烯泡沫颗粒为轻骨料，通过界面改性、聚合物和纤维增韧等综合措施配制的新型节能材料。它节能利废，抗裂性、耐候性优良，施工工艺比较简单，操作易掌握。

2.2 聚苯乙烯板 分为膨胀聚苯板(EPS)和挤塑聚苯板(XPS)两种。EPS板是目前世界上占主导地位的保温材料。以聚苯乙烯树脂为基料，加入辅助材料，经加热发泡而成的轻质材料。在多倍放大后可见，EPS由内腔充满空气的封闭的小球状体相互围绕组成，其封闭气泡结构降低了吸水性和水分向材料内部的迁移。这种板具有重量轻、保温、隔热、吸音、耐低温、耐酸碱，防震性能好，吸水性小，易于加工等特点。

XPS板是近年来发展起来的一种新型保温材料。以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分，添加少量添加剂，通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料。其密度、强度、硬度、弹性、保温性、抗湿性均优于EPS板。但价格尚偏高，其施工工艺和节点构造尚有待于进一步完善。

2.3 聚氨酯硬质泡沫塑料 早期的PU硬泡中含有大量有机溶剂、煤焦油等对环境和人体有害的成分，但近些年来，对PU无溶剂化、低游离TDI和零OPP值(不含氟利昂)的研究取得很大进展，从而促进了PU硬泡的发展。PU硬泡系是由多元醇与异氰酸酯两组份液体原料组成，采用无氟发泡技术，在一定状态下发生热反应，产生闭孔率不低于95的硬泡体化合物。所以，它本身具有良好的防水性和隔热性。

3 节能建材是建筑节能的主要发展方向

建筑节能最关键的环节就是新型节能建材的使用与推广。新型节能建材须要生产耗能低，使用中的节能效果显著，而且还应具有节土、节地、环保、利废、隔热、保温、防火、质轻、减少运输费用、施工便捷、成本低廉等特点。石膏制品系列、加气砼、矿物棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、塑料门窗与管道及节能玻璃等均属于节能型或低能耗型的新型节能建筑材料。这类材料的广泛生产和应用，对推动我国建筑节能具有十分重要的战略意义。

3.1 新型墙体材料。我国房屋建筑材料中70%是墙体材料，其中粘土砖占据主导地位。我国每年生产粘土砖耗能6000万吨左右标准煤，破坏耕地50万亩左右。发展新型墙体材料替代大量的实心黏土砖，具有保护耕地、节约能源、利用废渣、治理环境污染、改善建筑功能等重大社会经济效益。石膏板在节能降耗、环境保护方面性能卓越，是取代实心粘土砖最理想、最经济的墙体材料之一。

3.2 保温材料。“外墙外保温”技术，即在建筑物外墙外侧附加保温材料达到节能目的，这是目前大力推广的一种建筑节能技术，适用范围广、技术含量高。目前的建筑保温材料主要有：胶粉、聚苯颗粒墙体保温材料、聚苯板、挤塑板粘结砂浆、玻璃棉、高压聚乙烯板、橡塑海绵、硅酸铝、泡沫石棉、聚氨酯等。其中，聚氨酯是正在迅速发展的一种新型保温材料，聚氨酯保温材料只需3.5cm的厚度就能达到节能65%的标准。

3.3 门窗节能材料。目前，在我国建筑能耗中，通过门窗造成的能耗占到了建筑总能耗的40%-50%左右。我国门窗能耗是发达国家的1.5-2.2倍，门窗空气泄漏率为发达国家的3-6倍。门窗节能取决于两方面：其一，窗外框、窗扇框(框体)的隔热保温效果；其二，玻璃的隔热保温效果。在门窗能量损失中，框体约占25%，玻璃约占75%。《民用建筑节能设计标准》对建筑物围护结构材料和门窗的传热系数提出了新的要求，这有助于推动门窗节能材料的发展。