外墙外保温技术发展与应用

姜雅峰 胡建军 刘开平

随着建设规模的不断扩大,建筑耗能总量及其所占比例在不断增长,建筑节能势在必行。建筑能耗主要包括建筑材料的生产和运输能耗、建筑物建造能耗、建筑物日常使用过程中所消耗的能源等。其中建筑围护结构与外界换热耗能在建筑耗能中占有很大的比例。因此,在建筑外墙中合理利用保温技术和保温材料是建筑节能的重要选择之一。

1 外墙保温技术的分类

建筑外墙节能保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类,其中内保温的做法是将保温材料复合在外墙内侧。较为常用的内保温材料有：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、胶粉聚苯颗粒保温料浆等。内保温施工一般为干作业,可加快施工进度,提高生产效率,其优点表现在：1)对饰面和保温材料的防水性、耐候性等技术指标的要求不高,取材方便。纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求。2)施工方便,不需搭设脚手架。但是,在多年的工程实践中,内保温系统逐渐暴露出如下弊端：1)由于材料、构造、施工等原因,墙体饰面层容易出现开裂;2)不便于用户二次装修和吊挂饰物,且占用室内空间;3)由于圈梁、楼板、构造柱等会形成热桥,热损失较大;4)对既有建筑进行节能改造时,对居民的日常生活干扰较大。从以上综合考虑,内保温在技术上的不合理性,决定了其被外保温所取代。

2 外墙外保温技术

2.1 外墙外保温技术的优越性

外墙外保温的做法是将保温材料复合在建筑物外墙外侧,其与内保温相比具有以下优点：1)保护墙体结构,延长建筑物使用寿命。由于外保温墙体的保温层置于建筑物围护结构外侧,减小了因温度变化导致结构变形产生的应力,减轻了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀,避免了雨、雪以及冻融、干湿循环对墙体结构造成的破坏。2)基本消除了热桥的影响。外保温复合墙体既可以防止热桥部位产生结露,又可以消除热桥造成的热损失,节约了能源。3)墙体潮湿情况基本得到改善。一般情况下,内保温复合墙体须设置隔气层,而采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料位于保温层的内侧,因此只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时采取外保温措施后,结构层整个墙身的温度有所提高,可进一步改善墙体的保温性能。4)有利于室温保持恒定。由于外保温复合墙体蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,墙体结构层能够吸收或释放热量。5)便于既有建筑物的节能改造。与内保温复合墙体相比,采用外保温复合墙体方式对既有建筑物进行节能改造时,最大的优点是用户无需临时搬迁,基本不影响用户的室内活动和正常生活。6)避免了装修对保温层的破坏。7)增加了建筑物的使用面积。由于外保温技术所用保温材料置于墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温,故可使主体结构墙体减薄,从而增加建筑物的使用面积。

2.2 外墙外保温技术简介

2.2.1 外挂式外保温技术

1)采用粘结砂浆将保温材料贴在外墙,然后抹抗裂砂浆,压入耐碱纤维网格布形成保护层,最后再涂抹面层。2)用专用的固件将保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,作为装饰面。但是这两种方式安装费时,工作性差,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,还需注意加强施工人员的安全防护。这种保温技术主要适用于现在建筑的节能改造。

2.2.2 聚苯板与墙体一次浇筑成型

该技术是在墙体模板内钢骨架外侧安装聚苯板,浇筑混凝土拆模后,聚苯板便与结构墙体浇筑在一起,最后在聚苯板上抹抗裂砂浆并压入耐碱网格布。同外挂式保温技术相比,解决了施工占用主导工期,施工人员的安全等问题,但是该技术施工时聚苯板拼缝要严密,板面要平整,浇筑混凝土时要均匀连续,以防止出现聚苯板错槎、后序施工困难、保温效果不佳等问题。其次,内置的聚苯板采用了钢丝网架,造价较高,且钢丝网架具有较高的导热性,会严重影响墙体的保温效果。

2.2.3 硬泡聚氨酯板外墙外保温技术

一类是采用聚合物砂浆胶粘剂将聚氨酯板粘结在墙体外侧,然后在聚氨酯板表面抹抗裂砂浆并压入耐碱网格布,形成保护层,最后再涂抹饰面层。另一类是在墙面上现场涂刷聚氨酯防潮底漆和喷涂聚氨酯硬泡保温层,涂刷聚氨酯界面砂浆,并抹胶粉EPS颗粒保温浆料找平层,最后在表面做玻纤网增强抗裂砂浆薄抹面层和饰面层,该技术又被称为现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温技术。聚氨酯板自身导热系数低,保温隔热性能好,有较好的阻燃性能,施工简单方便。同时硬质聚氨酯泡沫属憎水材料,吸水率低,抗水蒸汽性好,闭孔率达95%以上,是结构致密的微孔泡沫材料,不易透水,整体性好,因此防水效果好,不会因吸潮而增大导热系数,是实现节能65%的一种理想的外墙外保温技术。但由于聚氨酯板造价高,市场优势低,因此应从配方、原料、工艺和制造等方面加大研发力度,实现聚氨酯板外墙外保温技术在国内建筑节能行业的实质性应用。

2.2.4 矿物棉喷涂保温技术

该技术是在墙体外侧喷刷粘结剂形成粘结层,然后在粘结层喷涂矿物棉保温材料(含矿棉渣、岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉等),最后铺设护面层和饰面层。由于矿物喷涂棉为无机不燃材料,平均温度25℃时的导热系数小于0.044 W/(m◦K),其热稳定性好、无化学污染,具有绝热、吸声和防火性能。喷涂施工尤其适用于复杂结构、异形结构和有防火要求的建筑墙体。

2.2.5 泡沫玻璃外墙外保温技术

泡沫玻璃外墙外保温是由泡沫玻璃保温层、粘结剂、耐碱玻璃纤维网格布、抹面砂浆、抗裂柔性耐水腻子及涂料等组成。采用粘结固定方式与基层墙体连接,也可辅有锚栓或金属托架固定。建筑保温泡沫玻璃材料是以废平板玻璃和瓶罐玻璃为原料,经高温发泡成型的多孔无机非金属材料,具有良好的防火、防水、耐腐蚀、无毒、无放射性、机械强度高、尺寸稳定性好等优点,但相对于聚氨酯板、矿物棉保温材料,其导热系数过大,因而还需进一步加强性能改进研究。

3 结语

在我国节能保温政策的推动下,外墙保温技术得到快速地发展。但目前所使用的外墙外保温技术与我国墙体保温节能的需求还有很大差距。例如：保温技术、保温材料创新能力不高,对新技术和新产品的研发相对滞后;保温材料的品种较少,很难满足不同气候地区和日益扩大的建筑市场的需求;甚至为追求利润,对保温材料偷工减料,从而使工程质量下跌等,严格制约着我国的节能环保政策的真正落实。因此提出如下建议：1)国家应加强对保温技术和保温材料的科研力度,实现技术的高性能化和产业的规模化。2)保温材料在设计上,应考虑生产、施工的实际因素,防止因脱节而不能达到应有的效果。3)加大对保温技术、材料等知识的宣传,使人民群众进一步了解建筑节能,让建筑节能不仅仅成为材料生产、施工和开发商的责任;同时也可以利用人民群众的监督作用,来确保施工质量。

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