建筑外墙的保温技术和节能材料的应用探析

2015-11-04孟宪鹏

建材与装饰 2015年42期

关键词：聚苯岩棉聚苯乙烯

孟宪鹏

（北京科筑建筑工程质量监测有限公司北京 100083）

建筑外墙的保温技术和节能材料的应用探析

孟宪鹏

（北京科筑建筑工程质量监测有限公司北京 100083）

为响应国家建设资源节约型社会的号召，减轻我国能源资源紧缺的现状，实现建筑节能的目标。外墙节能保温技术开始被广泛应用到建筑施工中。不仅起到了相应的质量和效果，还在一定程度上带动了节能材料的应用。

建筑外墙；保温技术；节能材料；应用

前言

外墙的节能材料与相应的节能技术的革新是不能分开的，相应的建设节能体系必须要利用新的节能材料为主要基础。在不断推广相应技术的同时，就要不断加强其节能材料的利用与开发，要让建筑外墙的节能措施得以实施。

1　建筑外墙保温节能材料的应用

1.1绝热材料的性能

绝热材料就是最大限度的阻抗热量的传递，因此绝热材料必须有良好的热阻能力和较小的导热能力。从材料的组成上看，有机高分子的导热系数往往比无机材料的导热系数小；气态物质的导热系数要小于液态物质的导热系数；金属材料的导热系数要大于非金属材料的导热系数。因此在条件允许的情况下，要尽量选择有机高分子材料。从材料的结构看，当材料的表观密度低、孔隙率大，材料内部孔隙存在大量封闭的微小孔时，材料的导热系数要小。由于材料中存在孔隙，在潮湿环境中材料会自动吸水，而水的导热系数比静止空气的导热系数要大很多，因此，当材料的含水量增加时，材料的导热系数会增大，所以要尽量减低保温材料的吸水能力。同时，保温绝热材料要具有良好的抵抗冲击荷载能力，确保保温绝热材料能承受来自自然因素的荷载冲击，从而为建筑外墙的稳定提供保障。

1.2常用的保温节能材料

目前，常用的保温绝热材料有岩棉板、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫塑料板、超轻聚苯颗粒保温料浆等，这些材料的表观密度比较小，内部都有大量的封闭孔。岩棉和玻璃保护网统称为矿物棉，是一种无机材料，岩棉的价格比较低，在满足保温隔热的同时还能起到隔声的作用，但岩棉材料的密度比较低，抗拉强度小，耐久性比较差。玻璃棉材料和岩棉材料的性能基本相似，但玻璃棉的手感要比岩棉材料的手感好，同时玻璃棉材料的价格要比岩棉材料的价格高。聚苯乙烯泡沫塑料的原材料是聚苯乙烯树脂，经过发泡剂发泡制成。内部有封闭微孔的保温隔热材料，聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数小、表观密度小、隔音能力强。机械强度高，在外墙外保温中有十分广泛的应用。聚苯颗粒保温料浆是有保温胶粉料和聚苯颗粒按照一定的比例制成的，这种保温隔热材料具有良好的保温效果，并且施工操作比较简单，同时还能限制白色污染，有利于环境保护，但这种材料的吸水率比其他材料的吸水率要高，因此使用这种材料时，需要加抗裂防水层。

1.3选择节能材料的注意事项

在外墙保温体系中，聚苯乙烯板和膨胀聚苯乙烯板材料的使用十分广泛，聚苯乙烯保温材料的性能和密度有紧密的联系，当材料的密度小时，材料的强度就比较低，在荷载作用下很容易发生变形。一般情况下，外墙外保温使用的聚苯乙烯保温材料的密度为15～20kg/m3，导热系数为0.041W/m·K，抗压强度为70kPa，聚苯乙烯保温材料的厚度要根据热工计算确定。在选材过程中要特别注意材料的密度、厚度、阻燃特性等性质确定。在选择玻璃棉材料时，要保证材料具有良好的抗拉强度和较低的极限延伸长率；在选择聚合物料浆材料时要根据当地的气候条件，适当的添加合适的添加剂，保证材料有良好的粘结性能。

2　节能保温检测方法

2.1保温材料的试样制作

制作成型试样的水泥砂浆，表面不宜太过光滑，需采用适当的打毛处理，否则会降低浆料的附着力。同时拉伸粘接强度试件相应的在制作完成后，不仅需要对浆料厚度予以有效保证，还需适当的增加一定的外力，促使整个试件的各个组成部分的粘接能更好的趋于紧密，防止空隙现象的发生，也能有效的避免因试件制作问题而出现的抗拉强度不合格、不正确等问题。

2.2导热系数

目前大多数的保温材料的导热系数是基于稳态法的平板导热系数测定仪来测定的，其也成为了评价保温材料绝热性能的重要依据。在保温材料中，对保温浆料类的材料需在其养护后，将其置于烘箱中烘烤至恒重状态，再进行检测。一般在监测之前需要将试样所夹持的两面打磨平整，特别是模子的边角处需重复打磨，确保整个样品能保持均匀一致，有效的避免试样与冷热板之间有间隙的产生，对测定结果的准确性造成影响。

2.3网格布检测注意事项

对网格布这类材料必须予以及时的剪裁，同时在进行剪裁时必须避免砂线有受损的地方，从而来最大化的保证在剪裁时砂线的垂直度，对于试样不能采用折叠的方式进行防止，避免砂线出现受损现象。在夹具时需保证网格竖直，防止试样的偏心受力，夹具也不宜夹持过紧，如若夹持过紧会导致应力过于集中，会造成应断裂部位而不合格。

3　建筑外墙外保温技术的应用

3.1外挂式保温技术

外挂式保温系统所采用的保温材料主要有岩棉、聚苯乙烯泡沫板以及钢丝网架夹芯墙板等。该种技术主要是采用固定件或者是粘接砂浆直接将保温材料粘贴在建筑外墙上，随后在其表面涂抹上一层抗裂砂浆，并在其中压入由玻璃纤维网格支撑的保护层，最后对其进行表面装饰处理。而另一种当前在较多的高层办公建筑采用的方式是在建筑外墙上固定具有较好抗水性能的保温板，随后将铝板或者是彩色玻璃等外挂在预先制定好的龙骨之上，从而形成装饰面。

3.2聚苯颗粒保温浆料一外墙保温技术

该种技术所采用的主要材料是废弃的聚苯乙烯塑料，首先将其加工至直径为0.5～4mm的聚苯乙烯颗粒，随后将其作为轻集料来进行保温砂浆的配置；另一方面，对于该种材料的应用也可以将建筑墙体制作成夹层，随后将木屑、聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉等材料直接填入基层中，从而形成建筑墙体的保温层。该种保温技术有效减少了建筑外墙保温的施工强度，并且不会受到较多的建筑结构质量差异影响，造价成本也相对较低，具有着较好的保温效果。

3.3聚苯板与墙体一次浇筑成型

该种建筑外墙保温技术首先是将聚苯板内置于建筑模板中，随后进行混凝土的建筑，从而形成混凝土与聚苯板一次浇筑成型的复合墙体。对于该种技术来说，其采用了外墙主体与保温层一次成型的方法，有效的减短了施工工期，使得了施工效率有了较大程度的提升。但是在施工过程中需要对混凝土建筑的均匀性和连续性进行控制，避免其在侧压力影响下造成聚苯板模板拆除后的变形和错茬现象。

3.4工程实例分析

以某住宅小区为例，在该小区内使用聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统。施工完毕后的效果图如图1。

图1　住宅小区建设项目

在该住宅小区的外墙体选用导热系数为0.059W/m·K的聚苯颗粒保温浆料和高强度耐碱玻璃纤维网格布作为保温系统的基本材料。在外墙体直接涂抹一层保温基层之后间隔24h后，再抹聚苯颗粒保温浆料面层。面层抹完后，间隔12～24h后检测其粘结强度。要求应使得面层的粘结强度可以粘结住高强度耐碱玻璃纤维网格布，符合要求后在其表面压入布格网，再在其表面涂抹聚合物砂浆以覆盖住网格布，不受风雨的侵蚀。施工完成以后，根据建设部规范标准检测该住宅小区的屋顶、外墙和楼板系数。通过最后的温度检测发现，该保温技术可以在冬季保持室内温度达到22～27℃。与没有采用该保温技术的同一小区其他建筑物内的室温相比，大约提高了5℃。