浅谈对外墙外保温系统耐候性及试验方法的几点认识

2018-02-14贺传友戴新荣

建材与装饰 2018年40期

贺传友戴新荣刘新

（安徽省建筑工程质量监督检测站安徽合肥 230088 安徽省水利科学研究院安徽合肥 230088）

1 引言

在建筑物的围护结构能耗计算中，因外墙与外部空气接触面积占比大，由外墙损失的能量最多。其外围护结构施工外保温系统作为建筑节能的主要措施之一。其系统的耐候性直接影响到该保温系统的使用寿命及节能效果。近年来，各地外墙外保温系统经常发生出现空鼓和脱落情况，对人民群众的生命和财产安全产生了极大的危害[1]。外墙外保温系统正常使用年限按照国家标准应不少于25年。为了确保外保温系统在规定使用年限内的可靠性，所以对各种不同类型保温系统的耐候性研究十分必要。

2 外墙外保温系统简述

外墙外保温系统是指：置于建筑物外墙外侧，与基层墙体采用锚固和粘结方式固定的保温系统，系统由保温层、固定保温层的锚栓和胶粘剂、抹面胶浆与玻纤网格布复合而成的抹面层、饰面层等组成。其根据保温层材料种类的不同可以分岩棉板薄抹灰外墙外保温系统、模塑聚苯板抹灰外墙外保温系统、匀质改性防火保温板薄抹灰外墙外保温系统、硬泡聚氨酯板薄抹灰外墙外保温系统、泡沫玻璃外墙外保温系统等各种不同类型外保温系统。

外墙外保温系统防止主体结构直接和外部气候环境接触。保护主体基墙不受大的温度变形应力而避免开裂等破坏。就像建筑物穿上了衣服，使主体基墙完全处在室内的温度环境下，年温差波动不大，受室外气候环境影响较大的只是外墙保温系统的外表面。另外外墙外保温系统阻断了结构热桥的传热路径，可以减轻结构冷热桥的影响。结构热桥部位热流密度大，传热快，冬季热桥表面温度低，夏季热桥表面温度高，导致室内房间的热量或冷量消耗比较大且热桥部位容易结露。所以外保温系统放置在主体墙材外面的保温做法，是目前应用最广泛的保温做法，也是国家大力倡导的保温做法。

3 外墙外保温系统耐候性影响因素

耐候性是指外保温系统受到阳光照射，温度变化，风吹雨淋等外界条件的影响，而出现的褪色，变色，龟裂，粉化和强度下降等一系列老化的现象。耐候性能具体可以分为耐冻融、耐曝晒、抗风化、抗降解，耐老化性能。影响外墙外保温系统的耐候性能有许多因素，本文从材料、施工、设计等方面进行剖析。

（1）外保温系统材料应该由同一企业提供，应保证保温材料、配套材料的物理化学相容性和性能匹配程度应较好。且同一企业提供材料组成的外保温系统要通过系统耐候性试验的检验。外保温技术在我国是尚属于一项新的专业技术。业界尚未全面了解和重视这一点。

（2）保温系统材料的性能对保温系统耐候性有重要的影响。比如：防护层采用的抹面砂浆柔韧性不够，收缩大，在外部气候环境的作用下，产生较大的温度应力，容易引起表面开裂。防护层采用的玻纤网格布耐碱性和抗拉强度较差时，时间一长，玻纤网格布在碱性环境下必然发生破坏，没有起到防止饰面层开裂的作用。保温层材料易粉化或老化，造成与系统各构造层的粘结强度降低。应选用柔韧性较好的腻子，其腻子耐水性能和与防护层之间的要有很好的粘结性[2]。

（3）在设计上应避免保温系统大面积施工，当施工面积较大时，应采取按一定间距设置温度伸缩缝、隔层设置托架等相应的措施，避免在温度效应和自重应力长期作用下，保温系统的内应力得不到释放而发生开裂和空鼓，甚至导致脱落。

（4）外保温施工时应严格按照经审查合格的设计文件和经审查批准的施工方案及节能施工技术标准施工。要对门窗洞口、阴阳角处和变形缝等容易出现开裂地方采取相应的加强措施；要保证单位面积上的锚栓个数和锚固深度符合要求；防护抗裂层厚度不能过厚或过薄；对基层墙体要清理干净，对凹凸处要补平或挫平，在基层上应均匀的涂满界面剂或界面砂浆。规范的施工才是保温系统耐候性最基本的保障。

4 外墙外保温系统耐候性试验方法简述

耐候性试验方法采用与外墙外保温工程构造做法一致的大尺寸试样，对试样进行一定数量的湿热循环和冷冻循环后，评定其破坏程度，然后在此基础上测定外墙外保温系统相关物理力学性能，从而评价其系统耐候性。耐候性试验为模拟夏季墙面经高温日晒后突然降雨和冬季昼夜温差情况下的反复作用，是对大尺寸的外保温墙体进行模拟自然气候条件下的加速老化试验，是检验和评价外墙外保温系统质量最重要的试验项目。在建筑节能起步阶段，最早的《外墙外保温工程技术规程》（JGJ144-2004）等建设部行业标准及各种不同保温系统的产品标准中都规定了耐候性的试验方法，其试验方法都是大同小异。因为这些标准都不是专业的试验方法标准，里面都有许多不明确和不完善的地方。2014年《外墙外保温系统耐候性试验方法》（JG/T429-2014）试验方法行业标准发布实施。2017年《建筑外墙外保温系统耐候性试验方法》（GB/T35169-2017）试验方法国家标准发布。这两本标准对外保温系统耐候性试验方法原理、试验设备、试样制备、试验过程、检查测试及试验报告等方面都作了详细的规定。

4.1 试验设备

试样设备有箱体、温度装置，湿度装置、喷淋水装置、测试装置、试验基墙等部分组成，能够自动控制和记录试验过程中试样温度、箱内空气湿度、喷淋水流水等试验参数。试验基墙为混凝土墙体，厚度不小于100mm，试验基墙尺寸应与箱体开口部位外框尺寸一致，不宜超出箱体外框，并可牢固安装在箱体上，试验基墙应能重复使用，混凝土强度不应低于C25，试验墙面左侧有一个洞口，洞口深度应为30～50mm，洞口尺寸应满足要求，主要为模拟外墙门窗洞口的做法，门窗洞口处应加强处理，提高角部抗开裂性。

4.2 试样制备、养护及试验过程

在基墙上制备长宽不小于2m×2.5m、面积不小于6m2的外保温系统试样，试样应按照生产厂家说明书规定的系统构造和施工方法进行制备，材料试样应按照产品说明书规定制备。在试验室标准环境条件下养护28d。养护完成后，对试样进行80次热雨循环+5次热冷循环+15次冻融循环。每种循环完成一定的次数后观察试样面层是否出现裂缝、粉化、空鼓、剥落等状况，并记录出现的位置和尺寸。

4.3 检查测试

试样完成循环后放置7d，检查并记录试样的外观情况，试样出现裂缝、粉化、空鼓、剥落等现象视为试样破坏。在完成外观检查的试样上进行拉伸粘结强度和系统抗冲击性的测定。

5 对外保温系统耐候性试验的总结

保温系统耐候性试验一般至少历时3个月，过程中要严格控制试验箱体温度、湿度、淋水量、水温及样品的状态调节时间[3]。保温系统产品有些问题必须经过长时间耐候性检验才能暴露出来。检测过程中发现耐候性不符合要求的主要原因为防护层出现渗水裂缝、系统拉伸粘结强度和抗冲击性能下降较多。出现具体情况：有厂家产品模塑聚苯板外保温系统经过耐候性检验后，系统拉伸粘结强度和抗冲击性能下降较多；有厂家产品匀质板外墙外保温系统试样洞口处的加强措施处理不当，洞口边缘饰面层出现细小的裂缝；导致保温层呈现潮湿状态。

有专家认为耐候性试验耗材大、周期长、成本高、检测效率低，对检测单位和生产单位都很不利[4]。建议对该项目的试验方法进行改进，主要为缩小试样的尺寸，在不改变试验机的情况下，一次能够进行多个试样的检测。本人认可这一观点，因为现在的试验尺寸和缩小后的尺寸在长期温度应力的作用下区别很小，没有必要要求外保温系统试样面积不小于6m2。因外墙保温系统的主要有导热和辐射两种传热方式[5]，故建议可在热雨循环、热冷循环、冻融循环中加入辐射环节，试验箱中安装一定辐照度的荧光紫外灯作为为光源，模拟太阳辐射强度和紫外线对保温系统耐候性的影响。