外墙外保温系统构造形式发展趋势

邵艳丽 天津市建筑设计院

樊继业 中国建筑科学研究院有限公司

王 聪 北京金隅混凝土有限公司

陈彦熹 天津市建筑设计院

1 引言

因建筑外围护结构是与大气环境直接接触的，这就导致了建筑物内的热量通过外围护结构传递到室外环境中，造成了热量的流失，采暖耗能的增大，同时室内的舒适度降低。因此为了降低耗能，提高能源利用率，需要对建筑的外围护结构采取保温措施。其中建筑外围护结构主要包括外墙，外门窗、屋面和楼地面[1]。

现以一个寒冷地区高层住宅为例分析下建筑外围护结构中各部分所占比例情况，因门窗保温形式与墙体、屋面和地面保温形式不同，在此暂不考虑所占围护结构比例情况。设建筑总楼层数为21层，设层标高为3.3m，设标准层为50m×12m，设窗墙面积比分别为：东向0.33、西向0.33、北向0.30、南向0.45。分别计算东西南北立面墙面积，地面面积和屋面面积，如表1所示。墙体面面积占围护结构面积的82%，所以从我国以高层建筑为主的基本国情出发，对墙体进行保温是当务之急。

表1 墙体保温面积与其它保温面积的比较

2 发展历史

外墙外保温技术起源于欧洲等国，经过近50 年的发展外墙外保温系统的耐久性能，保温性能和安全性能已得到较大改善。随着能源危机到来，人们愈发重视节能环保，外墙外保温技术得到关注并得到快速的发展，现如今取得了不错的经济效益和较好的社会影响[2-4]。

我国外保温技术起步于20世纪90年代初期，工程师们借鉴欧洲等国的技术，展开了外墙外保温系统研究。在我国外墙外保温发展的历史上薄抹灰外墙外保温系统留下了浓墨重彩的一笔[5]。经过几十年的发展，外墙外保温系统从当年的单一薄抹灰系统发展成为如今多样化的保温系统。文章下文详细的介绍了我国主要外墙外保温系统构造形式。

3 外墙外保温系统构造形式

3.1 粘贴保温板薄抹灰外保温系统

粘贴保温板薄抹灰外保温系统基本构造从内至外依次为：基层墙体、胶粘剂、保温板、抹面胶浆复合玻纤网、饰面层和锚栓。

粘贴保温板薄抹灰外保温系统具有构造简单、材料易得、安全可靠等显著优点，是我国外墙外保温的主要形式。常见保温板类型有：模塑聚苯板，石墨聚苯板、改性聚苯板、挤塑板、硬泡聚氨酯板、发泡陶瓷板、泡沫玻璃板、岩棉板、岩棉带。

该系统存在以下几个问题：（1）系统中的每层材料均会受力，这需要每层材料能达到一定的强度值，尤其垂直板面抗拉强度要符合标准要求。因此限制了那些密度小，强度无法满足标准要求的材料应用；对密度较大材料还要求具有一定的剪切强度和压缩强度（10%相对变形压缩应力）的性能。（2）因系统各层材料均受力，所以饰面层的面密度不能过大，采用涂料或者装饰砂浆等轻质材料作为饰面层是对该系统的要求。墙砖是国人比较青睐的饰面材料，但其受制于系统安全性的担忧。因此，粘贴板薄抹灰外保温系统的建筑装饰的多样性受到一定限制[6-7]。

3.2 胶粉聚苯颗粒保温浆料外保温系统

胶粉聚苯颗粒外保温系统基本构造从内至外依次为：基层墙体、界面砂浆、保温浆料、抹面胶浆复合玻纤网和饰面层。

胶粉聚苯颗粒外保温系统具有与基层全面粘结，能够形成连续整体、透气性较好、传热性能均匀，可以随意造型等优点。对于异型部位如弧形拐角外墙，阁楼窗、楼梯间隔墙等不同结构部位广泛应用[8]。

该系统存在的一些问题：（1）保温浆料的吸水率较大，因此导热系数等性能的测试结果与实际值相差较大；（2）胶粉聚苯颗粒的导热系数较大，在严寒和寒冷地区使用若达到节能要求的话，要求胶粉聚苯颗粒浆料层厚度过大；（3）市场上存在的产品质量参差不齐，性能差别较大，不适宜大面积推广。

3.3 EPS 板现浇混凝土外保温系统和EPS 及钢丝网架板现浇混凝土外保温系统

EPS 板现浇混凝土外保温系统是以现浇混凝土外墙为基层墙体的，EPS 板为保温层，实际施工中EPS 板需提前置于外模板内侧，并安装固定件。EPS 板外表面先涂抹一遍抹面胶浆，然后再在抹面胶浆中满铺耐碱玻纤网格布，待抹面胶浆稍干后再涂一遍抹面胶浆；最后再刷涂料或抹砂浆。

EPS 钢丝网架板现浇混凝土外保温系统也以现浇混凝土外墙为基层墙体，EPS 板为保温层但这里的保温板带有钢丝网架板，施工时需将钢丝网架板置于外墙外模板内侧，并在EPS 板上安装辅助固定件。钢丝网架板表面涂抹水泥砂浆抹面，外表为饰面层。这两种体系因技术先进、施工工序相对简单、效率高、能缩短工期而具有一定的竞争力，在山东等地应用较为广泛。

这两种系统存在的一些问题：（1）施工时会对EPS 板产生较大的侧向压力，使得EPS产生较大的压缩变形，对后续面层施工产生不利影响；（2）EPS板接缝处容易产生漏浆，对混凝土的性能产生一定的影响；（3）EPS 钢丝网架板现浇混凝土外保温系统的EPS钢丝网架板中含有部分穿透了EPS板的钢丝，钢丝的导热能力强，会影响保温系统的保温效果，因此必须对EPS钢丝网架板热阻进行检验并满足相关规范的要求。

3.4 现场喷涂聚氨酯外保温系统

现场喷涂硬泡聚氨酯外保温系统构造从内至外依次为基层墙体，界面层、现场喷涂聚氨酯保温层、界面砂浆层、找平层、抹面胶浆复合玻纤网层、饰面层。抹面层中满铺耐碱玻纤网，饰面层可为涂料或饰面浆料。喷涂聚氨酯导热系数较低，与其它保温材料相比在达到相同节能效果的情况下，所需保温层厚度也薄，因此可间接提高建筑物的可使用面积。该系统无空腔构造，抗风压能力强。喷涂聚氨酯保温层与基层墙体能够牢固结合，并形成一个有机的整体，无接缝、无空腔，因此减少了风压特别是负风压对高层建筑外墙外保温系统的破坏[9-10]。施工效率高，且对于各种异型如外挑构件、阁楼窗、转角等部分施工方便。

该系统存在的一些问题：（1）喷涂聚氨酯发泡较的温度范围是15℃～35℃，所以施工时必须严格控制好施工温度，因此导致全年施工时间较短。（2）现场喷涂聚氨酯厚度均匀性难以控制。（3）喷涂聚氨酯受紫外线影响较大，所以施工期间保温层与面层的间隔时间不宜过长。

3.5 保温装饰一体化外保温系统

将粘贴保温板薄抹灰系统构造中的抹面层和饰面层合一，形成的产品称为面板，将面板与保温层通过树脂胶粘贴一起称为保温装饰一体化板。保温装饰一体化外保温系统构造从内至外依次为基层墙体，胶粘剂、保温装饰板、锚固件、嵌缝材料、密封胶[11]。面板种类主要有纤维增强硅酸钙板，纤维增强水泥板和柔性面层等。

与传统粘贴保温板薄抹灰系统相比保温装饰一体化系统的优点如下：保温装饰一体化板是在工厂预制的，因此能对品质进行较好地控制，并且现场作业少，施工作业污染降低；饰面层形式多样化。保温装饰一体化板的面板选型种类较多：市面上应用较多的有金属面板、石材面板、表面装饰后的硅酸钙板面板、水泥纤维板面板。

保温装饰一体化板外保温系统能较好地弥补薄抹灰外保温系统的缺点，但若大范围推广使用仍有一些不足需解决：（1）面板与保温材料的结合问题。因为这种构造涉及结构安全性，若粘接不牢将会造成安全隐患。尤其当使用面密度较大的花岗岩做面板时，面板与保温材料的结合问题更为突出。目前，主要采用粘结剂将面板与保温材料粘接起来。（2）一体化板与墙体的结合问题。将一体化板通过胶粘剂粘贴在基层墙体外部，并用锚固件辅助锚固。一体化板安装时墙面找平不方便，故粘贴法时施工精度的要求高。（3）用硅酮建筑密封胶封板缝时会造成面板污染，影响立面效果。

3.6 装配式外保温系统

装配式外墙外保温系统是借鉴了保温装饰一体化板的装饰性、干法施工等优点形成的。装配式外保温系统构造从内至外依次为基层墙体，保温板、面板、卡件、密封胶、龙骨、锚栓。

装配式保温系统特点如下：面板具有独立支撑，保温材料不受力，故对保温材料强度的要求降低，增加了不同种类、密度保温材料的选择。独立支撑面板用机械固定的方式安装，可提高工作效率，缩短施工周期。该系统为非粘贴方法施工，避免了与墙面直接作用，故对基层墙体墙面状态要求降低，对一些既有建筑存在墙体粉化严重等导致墙面拉伸粘结强度低且达不到标准要求的问题，装配式系统具有很好的适应性。与保温装饰一体化系统相似面板形式和装饰效果的更加多样化。

装配式保温系统存在的问题：（1）施工技术复杂，技术要求高，使得总成本相对增加。（2）用硅酮建筑密封胶封板缝时会造成面板污染，影响立面效果。（3）与薄抹灰外保温系统而言，装配式保温系统面板一旦脱落给人们的人身安全造成的危害更大。（4）干挂面板后续损坏严重，需更换，后期维护成本较高。

4 结束语

前五种外墙外保温系统绝大部分工作是在现场完成，工序复杂、施工人员技术水平参差不齐、工作环境条件有差异，导致施工质量难以有效控制；现场施工湿作业对环境污染大，尤其对一些既有建筑节能改造项目湿作业对环境的影响尤为严重。装配式外保温系统独立支撑的面板是用机械锚固的方式安装，现场施工时无湿作业，有效的降低了环境污染，提高了工作效率。

由此看出随着我国经济水平的提高，科学技术的创新，外墙外保温系统为适应建筑业的转型升级由传统的薄抹灰外保温系统向装配式外墙外保温系统发展：减少现场施工，提高现场施工机械化、绿色化，体现了外墙外保温系统向系统化，标准化、装配化、低耗能化的发展趋势。