爱华网
建筑节能是关系人类命运的全球性课题,也是贯彻持续发展战略和科教兴国战略的一个重要方面。目前我国每年建成的房屋面积高达16～20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。遗憾的是，不仅在已有的近400亿平方米建筑中，99％为高耗能建筑，而在新建的建筑中，有95％以上也仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑中的3倍以上，可見我国在建筑节能方面差距之大，也显示出我们设计行业对此任重而道远。 其实，建筑中的各种保温系统究竟孰优孰劣，很难一言道明。生产厂家为了推销其产品，更多的只是强调其产品的优越，往往不能客观地综合评述各类产品，给我们对建筑物的保温节能设计带来困扰。因此，对常用外墙外保温系统之比较，选用常用外墙节能型的保温系统，是建筑设计一项重要研究课题和必需贯彻的目标。 在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。十多年来，随着中国节能工作的不断推进，在学习和引进国外先进技术的基础上，我国也加强了外墙外保温技术的研究和开发工作，涌现了多种已在工程中应用的不同材料。诚然，有比较才能有鉴别。本文根据多项工程设计的实践，对常用外墙外保温系统中多个方面进行了比较研究，从认识中取得俾益，获得节能效益。 关于保温材料 目前的外墙外保温系统中较为常见的材料有聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS及EPS）、聚苯颗粒保温料浆、以及岩（矿）棉板等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔，它们的表观密度都较小，这也是作为保温隔热材料所共有的特性。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小，导热系数小，吸水率低，隔音性能好、机械强度高，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。岩（矿）棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，它们都属于无机材料。是使用天然岩石和高炉铁矿渣为原料,在高温下高速离心成型,具有导热系数小,不燃性A级,吸音好,使用寿命长等优点。各类保温材料的主要性能指标进行比较見表一： 表一 注：材料的燃烧性能等级 A 不燃性、B1 难燃性、B2可燃性、B3 易燃性 从上表中可以看出，材料的保温性能来看从好到弱依次为挤塑板、膨胀聚苯板、岩面板和聚苯颗粒。 隔热性能，热惰性指标(D)是表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标。是衡量材料隔热性能的重要指标, D值愈大，周期性温度波在其内部的衰减愈快，围护结构的热稳定性愈好。D=热阻(R)x蓄热系数(S)。因此在厚度一定的情况下就要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。蓄热能力从大到小则是聚苯颗粒,岩面，膨胀聚苯板，挤塑聚苯板。国家规范要求墙体综合导热系数和蓄热系数都要满足要求，一般建筑墙体的蓄热系数都比较大再加上保温材料，均能满足要求。 从强度方面来看，聚苯颗粒有其优势。XPS的强度通常在0.2Mpa左右(国内的板材往往还低于此值)，而EPS的强度只有0.1Mpa。故在沿海及经常有台风出现的地区，应采用固定件辅助固定等措施。XPS硬度大，易碎，在施工过程中容易发生起翘现象。在大面积粘贴的时候外墙开裂的可能性高，尤其是涂料面层。通常通过提高抗裂砂浆的柔韧性来抵抗可能产生的裂缝。岩面板的抗拉强度则最低 从保温材料的吸水性和透水性方面耒看，任何保温材料吸水后保温性能都会大大降低，故外墙外保温系统都应做好防水。同时又希望保温材料有较好的单向透气性能，能及时排出其与墙面之间的水汽。其实室内的水汽要很好的透过墙体是很难的，因此，做好保温系统的防水更为重要，只要确保施工过程中基层与保温材料的干燥即可，不必过于强调材料本身的透气性。 XPS的吸水量和水蒸气湿流密度远小于EPS，透气性差，因此耐侯性要好于EPS。但如果板的两侧温差大，潮度高时容易结露。 胶粉聚苯颗粒的吸水率很高，只有当做好外面层防水时才能包正一定的耐侯性能。 岩面板的孔隙率非常大形成了一个透气性良好的棉絮状的，因此具有良好的透气性能和憎水性。 关于系统粘结强度，EPS系统和XPS系统作为一种空腔系统，其粘结强度决定于粘结面积，不易控制，由于风压影响，对其粘结强度的影响随时间推移而加剧。EPS板较软、强度低、其抗剪切强度也较低在外饰面挂面砖的情况下对抗剪切的能力要求更高，一般体系破坏就会从板材中间直接破坏。这方面XPS板强度性能良好。但其致命的弱点就是表面光洁度高，如不用聚合物相当高的乳液来做界面处理剂很难被粘住。胶粉聚苯颗粒体系属于直接涂抹于墙体并与墙面形成一个整体，形成一种无空腔系统，粘结性能好。岩棉板外保温系统则主要依靠机械固定件将岩棉固定在主体结构上 还有耐候性问题。 耐侯性是指系统对外界天气变化的适应能力，它是保温系统一个非常重要的指标。这几种系统的耐候性按行业标准都强制性要求达标。 聚苯颗粒因其吸水性要高于EPS和XPS，故耐候性较差。现在市场上有一种改性复合无机外墙保温系统，即在聚苯颗粒外包裹一层无机材料，大大提高了其使用寿命、抗老化能力及耐冻融能力。XPS，EPS系统属于空腔系统，抗内压、负内压的能力低。有机保温材料（XPS，EPS,聚苯颗粒）相对于无机保温材料（岩面板）而言，抗老化能力较差。一般保质期都在二十年左右，如果施工不到位保质期还要缩短。 不管何种保温材料,在其保护层外喷涂高弹性、耐侯性好的外墙涂料，都是提高整个系统的耐候性最行之有效的方法。 上述的比较研究的结果，在一些工程实例获得了验证。現选辑二例以为佐证。 工程案例一： 某印刷线路板厂项目，厂房内部有洁净室，空调系统24小时工作。因此保温节能十分重要。此项目分三期，每次所用的外墙保温材料都不同。一至三期厂房外墙外保温材料分别用的是XPS,EPS和岩棉板。曾戏称这个项目为外墙外保温“大杂汇”。 一期采用XPS系统，施工后发现外墙最突出的问题是墙面平整度较差，外墙的抗裂砂浆不能掩饰住板缝。在阳光下板块和锚固件的轮廓显露明显。挤塑板的施工工艺是必须把扳子全部拉毛，涂刷界面剂后用胶浆粘贴，干后再打铆固件加固。所以，当挤塑板的表皮打毛时，板子因受力影响，已经变形了。涂刷界面剂（液体）后，因板两面张力不同，变形就更为明显。此外XPS板板材较脆，不易弯折，板上存在的应力集中时，容易使板材损坏开裂。目前一般的挤塑板含大量回收料和滑石粉，表面坚硬，也是造成不便打磨平整的原因。墙面的平整很大程度还是取决于挤塑板本身的厚度和平整度的偏差。如果板材的厚度偏差控制在±1mm,平整度偏差控制在±2mm,只要基层表面足够平整，粘贴完的保温板也能基本保证平整。市场上某品牌不带表皮的挤塑板已能达到上叙述平整度要求，施工前无须拉毛，并能实现接缝处的局部打磨，较好的解决了挤塑板平整度的问题。因此笔者认为解决这些问题的关键还是要从提高挤塑板本身的质量着手。 二期工程外墙改用了EPS 系统。该系统在欧洲及美国已沿用了近三十年，我国北方地区实践了二十多年,其技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，并有较多成熟的技术文件。但施工完成一段时间后局部有开裂现象。经过研究问题在于熟化时间不够。正常情况板材出厂时要经过一段成熟期，即需放置一段时间使板材稳定后才可使用。如果熟化时间不足，板材的稳定性不能得到保证，施工后板材收缩，使系统开裂。板材开裂后造层防水层破坏，导致板材吸水变形，影响保温效果。而且渗漏水不易排出，维修也比较困难。 三期由于境外总包公司的介入，要求所有使用的材料都必须通过FM认证(FM全球公司的保险客户也倾向于使用通过了FM认证的产品来保护他们的财产)。以聚苯乙烯（EPS及XPS）为主材的系统有两大致命的缺陷。其一是白色污染；其二在明火中不阻燃及燃烧过程中会释放致人死亡的毒气。由于无法通过认证，不得不替换材料。岩棉作为一种优良的无机、绝缘、不燃、无毒、保温性能优良的材料就成了业主不二的选择。虽然岩面在国外已经有近二十多年外墙保温上使用的历史,但在国内使用并不普及。岩棉板外保温系统用机械固定件将岩棉固定在主体结构上，外部做法和EPS，XPS相似。该系统由专业生产厂家提供技术指导，由土建施工方进行施工。施工完成后墙在背光处墙面凹凸不平比较明显，并多处出现保护层和饰面层开裂，探究原因如下： （1）保护层与保温层的粘结强度较低或出现空鼓； （2）保护层和饰面层收缩变形较大，导致产生裂缝； （3）由于门窗洞口处应力集中，导致保护层和饰面层出现裂缝。针对上述产生裂缝的几种主要原因，宜采取以下几种防裂措施： （1）采用钢丝网夹心岩棉板或钢丝网增强层，一方面钢丝网可以增强结构层与保温层和保护层的连接，另一方面还可以分散保护层和饰面层的收缩应力和应力集中，从而达到减少和防止出现裂缝的目的。在墙体容易产生裂缝的部位还需采取局部设置加强网措施。 （2）采用粘结强度较高、收缩变形小且具有一定弹性的微膨胀防裂砂浆或聚合砂浆。由于岩棉板质地较软，故防裂砂浆厚度以25-30mm为宜。 （3）将保护层进行分块留缝并做好嵌缝防水处理，以便减少收缩和温度应力。 工程案例二： 某工业洁净厂房，因成本控制问题业主提出选择胶粉聚苯颗粒。该系统包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层（或是面层防渗抗裂二合一砂浆层）。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便，可以减少劳动强度，提高工作效率。不受结构质量差异的影响，对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平，直接用保温料浆找补即可，避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题。与其他外保温相比较，在达到同样保温效果的情况下，其成本较低，可降低房 屋建筑造价。 但是保温砂浆也有其缺点：由于起保温作用的聚苯颗粒不是连续排列的，所以保温砂浆的保温面也不是连续的。简单的说就是有聚苯颗粒的地方就保温，没有颗粒的地方就不保温，形成冷桥。所以整体的看，保温砂浆的保温面上到处都是冷桥。此外保温砂浆是在施工现场进行粉料的拌制，不同时间的胶粉浆料的密度就不能保持一致，从而导致施工质量和完工后质量下降。保温砂浆由轻骨材料制成，但太轻与表面强度就会产生矛盾。另外两道抹灰施工中间要等水份排干，故施工的工期也比XPS,EPS等长。 总而言之，不同材料的外墙外保温系统各有千秋，只有充分了解它们各自的性能，不断总结才能在平时的设计中真正做到游刃有余。
