从建筑外墙外保温系统及其配套材料看建筑节能

　　建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是实现“二十一世纪可持续发展战略”的重要措施之一。多年来，在相关国家节能政策和技术规范的推动下，我国的建筑节能工作不断深入，节能标准不断提高；尤其是墙体保温技术得到迅速发展。在建筑节能技术中，由于外围护结构的热损耗较大，而外墙墙体面积约占总建筑面积的45％，因此加强外墙保温对节能降耗起着极为重要的作用。

　　外墙保温作为一项系统工程，已涉及保温材料及其配套材料选取、系统性能优化、工程设计、施工及验收等诸多方面。其基本要求在于保障系统的整体性、耐久性、有效性和安全性；努力实现保温设计、材料生产和施工一体化，达到因地制宜，因时制宜的设计理念。

　　目前，我国节能住宅的外墙保温分为内保温、夹心保温、外保温及综合保温四种保温形式，外墙外保温是建设部倡导推广的主要保温形式，其保温方式最为直接，效果也最好，是我国目前应用最多的一项建筑保温技术。

　　1外墙外保温系统发展概述

　　在世界发达国家，外墙外保温的发展己有30多年的历史，并已形成多达几十种应用体系。最早有德国二十世纪六十年代开发的膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系（ETICS一Expanded Thermal Insulation Composite System Based on Expanded Polystyrene），然后是德国Sto AG开发的“Sto经典”外墙外保温体系。在美洲，主要有美国开发的科博斯、专威特与易而富(EIFS)等外墙外保温体系。国外的外保温体系主要采用在外墙上粘贴聚苯板的施工工艺，必要时采用锚栓辅助联接，其墙体构造由内到外依次为：基层墙体、粘结剂、保温层、抹灰层、饰面层。

　　在进行多种保温系统研发、应用的同时，其相应材料及辅助件的试验方法及检验标准也逐渐确立。美国在1975年第一次颁布了ASHRAE美国采暖、制冷及空调工程协会标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础，1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”，并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会，不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容，每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。发达国家对建筑节能的重视和采取一些行之有效的措施取得了巨大的成效，使整个国家的建筑能耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%，但采暖能耗却减少了318万吨标准煤，采暖能耗占全国总能耗的比重，也由39%下降为28%。美国自从制定和执行一部节能标准至今己节约了大量资金耗费，估计到2011年，在此基础上又节约430亿美元。由此可见，国外的建筑节能法规30多年来取得了多么显著的社会效益和经济效益。

　　在我国，外保温是近二十多年来在学习和引进国外先进技术的基础上，结合大量的科研、开发、试点而发展起来的。从早先单一的专威特发泡聚苯板玻纤网格布增强聚合物砂浆抹灰体系(现称膨胀聚苯板薄抹灰体系)，至今己拥有众多采用不同材料、不同做法的体系。以保温层材料为例，已从原先的发泡聚苯板(CEPS)扩展到胶粉颗粒保温浆料、玻璃棉毡等。在构造和施工工艺方面，已从保温板粘贴到粘钉结合、与钢筋混凝土基层浇合(包括无网和有网)、保温桨料整体抹灰、预制复合保温板的粘贴、挂装以及轻网龙骨、保温材料与硬质面板的装配等。应用地区也从原先的北方集中采暖地区发展到夏热冬冷地区。相关应用体系的产品标准、构造图集以及施工规程相继配套。与此同时，国外许多先进的应用体系也纷纷进入中国建筑市场。外墙外保温己经成为我国一项重要而且是主导性的建筑节能措施，被大量的应用于各项工程中。

　　总体来说，我国的建筑节能经历了节能30％、50％和65％三个阶段，这就为外墙外保温体系的实施提出了更高的要求。同时，为了促进节能降耗工程的顺利进行，我国也先后颁布了《民用建筑节能管理规定》(2000年建设部第76号令)、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134—2001)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)、《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149—2003)、《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG158—2004)、《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144—2004)等标准、规程和规定。建筑节能技术日臻完善，我国的建筑节能工作进入了快速发展阶段。

　　2外墙外保温系统基本构成及性能要求

　　随着建筑节能技术的不断完善和发展，外墙外保温技术以其先进性、前景广阔等特点逐渐成为建筑保温节能的主要形式；其基本特征是：保温材料通过粘结材料被固定于主体墙结构的外侧，外侧辅以玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。因此，外墙外保温系统主要由保温层、抹面层和饰面层构成，同时各层之间通过砂浆粘结、机械钉固或者纤维增强等方式形成一个有机的整体。

　　为了达到保温隔热的功效，组成外墙外保温系统的各个部分，必须满足水密性，抗压性以及温湿度变化的要求，不至产生裂缝并能抵抗外界可能发生的碰撞作用。同时，外保温的基底，必须满足建筑力学稳定性要求，能承受垂直荷载，风荷载，并能经受撞击而保证安全使用。因此，在选用各部分材料时，不仅要求材料本身具有优异的性能，而且各部分必须相互协调和匹配。

　　2.1保温层

　　保温层是外墙外保温系统中最关键的组成部分，主要起保温隔热作用。目前，作为墙体保温层的保温材料，种类繁多，主要分为无机、有机和金属三类；由于外保温材料置于墙体的外侧，直接与外界接触，承受的温差大，因此，保温材料不仅要有良好的阻抗热流传递的性能即大的热阻、小的传热系数，而且对保温材料的耐候性、耐久性和保温体系的抗裂、防火、防水、透气、抗震、抗风压能力提出较高的要求。

　　具体来说，平均传热系数要满足设计要求，与基层和防护层能形成一个整体，满足系统耐久性要求。应采用热阻值高，即导热系数小的高效保温材料，其导热系数一般应小于0．06W／(m·K)。根据设计计算，规定一定厚度以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外，保温材料的吸湿率要低，而粘结性能要好；为了使所用粘贴剂在其表层的应力尽可能减少，对于保温材料，一方面要用收缩率小的材料，另一方面在控制其尺寸变形时产生的应力要小为此，可采用的保温材料有：膨胀型聚苯乙烯（EPS）板、挤塑型聚笨乙烯（XPS）板、聚氨酯、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以阻燃膨胀型聚苯烯板应用得较为普遍。为了达到节能65％的目标，硬泡聚氨酯以其优异的隔热防水性能，越来越引起世人的瞩目。

　　2.2保温层的固定部件

　　保温层的固定部件主要起到固定和支撑保温材料的作用。可采用的方法有粘结法和钉固法，或者采用粘钉结合的方法。对于不同的外保温体系，应选用不同的固定方法。粘结法中将保温板粘结在基底上的粘结材料多种多样。在不同的体系中，粘结材料运到工地时的状态有所不同。为使保温板粘结良好，往往事先在外墙外表面上涂抹界面层。

　　钉固法中将保温板永久固定在基底上的机械件，一般采用膨胀螺栓或预埋筋之类的锚固件，国外往往用不锈蚀而耐久的材料，由不锈钢、尼龙或聚丙烯等制成，国内一般常用钢制膨胀螺栓，并进行防锈处理。粘结法与钉固法主要用于外保温层采用后作法施工。当外保温层采用现浇法施工时，可以将作为保温层的聚苯乙烯(EPS)板安置在模板内，通过浇灌混凝土加以固定，即在绑扎墙体钢筋后，将聚苯板依次安置在钢筋层的外侧，平整排列并绑扎牢固。再安装模板浇灌混凝土，利用混凝土的压力将聚苯板与墙体牢牢的连接在一起。

　　2.3抹面层

　　抹面层是抹在保温层上，中间夹有增强网，保护保温层并起防裂、防水和抗冲击作用的构造层。外保温体系的抹面层大致有两种做法：一种是采用聚合物抗裂砂浆做成薄抹灰面层（一般底层抹灰层厚5-7mm，其余层抹灰层厚度3-5mm）；另一种是采用水泥砂浆做成厚抹灰面层（一般厚度25-30mm）。

　　抹面层的抗裂问题是主要矛盾，实践证明传统的水泥砂浆抹在保温层上，不容易解决抗裂问题，必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网，在砂浆中加入适量的聚合物和纤维对控制裂缝的产生是有效的。加强材料可改善抹灰层的机械强度、保证其连续性、分散抹灰层收缩应力和温度应力、避免应力集中、防止抹灰层出现裂缝。薄抹灰的厚度必须适当，抹灰层太薄则不能保证抹灰层的抗冲击性能；灰层太厚则使得玻纤网格布离外表面较远，难以起到抗裂的作用。厚抹灰层厚度一般不超过30mm，涂抹于钢丝网架聚苯板保温层上。厚抹灰在施工前，应在聚苯板与钢丝网片表面喷涂界面剂以增强抹灰层与保温层的粘结。抹灰层一般分为三层，底层和中层用同一配比的普通水泥砂浆，总厚度约20-25mm；面层宜用聚合物抗裂砂浆罩面，厚3-5mm，内部压入耐碱玻纤网格布。

　　2.4饰面层

　　饰面层是外保温系统的外装饰层，一般可采用涂料或面砖做饰面。首先底层腻子必须有一定的防水、抗裂、柔性变形能力，其次涂料的各层不仅要求有一定的柔性而且与基层以及相互之间也应有相容性，装修层的材料不仅要求防裂、透汽(水蒸气)，而且要与保温层协调，最好选择弹性外墙涂料。当采用面砖饰面时，应存分考虑基层材料的性能，避免面砖饰面层的开裂、脱落。

　　2.5零配件和辅助材料

　　外保温体系在接缝、边、角部位还要使用一些零配件和辅助材料，如墙角、端头使用的边角零件和螺栓、销钉以及密封膏、背衬材料等，应根据各个体系不同的做法分别选用；另外为了加强EPS板与基层以及与抹灰层的粘结力所采用的喷砂界面剂，也要根据需要在相应当部位采用。