建筑外墙保温技术及节能材料

所属栏目：物理教学论文
发布时间：2011-02-25 11:08:06  更新时间：2025-01-06 16:54:44

　　李小雄

　　神东监理有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017209

　　摘要：本文就当前我国常用的外墙保温技术及节能材料加以论述。主要论述了外墙保温推广使用的背景、外墙保温的分类及各自的特点、外墙保温结构构造常用的建筑节能材料及其性能、我国外墙保温技术的发展及应用等。在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而使建筑节能真正得以实施。

　　关键词：建筑节能;外墙保温技术;节能材料

　　1外墙保温推广使用的背景

　　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，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。

　　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。

　　在一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，外墙保温技术及新型节能材料在建筑工程中大力推广使用。

　　2外墙保温分类及技术特点

　　节能保温墙体施工技术主要分为外墙外保温、外墙内保温和外墙夹心保温三大类。

　　2.1外保温技术及其特点

　　外保温外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼节能改造，适用于范围广，技术含量高;外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命，同时建筑物的结构墙体、圈梁、柱等均被保温材料覆盖，因而可以避免因墙体材料温度变化差异而引起的墙体开裂，并且防止外墙与内墙、楼板等交接处的热桥，消除了冷凝，提高了居住的舒适度，因此，在外墙节能设计中应首选外墙外保温做法。相对于外墙内保温，外墙外保温具有以下优势：

　　2.1.1保护主体结构、延长建筑物寿命

　　采用外保温技术，由于保温层置于建筑物围护结构外侧。缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力，避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏。减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。事实证明，只要墙体和屋面的温度变形，有效地消除常见的斜裂或八字裂缝。因此外保温有效地提高了主体结构的使用寿命。减少长期维候费用。

　　2.1.2基本消除“热桥”的影响

　　“热桥”指外墙与内墙、楼板等交接处，对内保温而言，“热桥”是难以避免的，而外保温既可以防止“热桥”部位产生结露，又可以消除“热桥”造成的热损失。

　　2.1.3使墙体潮湿情况得到改善

　　一般情况下。内保温需设置隔汽层，而采用外保温时，由于蒸汽透性高的主体结构材料处于保温层的内侧，只要保温材料选材适当，在墙体内部一般不会发生冷凝现象，故无需设置隔汽层。同时采取外保温措施后。结构层的整个墙身温度提高了。降低了它的含温量，因而进一步改善了墙体的保温性能。

　　2.1.4有利于室温保持稳定

　　外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温板内侧，当室内受到不稳定热作用时，室内空气温度上升或下降，墙体结构层能够吸引或释放热量，故有利于室温保持稳定。

　　2.1.5便于旧建筑物进行节能改造

　　以前的建筑物一般都不能满足节能的要求，因此对旧房进节能改造，已提上议事日程，与内保温相比，采用外保温方式对旧房进行节能改造，最大的优点是无需临时搬迁，基本不影响用户的室内生活和正常生活。

　　2.1.6可以避免装修对保温层的破坏

　　不管是买新房还是买二房，消费者一般都需要按照自已喜好进行装修，在装修中，内保温层容易遭到破坏，外保温则可以避免发生这种问题。

　　2.1.7增加房屋使用面积

　　消费者买房最关心的就是房屋的使用面积，由于保温材料贴在墙体的外侧，其保温、隔热效果优于内保温，故可使主体结构墙体减薄，从而墙加每户的使用面积。

　　2.2内保温技术及其特点

　　外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间较长，技术成熟，施工技术及检验标准是比较完善的。被大面积推广的内保温技术有：增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。

　　但内保温会多占用使用面积，在承重内墙与外墙交接处，各楼板与外墙交接处会产生“热桥”，容易引起开裂及产生冷凝水，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。保温层易出现裂缝，由于外墙受到的温差大，直接影响到墙体内表面应力变化，这种变化一般比外保温墙体大得多。昼夜和四季的更替，易引起内表面保温的开裂，特别是保温板之间的裂缝尤为明显。不利于既有建筑的节能改造。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。

　　2.3外墙夹芯保温技术及其特点

　　外墙夹芯保温主要适用于严寒寒冷地区新建、扩建、改建的采暖居住建筑，主要包括三种做法，分别为3E墙板夹芯保温、混凝土装饰砌块夹芯保温、轻集料夹芯保温砌块。外墙夹芯保温因使用范围小，施工难度大，成本较高，实际中较少使用。

　　3外墙保温构造

　　3.1外保温构造

　　目前比较常用的外墙外保温技术主要有以下几种:

　　3.1.1外贴聚苯板外墙外保温

　　本做法是以聚苯乙烯泡沫塑料板(简称聚苯板)做保温隔热材料，采用胶粘剂与基层墙体粘贴，胶粘剂可采用满粘法、点框法、条粘法三种做法，并辅以锚栓固定，当建筑高度不超过20m时，可采用单一的粘接固定方式。聚苯板外侧做聚合物抗裂砂浆保护层，抗裂砂浆内嵌埋耐碱涂塑玻纤网格布，保护层厚度可为3~5㎜的普通型或5~7㎜的加强型。此做法外饰面为涂粉饰面，当保护层改为与主体墙锚固的镀锌钢丝网做法并按相关规定施工时，可做面砖饰面。

　　3.1.2胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温

　　本做法保温层由胶粉加聚苯颗粒组成，经搅拌形成膏状浆料，抹在基层墙体上，保温层干燥后表面抹聚合物抗裂砂浆并压入耐碱涂塑玻纤网格布。此做法的外饰面层分涂料和饰面砖两种。涂料饰面时，保温层分为一般型和加强型，加强型用于高度大于30m，且保温层厚度大于60㎜的建筑物，其做法是在保温层中距外表面20㎜处铺设一层六角镀锌钢丝网与基层墙体拉牢。面砖饰面时，则在保温层表面铺设一层与基层墙体拉牢的热镀锌钢丝网，再抹聚合物砂浆作为保护层，面砖用粘贴砂浆粘贴在保护层上。抗裂砂浆保护层施工，应在保温浆料充分烦躁固化后进行，分两次抹。第一次抹3㎜厚，随即压入一层耐碱涂塑玻纤网格布。当采用饰面砖施工时，面砖厚度不宜超过6㎜，高层是面砖重量小于20kg/m3，且面积小于0.01㎡/块。

　　3.1.3单面钢丝网架夹芯聚苯板现浇混凝土外墙外保温

　　本做法是以腹丝穿透性单面钢丝网架聚苯板(以下简称钢丝网架聚苯板)作为保温隔热层(钢丝网采用￠2钢丝网片与￠2.5镀锌钢丝网焊接而成)，置于现浇钢筋混凝土浇筑前外模内侧，并以钢筋钩紧钢丝网片作为辅助固定措施与钢筋混凝土外墙浇筑为一体。钢丝网架聚苯板表面抹聚合物抗裂水泥砂浆作为保护层，裹覆钢丝网片，用于表面做面砖饰面的外墙外保温做法。

　　3.1.4岩棉板外墙外保温

　　本系统用岩棉板作保温隔热层。岩棉板用被锚固件卡紧的钢丝网压贴在基层墙体表面，岩棉板面抹保温浆料做找平层，防护层为嵌埋有耐碱玻纤网格布增强的聚合物抗裂砂浆，属薄抹灰面层，涂料饰面。岩棉板铺设时，先用锚固件将岩棉板临时固定就为，每块岩棉板至少应有二个锚固点，板缝应挤紧，不得留有缝隙，沿窗洞口四周每边至少设置三个锚固点。

　　3.1.5改性酚醛板外墙外保温

　　本系统是由酚醛泡沫板置于建筑物外墙外侧，与基层墙体采用以粘为主、以栓钉固定为辅的保温系统。系统由酚醛泡沫板、胶粘剂、锚栓、厚度为3~7mm的抹面胶浆、玻璃纤维网布及饰面材料组成，系统还采用必要时采用的护角和托架等配件。将酚醛泡沫板薄抹灰系统通过粘钉保温板、复合抹面层、外覆饰面层等工艺在外墙外表面上所形成的建筑物实体。酚醛泡沫板长度不宜大于1200mm，宽度不宜大于600mm，厚度应符合设计要求，酚醛泡沫板粘贴面积应大于50%。酚醛板外保温系统锚栓数量不应少于4个/m2，锚栓有效锚固深度不应小于25mm。

　　3.2内保温构造

　　目前比较常用的外墙外保温技术主要有以下两种。

　　3.2.1增强石膏聚苯复合板外墙内保温

　　增强石膏复合保温板是以阻燃型泡沫塑料板砼中碱玻璃纤维涂塑网格布、建筑石膏及膨胀珍珠岩一起复合而成的保温板。保温板用粘接石膏粘贴在外墙内侧，板缝间粘贴50㎜宽无纺布，全部板面满粘贴中碱玻璃纤维涂塑网格布，然后刮3-5㎜厚耐水腻子，分两次刮平。本做法不适用于浴室等潮湿房间，潮湿房间应换用挤塑聚苯板，一般房间的踢脚板也应用挤塑聚苯板等耐水型保温踢脚板。

　　3.2.2胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙内保温

　　胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙内保温由胶粉聚苯颗粒保温浆料及抗裂保护层各种材料组成的保温构造。胶粉聚苯颗粒保温浆料由胶粉料与聚苯颗粒组成，两种材料分袋包装，使用时按比例加水搅拌制成。水泥抗裂砂浆由聚合物乳液掺加多种外加剂制成的抗裂剂与水泥、砂按一定重量比搅拌制成。

　　3.3外墙夹芯保温构造

　　外墙夹芯保温主要适用于严寒寒冷地区新建、扩建、改建的采暖居住建筑，主要包括三种做法，分别为3E墙板夹芯保温、混凝土装饰砌块夹芯保温、轻集料夹芯保温砌块。夹芯保温主要采用聚苯板、挤塑聚苯板、发泡聚氨酯、岩棉等高效保温材料。因施工难度大，成本较高，实际中较少使用。

　　4常用的建筑节能材料及其性能

　　4.1外墙保温节能材料

　　外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护，开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的有效措施。目前世界各发达国家，均对绝热材料的生产和应用十分重视，之所以建筑节能工作做得好，与他们重视和发展保温材料是分不开的。我国近几年对这方面的工作也比较重视，新型保温材料的开发应用也取得了很大进步。

　　4.2绝热材料的性能

　　绝热，就是要最大限度地阻抗热流的传递，因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。

　　从材料的组成上看，一般有机高分子的导热系数都小于无机材料;非金属的导热系数小于金属材料;气态物质的导热系数小于液态物质，液态物质小于固体。所以在条件允许的情况下，应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料，这对于保温绝热是有利的。

　　从材料的结构上看，当材料的表观密度降低、孔隙率增大，材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时，材料的导热系数是比较小的。由于孔隙的存在，材料在潮湿的环境下，不可避免地要吸水，而水的导热系数(0.5815W/m•K)比静止空气的导热系数(0.0233W/m•K)要大很多，因此，当环境湿度增大时，材料的平衡含水率增大，材料的导热系数将会降低。所以作为保温绝热材料，材料自身的吸湿率要尽量低，如不可避免时，要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。

　　另外，保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载，具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好，还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。

　　4.3常用的保温绝热材料

　　能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆、酚醛板等。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必备的。

　　岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，它们都属于无机材料。岩棉不燃烧，价格较低，在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大，保温性能好的密度低，其抗拉强度也低，耐久性比较差。

　　玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处，但其手感好于岩棉，可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉为高。

　　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。

　　硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能，它的导热系数之低(0.025W/(m2•K))是其他材料所无法与之相比的。同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能，由于不需要额外的绝缘防潮，简化了施工程序，降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃，这就限制了它的使用。

　　酚醛泡沫板优点是导热系数低(<0.030w/mk)，隔热性能好，与聚苯乙烯、聚氨酯、发泡橡塑等材料相比，最大特点耐热性好，低温收缩性小，在200℃高温下不燃烧、不熔化、不收缩、无毒气、无浓烟、无滴落，只是表面成炭化层。是较好的保温节能材料。酚醛发泡板阻燃等级为B1级别，相比聚苯EPS、挤塑板XPS、聚氨酯PU等易燃保温材料，优势最明显。是目前有机保温材料中防火等级较高的。缺点是物理性能不理想，整体的粘结性不好，抗压抗折能力极低，施工损耗比较大，稳定性、耐老化差，易变形，成本高，价格高。

　　5我国外墙保温技术的发展及应用

　　目前我国外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的，建筑节能必须以发展新型节能材料为前提，必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新，外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。

　　在外墙外保温技术大发展的同时，技术上仍然存在着若干隐患，其中防火问题尤为突出，近两年来，全国各地因外保温施工不当引起的火灾事故已有多起，造成较大的损失还产生了一个外保温企业间无序竞争的问题。有些人了解到外墙外保温市场广阔，有利可图，即使对外保温只有一知半解，也建立公司，招揽保温工程。他们往往以低于市场成本的价格，以抢占外墙外保温业务。相互压价的结果，只能是偷工减料，降低质量，造成损失。为此，政府有关部门应严格进行外保温质量检验，认真进行企业资质审查，保证工程质量。

　　所以在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而真正地实现建筑节能。许多国家的技术经验和国内多年的工程实践证明,外墙外保温技术确实是中国建筑节能技术的一个重要的基本的发展方向。在各方的共同努下,我国外墙外保温技术的繁荣指日可待。

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