建筑外墙保温工程技术与节能材料的现状思考

副标题#e#摘要:建筑外墙保温技术发展很快,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强对新型节能材料的开发和应用,节能材料的发展必须与外墙保温工程技术相结合，才能真正发挥其建筑节能的作用。笔者根据管理工作经历，对建筑外墙保温技术及节能材料进行探讨分析。
　　关键词:建筑，外墙保温，工程技术，节能材料，现状思考
　　1、现状及技术的应用
　　1.1近年，我国经济形势迅猛发展
　　单位建筑面积的建筑能耗为发达国家的近4倍，建筑总能耗占全国总能耗的约40%，按现在我国住宅建筑的发展规模，建筑能耗增长速度为5.3％，大大超过目前能源增长的速度。随着中华人民共和国建设部令第143号《民用建筑节能管理规定》、《节约能源法》、中华人民共和国国务院令第530号《民用建筑节能管理条例》等一系列法规的实施，将节能工程建设提高到一个历史的高度，大力发展节能建筑已刻不容缓。
　　1.2外墙保温技术国外应用情况
　　国外外墙保温工程最早出现在欧洲，至今已有四十多年的应用史，使用最多的是发泡聚苯板薄抹面外保温系统；以及玻璃棉外保温系统、岩棉外保温系统、聚氨酯外保温系统等，和在欧洲南部地区使用的外墙内保温和在北美地区使用的自保温结构墙体保温系统。在欧洲，外保温系统是作为一个整体来进行认定的，包括外保温系统的构造和设计、施工要点，系统和组成材料性能及生产过程质量控制等方面。
　　1．3建筑外墙保温技术在国内及我地区的应用与发展
　　国内企业首先通过改良窑炉、管道的工业保温技术用于建筑物的节能，这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙保温砂浆。这些技术自90年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑，后因为工程质量问题较多而逐渐退出北方建筑节能市场。
　　目前我地区主要使用的外墙保温材料种类有无机保温干粉砂浆保温材料、加气砼砌块、胶粉聚苯颗粒保温材料、钢丝网采水泥泡沫板保温材料（舒乐板）、挤塑板保温材料等；加气砼砌块近年来在我地区应用过较多的项目，如三盛果岭生活、三盛巴厘岛、三隆侨城华府、书香大第等等，由于早晚温差不大，因此在我地区推广较广；挤塑板保温在屋面施工应用较广，外墙挂设施工在我区相对应用很少，即使是世贸天城这样的超高层建筑外墙也并未使用挤塑板保温系统；胶粉聚苯颗粒保温材料在早晚温差小的局部地区有所使用，早晚温差大的寒冷地区，根据二○○六年九月十四日发布的《福建省建设厅关于谨慎使用浆料类外墙保温材料（保温砂浆）的通知》精神大多也未再设计使用；目前为止我地区使用的外墙保温材料大部分为无机保温干粉砂浆保温材料，该产品是采用玻化微珠为轻骨料的新型墙体隔热保温材料。
　　2、建筑外墙保温技术的种类
　　节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。
　　2.1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,施工进度易于控制。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准较完善。
　　a.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等。
　　b.但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易开裂,影响施工速度,影响二次装修,且内墙悬挂和固定物件容易破坏内保温结构。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。
　　2.2外保温技术及其特点。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。而且它不仅适用于新建工程,也适用于旧楼改造,适用范围广,技术含量高;外保温层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;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。
　　目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。
　　2.2.1外挂式外保温。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。如长春天嘉水晶城6#、7#高层就是采用煤矸石砌块墙外加挤塑板保温系统，其工艺流程为：新建筑外墙面处理→聚苯板表面涂抹粘接材料(胶结剂)→贴聚苯板→钉固定件→表面抹聚合物砂浆（抹面胶浆）→铺玻纤网格布→表面批覆聚合物砂浆（抹面胶浆）→贴面砖→保温层完成；在交用后的几年回馈中，外墙防潮、保温上发挥出其良好的专业性能。
　　2.2.2聚苯板与墙体一次浇注成型。该技术是在混凝土框—剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内、即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。
　　其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的或单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节省了工时和材料，其造价可降低10%左右。
　　2.2.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温。将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5～4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、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。
　　外保温施工技术简便,可减少劳动强度,提高工效;不受结构质量差异影响,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,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,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。
　　3、建筑外墙保温节能材料
　　节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料和保冷材料。绝热材料的意义,一是满足建筑空间或热工设备的热环境,二是节约能源。随着世界范围内能源的日趋紧张,绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般的居民采暖的空调而言,通过使用绝热围护材料,可在现有的基础上节能50%～80%。因此,有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。
　　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。目前世界发达国家对绝热材料生产和应用均十分重视,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。
　　3.1绝热材料的性能。绝热即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#p#副标题#e#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,这对于保温绝热是非常有利的。
　　从材料的结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部为大量封闭的微小孔隙时,材料的导热系数较小。泡沫塑料制品要满足保温绝热材料的要求，其最佳的表观密度应为16～40kg/m3。
　　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。小的收缩率及与环境相适应的耐久性，才能保证其良好粘结性能。
　　3.2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。
　　a.岩(矿)棉和玻璃棉统称为矿物棉,都属于无机材料。岩棉不燃烧、价格低,满足保温隔热性能，还具有一定的隔声效果。但岩棉的质量差异大,保温性能好的密度低,抗拉强度也低,耐久性差。
　　b.玻璃棉与岩棉在性能上基本相似,但手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件。但价格较岩棉为高。
　　c.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,且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能,其导热系数之低(0.025W/(m2•K))是其他材料所无法比拟的。其特有的闭孔结构使它具有优越的耐水汽性能,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、易燃,也限制了它的使用。
　　d．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。当前广泛应用。
　　4、工作中应该注意的问题及事项
　　4.1改变保温隔热材料以有机材料为主的现状
　　以石油化工产品为主的屋面建筑节能的目标是为了节约石油、煤炭资源，但目前大量使用的外墙保温隔热材料（EPS、XPS、PU）、门窗材料（PVC）、屋面材料（EPS、XPS、PU、PVC、沥青）都源自石油化工产品，对石油化工高依赖和大量使用加剧了能源消耗，因此应加强对无机保温隔热材料的研发和应用，更应该在现阶段关注、支持有机石油化工保温隔热材料的循环再生技术研发和应用。
　　4.2加强对保温隔热技术的科研力量
　　应该组织地方和国家科研力量进行研究，形成高中低档性能搭配，形成外墙外保温、外墙内保温、外墙结构自保温等多种形式，拥有多种材料、多种性能，能分别适合我国北方寒冷干燥和南方温暖潮湿的气候和工程特点的外墙保温隔热系统。组织国家建筑科研力量认真研究我国南北建筑气候差异、技术特点、使用特点、外墙保温隔热机理和适宜的外墙保温隔热技术与产品，以改变我国气候、生活习惯南北差异大所导致的技术局限性。
　　4.3完善防水隔潮性能
　　保温材料一般是体轻、疏松的物质，呈多孔状、纤维状或粉末状，内部含有大量静止的空气。空气是热的不良导体，密闭的空气起着良好的保温作用。但如果保温材料受潮，水分侵入保温材料内部，其中的一些空气为水分所取代。而水的导热系数要比静止的空气大20多倍，如果其中的水分再受冻结成冰，则冰的导热系数要比静止的空气大80多倍
　　随着建筑节能深入，在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外墙保温隔热系统可能会出现露点，因此外墙保温隔热技术产品研究应该考虑隔潮层的合理设置。
　　4.4建筑节能是国家资源节约国策的重要组成部分，建筑节能需要多种多样的围护结构节能技术和产品来支持。
　　a.国家要研究符合我国国情的技术与产品，扶持符合绿色、资源循环利用政策的技术产品生产，规范外墙保温隔热工程应用市场；
　　b.设计、生产、施工企业要规范自己的生产经营活动，共同营造建筑节能技术发展和应用的良好环境。
　　5、结束语
　　目前我国外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。在大力推广外墙保温技术的同时,更要加强新型节能材料的开发和利用,而且节能材料发展与外墙保温技术的有机结合,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视，从而真正地实现建筑节能，保证国家乃至地球环境的可持续发展。