建筑外墙保温探讨.docx
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建筑外墙保温探讨
建筑外保温探讨
张平中2011.4
伴随着建筑节能技术的发展，建筑外保温技术逐渐成为建筑保温节能的主流。
从科学的合理性而言，外墙外保温形式是一种先进的、有广泛应用前景的保温节能技术。
随着外墙外保温形式的不断完善与发展，目前主要常用的有保温板材外粘薄抹灰保温形式，发泡聚氨酯，聚苯颗粒外墙保温等几种保温形式。
但是面对这么多的保温形式和材料，我们应该选择何种材料、何种保温形式?
在什么位置使用?
外保温技术的优势分析
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。
减少长期维候费用。
2.基本消除“热桥”的影响。
“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位，形成的散热的主要渠道。
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。
热损失减少了，每个采暖的支出自然就降了下来。
3.使墙体潮湿情况得到改善。
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。
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。
5.可以避免装修对保温层的破坏。
同内保温相比较，在装修过程中，内保温层容易遭到破坏，外保温则可以避免发生这种问题。
6.增加房屋使用面积。
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。
据统计，以北京、沈阳、哈尔滨、兰州的塔式建筑为例，当主体结构为实心砖墙时，每户使用面积分别可增1.2平方米、2.4平方米、4.2平方米和1.3平方米，可见经济效益十分显著。
常用材料及其性能分析
常用保温材料
1、膨胀型聚苯乙烯（EPS）板
2、挤塑型聚笨乙烯（XPS）板（现在常用）
3、岩棉板
4、玻璃棉
5、胶粉聚苯颗粒保温浆料（现在常用）
6、聚氨酯硬泡体保温防水材料
上述材料性能分析如下：
1、膨胀型聚苯乙烯（EPS）板
EPS板是由大量封闭的、近圆形的颗粒组成，每个颗粒的直径为0.2毫米～0.5毫米，颗粒壁厚为0.001毫米-0.003毫米。
其中聚苯乙烯占2％-4%，其余为空气。
根据JG149-2003国家行业标准的要求，EPS板的表观密度在每立方米18公斤~22公斤，其导热系数应小于0.041瓦/（米·开尔文）。
此外，EPS板在出厂前应在自然条件下陈化42天或在60摄氏度蒸汽中陈化5天。
如果陈化时间不够，EPS板在使用过程中，可能会产生一定的收缩变形或翘曲，使系统部分应力集中，最终导致系统开裂、空鼓。
2、挤塑型聚苯乙烯（XPS）板
XPS保温板就是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板，它是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物,通过加热混合同时注入催化剂,然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板.它的学名为绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（简称XPS）,XPS具有完美的闭孔蜂窝结构，这种结构让XPS板有极低的吸水性（几乎不吸水）、低热导系数（0.27）、高抗压性、抗老化性（正常使用几乎无老化分解现象）。
XPS板性能特点
（1）、优良的保温隔热性
具有高热阻、低线性、膨胀比低的特点，其结构的闭孔率达到了99%以上，形成真空层，避免空气流动散热，确保其保温性能的持久和稳定。
实践证明35mm厚的XPS挤塑保温板，其保温效果相当于50mm厚发泡聚苯乙烯，120mm厚水泥珍珠岩。
XPS板性能特点
（2）、高强度抗压性
由于XPS板的特殊结构，其抗压强度高、抗冲击性强，根据XPS的不同型号及厚度其抗压强度达到150～500Kpa以上。
（3）、优质的憎水、防潮性
吸水率是衡量保温材料的一个重要参数。
保温材料吸水后保温性能随之下降，在低温情况下，吸入的水极易结冰，破坏了保温材料的结构，从而使板材的抗压及保温性能下降。
由于聚苯乙烯分子结构本身不吸水，板材分子结构稳定，无间隙，解决了其它材料漏水、渗透、结霜、冷凝等问题。
（4）、质地轻、使用方便
XPS板的完全闭孔式发泡化学结构与其蜂窝状物理结构，使其具有轻质、高强度的特性，便于切割、运输，且不易破损、安装方便。
（5）、稳定性、防腐性好
长时间的使用中，不老化、不分解、不产生有害物质，其化学性能极其稳定，不会因吸水和腐蚀等导致降解，使其性能下降，在高温环境下仍能保持其优越的性能，根据有关资料介绍，XPS挤塑保温板即使使用30～40年，仍能保持优异的性能，且不会发生分解或霉变，没有有毒物质的挥发。
3、岩棉板
岩棉板是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料，岩棉板经高温熔融成纤，加入适量粘结剂，固化加工而制成的。
岩棉板的特点：
导热系数：
0.036-0.04；燃烧性能：
A级不燃；热荷重收缩温度：
643度；吸湿性：
3.9%；有机物含量：
2.9%；
岩棉板选用要点
1）系统中岩棉板的厚度应符合国家和本地区现行的相关建筑节能设计标准的规定。
2）热桥部位如门窗洞口、女儿墙等应加强保温，不好用岩棉板进行保温的部位应抹胶粉聚苯颗粒保温浆料进行保温。
3）岩棉板需用外侧的热度锌电焊网通过锚固件与基层墙体有效连接。
4）岩棉板要做好防潮措施，使用时应对岩棉各面进行界面处理，以提高岩棉板的表面强度和防潮性能，岩棉板上墙后不要长期暴露，应及时做好面层的防护。
雨期及雨天均应做好防雨措施。
5）门窗侧壁、墙体底部、墙体转角处的岩棉板要用U形或L形热度锌电焊网片包边，塑料膨胀锚栓也需要穿过包边网片及岩棉板与基层墙体稳固连接。
4、玻璃棉
采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料，配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃。
在融化状态下，借助外力吹制式甩成絮状细纤维，纤维和纤维之间为立体交叉，互相缠绕在一起，呈现出许多细小的间隙。
这种间隙可看作孔隙。
因此，玻璃棉可视为多孔材料，具有良好的绝热、吸声性能。
（1）、普通玻璃棉
纤维直径（um）<15表观密度（kg/（m^3））80～100
常温导热系数（W/（m*K））0.052耐热度（℃）≤300
备注：
1.使用温度不能超过300℃。
2.耐腐蚀较差。
（2）、普通超细玻璃棉
纤维直径（um）<5表观密度（kg/（m^3））20
常温导热系数（W/（m*K））0.035耐热度（℃）≤400
吸声系数≥0.075备注一般使用温度不超过300℃
5、胶粉聚苯颗粒保温浆料
胶粉聚苯颗粒由胶粉料、聚苯颗粒轻料和水泥混拌组成，现场加水即可使用（即胶粉聚苯颗粒保温砂浆），其保温性能较好，施工简单，粘结力强外面加以罩面砂浆，纤维增强抗裂能够解决面层空鼓裂等问题。
但是这种材料热工性能差，不防水，用在墙体上很容易开裂脱落，使用实际寿命不超过5年；且聚苯颗粒性能不稳定，受热胀冷缩影响，易变形、挥发。
因此，国家已经限制单独使用这种材料作为建筑墙体的节能材料。
（根据《关于发布北京市第五批禁止和限制使用的建筑材料及施工艺目录的通知》
胶粉聚苯颗粒保温浆料施工工序
（1）、胶粉聚苯颗粒保温砂浆由胶粉与聚苯颗粒组成（注意比例：
1kg胶粉：
8L颗粒），两种材料分袋包装，使用时按比例加水搅拌制成（胶粉与水1：
2）该材料应随搅随用在4小时内用完。
（2）、墙面应清理干净，无油渍、浮沉等。
旧墙面松动、风化部分应剔除干净，表面突起部分大于10mm应铲平。
（3）、对于混凝土墙体和砌块墙体应满图界面砂浆。
（4）、第一遍保温层厚度不大于10mm，以后每遍抹保温浆料厚度不大于20mm，间隔24小时以上。
（5）、聚苯颗粒保温面层做粘贴面砖时，在抗裂层中用镀锌钢丝网替代网格布作为抗裂防护层的增强骨架，并将金属网与结构墙连接牢固。
6、聚氨酯硬泡体保温防水材料
聚氨酯硬泡体保温防水材料（简称PUR硬泡），是由异氰酸酯（黑料）和多原醇（白料）为基本原料聚合而成的结构致密的微孔泡沫体。
使用中，应用快速混合发泡技术，即可以浇注成预制板材或构件，又可以现场喷涂发泡成型。
PUR硬泡广泛用于建筑、石油、化工运输、城市供热、制冷及食品冷藏与加工；是冰箱、冰柜、航空、轮船壳体、客运车厢、活动板房等最优良的绝热材料。
聚氨酯硬泡体保温特点：
（1）导热系数低、保温隔热效果好，聚氨酯硬泡密度为30一40kg/m3，导热系数仅为0.018一0.024W/（m.K），在目前所有保温材料中导热系数最低，其热工性能优越。
（2）具有良好的粘结性能。
聚氨酯硬泡体直接喷涂于墙体，液体物料可进入到墙面基层空隙中发泡，与基层牢固地粘合并起到密封空隙的作用。
（3）现场喷涂或浇注施工，整体性好，聚氨酯硬泡采用喷涂或浇注施工，施工具有连续性，独特的施工技术使整个保温无接缝、具有整体性，通过机诫化施工，墙体形成无接缝连续壳体
项目
膨胀型聚苯乙烯（EPS）板
挤塑型聚笨乙烯（XPS）板
岩棉板
玻璃棉
胶粉聚苯颗粒保温浆料
聚氨酯硬泡体保温防水材料
备注
导热系数（25°C）
0.041
0.029
0.036
0.06
0.23
防火等级
B2或B1
B2或B1
A
B1
B2
非
幕
墙
建
筑
住
宅
类
高度大于等于100m
不适用
不适用
适用
不适用
不适用
高度大于等于60m小于100m
适用
适用
适用
适用
适用
采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带
高度大于等于24m小于60m的建筑
适用
适用
适用
适用
适用
当采用B2级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。
高度小于24m的建筑
适用
适用
适用
适用
适用
采用B2级保温材料时，每三层应设置水平防火隔离带。
其他民用建筑
高度大于等于50m
不适用
不适用
适用
不适用
不适用
高度大于等于24m小于50m
适用
适用
适用
适用
不适用
当采用B1级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。
高度小于24m
适用
适用
适用
适用
适用
采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带
幕
墙
类
高度大于24米
不适用
不适用
适用
不适用
不适用
高度小于24米
适用
适用
适用
适用
不适用
采用B1级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
注：
当装饰建筑外装饰采用涂料或面砖类的薄抹灰面层时，不应采用岩棉板或玻璃棉做保温材料。
了解各保温材料的缺点：
1、膨胀型聚苯乙烯（EPS）板
EPS微观结构为粒子间进行粘合,较易吸水,耐久/耐候性差,100次冻融循环后热阻保留率低。
即使使用粘结+机械固定,因EPS抗拉穿强度较低,机械固定无法起到安全锚固作用.
2、挤塑型聚笨乙烯（XPS）板
XPS板的价格相对EPS板、棉类及胶粉聚苯颗粒的价格要高；XPS板的隔汽性能较好、吸水性低，但正是由于此照成XPS板的透气性差。
3、岩棉板、玻璃棉
吸水率很高，在潮湿环境下基本无保温隔热性能。
在重力长期作用下会下垂而使得保温系统失去作用。
保温棉刚度很小，需要镀锌钢板网作为辅助材料。
施工相对麻烦、施工费用高。
各保温材料的缺点：
4、胶粉聚苯颗粒保温浆料
完全湿作业，受温度影响较大，24小时温度不低于5°C。
导热系数较高，很难满足节能标准的需要。
吸水率很高，在潮湿环境下基本无保温隔热性能。
作为工程现场管理人员大家都知道，保温层较厚，要达到要求的保温层厚度要分几次抹灰才可以，而两道抹灰施工中要等水分排干，施工工期较长；聚苯颗粒一般采用回收废品作为轻骨料，容易造成保温层质量难以保证达不到要求;现场施工时，操作上的个体差异较大，如果素质不高很容易偷工减料使整体的质量下降。
各保温材料的缺点：
5、聚氨酯硬泡体保温防水材料
我们知道，由于现场发泡，厚薄不一，很难确保墙体保温性能的均匀性；施工受气候影响很大，温度要大于10度、风力小于4级。
对环境有较大的污染，对于发泡附近的成品保护工作难度大。
因此，我们应该针对上述各类保温材料的具体性能特点，针对具体工程设计及功能要求，合理选择保温材料，严格按照各类保温材料的施工工序进行施工及管理，才能达到预期的质量及功能要求。
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