建筑外墻保溫做法之比較

隨著社會經濟的發展，人們的物質生活水平有了很大提高，伴隨著能源危機凸顯，低碳環保的觀念日益深入人心，建筑維護結構的保溫技術，尤其是外墻保溫技術的發展成為必然要求。

建筑外墻保溫是目前我國對建筑的節能要求之一，選擇合理的保溫材料和保溫方法，降低冬季采暖和夏季空調能耗，提高建筑的使用效果和經濟效益，是建筑節能的必然趨勢。我國北方地區因所處地理緯度偏高，氣候寒冷，季節性差異較大，建筑外墻保溫成為工程設計和施工中的一個必須解決的課題。本文通過探討目前在我國北方建筑中常使用的外墻保溫技術，從材料選擇、施工工藝和缺陷預防等方面逐一分析，幫助合理正確選擇外墻保溫做法，達到預期的經濟效益和社會效益。

一、外墻保溫材料的選用

國內市場上常見的保溫材料分為無機保溫材料（巖棉、玻璃棉、泡沫玻璃等）和有機保溫材料（EPSXPS、PU、酚醛泡沫等）。在實際的設計和施工中，可用于替代EPS（聚苯乙烯泡沫）、XPS（擠塑聚苯乙烯泡沫）的保溫材料有以下幾種：

（一）巖棉板、玻璃棉板

巖棉板、玻璃棉板的制作工藝一般為，巖石或玻璃經高溫熔融后，由高速離心設備制成無機纖維，同時均勻加入一定比例的粘結劑、防塵油、硅油，然后根據不同要求，制成板材。其保溫性能、機械性能良好，具有良好的吸音特性，屬不燃材料，價格低廉。因此，該類溫材料多用于設備、管道保溫隔熱和人員不易接觸到的場所。

（二）泡沫玻璃

泡沫玻璃是一種無機硬質保溫材料，由無機玻璃（國內使用平板碎玻璃）做主要原料，加入碳素或碳酸鹽等作發泡劑和其它輔料，將其一起磨細混合均勻后，放在耐熱鋼模具內，再在窯爐中經過800℃～900℃高溫燒結發泡和退火冷卻處理后制成。泡沫玻璃的物理化學性能優點突出：具有耐多種化學腐蝕，能提高保溫系統的耐酸雨、酸霧、大氣碳化、抗水軟化侵蝕、抗紫外線致老化等自然風化侵損的性能；不吸水，既能耐高溫、又能耐低溫，能在-196℃～400℃廣闊溫度范圍內使用，有利于提高外保溫系統的抗水抗凍性能；安全性能可靠，不燃燒、無毒，符合環保要求。

（三）聚氨酯PU

聚氨酯PU屬熱固性材料，是通過雙組份液料反應交聯固化發泡而成，呈網狀結構，其耐高溫性能、結構穩定性和結構強度等物化綜合性能比普通塑料泡沫要優越得多。聚氨酯PU未經阻燃加工處理時，屬易燃體；經過科學方法改性，引入難燃、耐溫、低發煙、低毒性的環狀結構化合物（異氰脲酸環、啞唑烷酮、芳香族環、碳化亞二胺鍵），或引人具有難燃結構聚合物納米顆粒，使聚氨酯PU泡沫在遇火時不產生收縮，同時形成一層碳化層，隔絕了熱量的傳遞和氧份的滲透，從而阻止火焰繼續擴張，不產生蔓延燃燒現象，使原來可燃的PU泡沫變成阻燃、難燃性泡沫，甚至接近不燃性泡沫。這類系統導熱系數低，保溫層厚度小，耐高溫性能、系統穩定性好，施工工藝多樣化。

（四）酚醛泡沫

酚醛泡沫是一種性能優異的防火、節能、隔熱、隔音、輕質材料，屬難燃材料，火表面略有炭化卻不燒穿，既不會著火也不會散發濃煙和毒氣。在所有保溫材料中，酚醛泡沫具有最低的導熱系數，其保溫性能比礦棉、輕軟木、珍珠巖、玻璃棉等傳統的保溫材料高一倍左右。

（五）保護層材料

由于水泥砂漿的強度高、收縮大、柔韌性變形不夠，直接作用在保溫層外面，耐候性差，而引起開裂。為解決這一問題，必須采用專用的抗裂砂漿并輔以合理的增強網，并在砂漿中加入適量的纖維，抗裂砂漿的壓折比小于3。如外飾面為面磚，在水泥抗裂砂漿中也可以加入鋼絲網片光，鋼絲網片孔距不宜過小，也不宜過到，面磚的短邊應至少覆蓋在兩個以上網孔上，鋼絲網應采用防腐好的熱鍍鋅鋼絲網。

（六）加強網

玻纖網格布作為抗裂保護層軟賠進的關鍵增強材料在外墻外保溫技術中的應用得以快速發展，一方面它能有效的增加保護層的拉伸強度，另一方面由于能有效分散應力，將原本可以產生的款裂縫分散成許多較細裂縫，從而形成抗裂作用。由于保溫層的外保護開裂砂漿為堿性，玻纖網格布的長期耐堿性對抗裂縫就具有了決定性的意義。從耐久性上分析，高耐堿纖維網格布要比無堿網格布和中堿網格布的耐久性好得多，至少能夠滿足25年的使用要求，因此，在增強網的選擇上，建議使用高耐堿的網格布。

二、外墻保溫主要方法

目前在我國北方地區常用的有內保溫、外保溫、夾心保溫等方法。

（一）內保溫

外墻內保溫就是外墻的內側使用苯板、保溫砂漿等保溫材料，從而使建筑達到保溫節能作用的施工方法。它的優點在于：它對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術指標的要求不甚高。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求，取材方便；內保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高范圍內施工，不需搭設腳手架，施工進度快。近年來，在工程上也經常的被采用。但是，在多年的實踐中。外墻內保溫也顯露出一些缺陷，如：結構冷（熱）橋的存在使局部溫差過大導致產生結露現象。由于內保溫保護的位置僅僅在建筑的內墻及梁內側，內墻及板對應的外墻部分形成冷（熱）橋，冬天與室內的溫度差可達到15℃以上，一旦室內的濕度條件適合，在此處即可形成結露現象，易造成保溫隔熱墻面發霉、開裂。另外，外墻和屋面受室外溫度和太陽輻射熱的作用而引起的溫度變化幅度較大，內外墻反復形變使內保溫隔熱體系始終處于一種不穩定的墻體基礎上，在這種形變應力反復作用下不僅是外墻易遭受溫差應力的破壞也易造成內保溫隔熱體系的空鼓開裂。

（二）外保溫

外墻外保溫，是將保溫隔熱體系置于外墻外側，使建筑達到保溫的施工方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側，從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結構墻體起到保護作用并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結構壽命的延長。因此從有利于結構穩定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優勢，在可選擇的情況下應首選外保溫隔熱。然而，由于外保溫隔熱體系被置于外墻外側，直接承受來自自然界的各種因素影響，因此對外墻外保溫體系提出了更高的要求。就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說，至于保溫層之上的抗裂防護層只有3mm—20mm，且保溫材料具有較大的熱阻，因此在的熱量相同的情況下，外保溫抗裂保護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外傾溫度變化速度提高8—30倍。抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性能起著關鍵的作用。

（三）夾心保溫

外墻夾心保溫是將保溫材料置于同一外墻的內、外側墻片之間，內、外側墻片均可采用傳統的粘土磚、混凝土空心砌塊等。因此，這些傳統材料的防水、耐候等性能均良好，對內側墻片和保溫材料形成有效的保護，對保溫材料的選材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等各種材料均可使用；對施工季節和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工。近年來，在黑龍江、內蒙古、擴肅北部等嚴寒地區得到一定的應用。由于在非嚴寒地區，此類墻體與傳統墻體相比尚偏厚，且內、外側墻片之間需有連接件連接，構造較傳統墻體復雜以及地震區建筑中圈梁和構造柱的設置，尚有熱橋存在。保溫材料的效率仍然得不到充分的發揮。

三、常見的質量缺陷分析

（一）聚苯板薄摸灰外保溫隔熱構造設計

這類外保溫隔熱通常采用粘貼固定在墻體的外側，然后在保溫板上抹抹面砂漿并將增強網鋪壓在抹面砂漿中，此類做法很常見，但是出現裂縫的也非常多。該體系聚苯板保溫層僅是3mm的抗裂砂漿復合網格布，膨脹聚苯板的導熱系數為0.042W（m.K），而抗裂砂漿的導熱系數為0.932W（m.K），兩材料的導熱系數相差22倍。由于聚苯板保溫隔熱層熱阻很大從而使保護層的熱量不易通過傳導擴散，因此當受太陽直射時熱量積聚在抗裂砂漿層，溫差變化以及受晝夜和季節室外氣溫的影響，對抹灰砂漿的柔韌性合網格布的耐久性提出了相當高的要求。另外一個應該考慮的因素是當聚苯板的溫度超過70℃時，聚苯板會產生不可逆熱收縮變形，造成較為嚴重的開裂變形，這種情況在高溫干燥地區更為明顯。

（二）水泥砂漿厚抹灰鋼絲網架保溫板外保溫隔熱構造設計

這類外保溫隔熱通常采用帶有鋼絲網架的聚苯板作為主體保溫隔熱材料，分為鋼絲網穿透聚苯板何不穿透聚苯板兩種類型。鋼絲網穿透軍苯板的鋼絲網架聚苯板施工時通過預先澆混凝土整體一次性澆筑固定在基層墻體上，不穿透聚苯板的采用機械錨固的方式固定在基層墻體上，面層均采用20mm—30mm的普通砂漿找平。由于該類體系采用厚抹灰水泥砂漿做法，開裂現象比較普遍，原因主要有：（1）普通水泥砂漿自身易產生各種收縮變形，并且存在強度增長周期短、體積收縮周期長的矛盾，在約束條件下，當體積收縮形成的拉應力超過水泥砂漿的抗拉強度時，就會出現裂縫。（2）配筋不合理引起裂縫，鋼絲網架在在水泥砂漿中的位置相當于單面配筋方式，，且靠近保溫隔熱層。在正負風壓、熱脹冷縮、干縮濕漲及地政等作用都是雙向或多向。該種方式的配筋對靠近外墻飾面應力的分散作用很有限，起不到應有的抗裂作用。（3）不完全外保溫引起的裂縫，在外墻保溫中，我們經常注重整體墻面的保溫，然而卻忽略了女兒墻、雨篷、老虎窗、凸窗、外陽臺等部位的保溫，而使此部分出現開裂或者降低使用壽命。

（三）無網聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚的缺陷

從構造設計上看，直接在玻纖網布復合抹灰砂漿的無網聚苯板外保溫外面粘貼面磚是不合理的。一方面，從受力狀況看，應用于外保溫的聚苯板的通常采用點粘法，粘結面積35%左右，而聚苯板本身具有受力變形的特性，由聚苯板直接承受面磚飾面層（包括粘結砂漿）荷載，必然會發生徐變，短期或許不會發生嚴重事故，但長期的變形將導致受力的失衡從而引發開裂甚至脫落。另一方面，從抗風壓性上看，粘貼聚苯板外保溫體系存在空腔，抗風壓尤其是抗負風壓的性能差，會出現在刮大風時聚苯板刮落事件。第三，從防火性能上看，體系本身就存在整體連通的空氣層，火災是很快形成“引火通道”是火災迅速蔓延。聚苯板外墻外保溫體系在高溫輻射下很快收縮、熔結，在明火狀態下燃燒，即在火災發生時，聚苯板外墻外保溫體系將很快遭到破壞。從這個意義上說，在聚苯板外保溫體系面層粘貼面磚的做法是非常危險的，火災狀態下聚苯板在受熱后嚴重變形，使面磚層喪失依托，引起面磚層整體脫落造成人員傷害。

四、結論

由于采用的材料與施工工藝有所不同，因此各自的適用范圍也不盡相同。使用中。應根據所設計的建筑的造價、地理位置等各方面的因素進行選擇。經過分析發現，由于內保溫、混合保溫等方法在設計中的缺陷，建議采用外保溫，并按照逐層漸變，柔性釋放應力的原則，選擇材料及施工方法，以達到保溫、抗裂的目的。由于外墻保溫體系是一個有機的整體，組成的各相關層協同作用不僅要求柔性漸變，而且應有一定的相容性、協同性，形成一個復合整體。因此，外墻保溫體系應由乙烯材料供應商經質量體系認證和系統材料及體系性能試驗檢驗合格后成套供應，以保證體系材料的匹配性及抗裂技術路線的實施，并有利于明確外墻保溫體系供應商對外保溫工程質量負責。