淺談對外墻外保溫系統耐候性及試驗方法的幾點認識

賀傳友 戴新榮 劉 新

（安徽省建筑工程質量監督檢測站 安徽合肥 230088 安徽省水利科學研究院 安徽合肥 230088）

1 引言

在建筑物的圍護結構能耗計算中，因外墻與外部空氣接觸面積占比大，由外墻損失的能量最多。其外圍護結構施工外保溫系統作為建筑節能的主要措施之一。其系統的耐候性直接影響到該保溫系統的使用壽命及節能效果。近年來，各地外墻外保溫系統經常發生出現空鼓和脫落情況，對人民群眾的生命和財產安全產生了極大的危害[1]。外墻外保溫系統正常使用年限按照國家標準應不少于25年。為了確保外保溫系統在規定使用年限內的可靠性，所以對各種不同類型保溫系統的耐候性研究十分必要。

2 外墻外保溫系統簡述

外墻外保溫系統是指：置于建筑物外墻外側，與基層墻體采用錨固和粘結方式固定的保溫系統，系統由保溫層、固定保溫層的錨栓和膠粘劑、抹面膠漿與玻纖網格布復合而成的抹面層、飾面層等組成。其根據保溫層材料種類的不同可以分巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統、模塑聚苯板抹灰外墻外保溫系統、勻質改性防火保溫板薄抹灰外墻外保溫系統、硬泡聚氨酯板薄抹灰外墻外保溫系統、泡沫玻璃外墻外保溫系統等各種不同類型外保溫系統。

外墻外保溫系統防止主體結構直接和外部氣候環境接觸。保護主體基墻不受大的溫度變形應力而避免開裂等破壞。就像建筑物穿上了衣服，使主體基墻完全處在室內的溫度環境下，年溫差波動不大，受室外氣候環境影響較大的只是外墻保溫系統的外表面。另外外墻外保溫系統阻斷了結構熱橋的傳熱路徑，可以減輕結構冷熱橋的影響。結構熱橋部位熱流密度大，傳熱快，冬季熱橋表面溫度低，夏季熱橋表面溫度高，導致室內房間的熱量或冷量消耗比較大且熱橋部位容易結露。所以外保溫系統放置在主體墻材外面的保溫做法，是目前應用最廣泛的保溫做法，也是國家大力倡導的保溫做法。

3 外墻外保溫系統耐候性影響因素

耐候性是指外保溫系統受到陽光照射，溫度變化，風吹雨淋等外界條件的影響，而出現的褪色，變色，龜裂，粉化和強度下降等一系列老化的現象。耐候性能具體可以分為耐凍融、耐曝曬、抗風化、抗降解，耐老化性能。影響外墻外保溫系統的耐候性能有許多因素，本文從材料、施工、設計等方面進行剖析。

（1）外保溫系統材料應該由同一企業提供，應保證保溫材料、配套材料的物理化學相容性和性能匹配程度應較好。且同一企業提供材料組成的外保溫系統要通過系統耐候性試驗的檢驗。外保溫技術在我國是尚屬于一項新的專業技術。業界尚未全面了解和重視這一點。

（2）保溫系統材料的性能對保溫系統耐候性有重要的影響。比如：防護層采用的抹面砂漿柔韌性不夠，收縮大，在外部氣候環境的作用下，產生較大的溫度應力，容易引起表面開裂。防護層采用的玻纖網格布耐堿性和抗拉強度較差時，時間一長，玻纖網格布在堿性環境下必然發生破壞，沒有起到防止飾面層開裂的作用。保溫層材料易粉化或老化，造成與系統各構造層的粘結強度降低。應選用柔韌性較好的膩子，其膩子耐水性能和與防護層之間的要有很好的粘結性[2]。

（3）在設計上應避免保溫系統大面積施工，當施工面積較大時，應采取按一定間距設置溫度伸縮縫、隔層設置托架等相應的措施，避免在溫度效應和自重應力長期作用下，保溫系統的內應力得不到釋放而發生開裂和空鼓，甚至導致脫落。

（4）外保溫施工時應嚴格按照經審查合格的設計文件和經審查批準的施工方案及節能施工技術標準施工。要對門窗洞口、陰陽角處和變形縫等容易出現開裂地方采取相應的加強措施；要保證單位面積上的錨栓個數和錨固深度符合要求；防護抗裂層厚度不能過厚或過薄；對基層墻體要清理干凈，對凹凸處要補平或挫平，在基層上應均勻的涂滿界面劑或界面砂漿。規范的施工才是保溫系統耐候性最基本的保障。

4 外墻外保溫系統耐候性試驗方法簡述

耐候性試驗方法采用與外墻外保溫工程構造做法一致的大尺寸試樣，對試樣進行一定數量的濕熱循環和冷凍循環后，評定其破壞程度，然后在此基礎上測定外墻外保溫系統相關物理力學性能，從而評價其系統耐候性。耐候性試驗為模擬夏季墻面經高溫日曬后突然降雨和冬季晝夜溫差情況下的反復作用，是對大尺寸的外保溫墻體進行模擬自然氣候條件下的加速老化試驗，是檢驗和評價外墻外保溫系統質量最重要的試驗項目。在建筑節能起步階段，最早的《外墻外保溫工程技術規程》（JGJ144-2004）等建設部行業標準及各種不同保溫系統的產品標準中都規定了耐候性的試驗方法，其試驗方法都是大同小異。因為這些標準都不是專業的試驗方法標準，里面都有許多不明確和不完善的地方。2014年《外墻外保溫系統耐候性試驗方法》（JG/T429-2014）試驗方法行業標準發布實施。2017年《建筑外墻外保溫系統耐候性試驗方法》（GB/T35169-2017）試驗方法國家標準發布。這兩本標準對外保溫系統耐候性試驗方法原理、試驗設備、試樣制備、試驗過程、檢查測試及試驗報告等方面都作了詳細的規定。

4.1 試驗設備

試樣設備有箱體、溫度裝置，濕度裝置、噴淋水裝置、測試裝置、試驗基墻等部分組成，能夠自動控制和記錄試驗過程中試樣溫度、箱內空氣濕度、噴淋水流水等試驗參數。試驗基墻為混凝土墻體，厚度不小于100mm，試驗基墻尺寸應與箱體開口部位外框尺寸一致，不宜超出箱體外框，并可牢固安裝在箱體上，試驗基墻應能重復使用，混凝土強度不應低于C25，試驗墻面左側有一個洞口，洞口深度應為30～50mm，洞口尺寸應滿足要求，主要為模擬外墻門窗洞口的做法，門窗洞口處應加強處理，提高角部抗開裂性。

4.2 試樣制備、養護及試驗過程

在基墻上制備長寬不小于2m×2.5m、面積不小于6m2的外保溫系統試樣，試樣應按照生產廠家說明書規定的系統構造和施工方法進行制備，材料試樣應按照產品說明書規定制備。在試驗室標準環境條件下養護28d。養護完成后，對試樣進行80次熱雨循環+5次熱冷循環+15次凍融循環。每種循環完成一定的次數后觀察試樣面層是否出現裂縫、粉化、空鼓、剝落等狀況，并記錄出現的位置和尺寸。

4.3 檢查測試

試樣完成循環后放置7d，檢查并記錄試樣的外觀情況，試樣出現裂縫、粉化、空鼓、剝落等現象視為試樣破壞。在完成外觀檢查的試樣上進行拉伸粘結強度和系統抗沖擊性的測定。

5 對外保溫系統耐候性試驗的總結

保溫系統耐候性試驗一般至少歷時3個月，過程中要嚴格控制試驗箱體溫度、濕度、淋水量、水溫及樣品的狀態調節時間[3]。保溫系統產品有些問題必須經過長時間耐候性檢驗才能暴露出來。檢測過程中發現耐候性不符合要求的主要原因為防護層出現滲水裂縫、系統拉伸粘結強度和抗沖擊性能下降較多。出現具體情況：有廠家產品模塑聚苯板外保溫系統經過耐候性檢驗后，系統拉伸粘結強度和抗沖擊性能下降較多；有廠家產品勻質板外墻外保溫系統試樣洞口處的加強措施處理不當，洞口邊緣飾面層出現細小的裂縫；導致保溫層呈現潮濕狀態。

有專家認為耐候性試驗耗材大、周期長、成本高、檢測效率低，對檢測單位和生產單位都很不利[4]。建議對該項目的試驗方法進行改進，主要為縮小試樣的尺寸，在不改變試驗機的情況下，一次能夠進行多個試樣的檢測。本人認可這一觀點，因為現在的試驗尺寸和縮小后的尺寸在長期溫度應力的作用下區別很小，沒有必要要求外保溫系統試樣面積不小于6m2。因外墻保溫系統的主要有導熱和輻射兩種傳熱方式[5]，故建議可在熱雨循環、熱冷循環、凍融循環中加入輻射環節，試驗箱中安裝一定輻照度的熒光紫外燈作為為光源，模擬太陽輻射強度和紫外線對保溫系統耐候性的影響。

6 結語

保溫系統的耐候性試驗周期長、成本高。具體工程并不需要進行外保溫系統耐候性的試驗，耐候性屬于保溫系統型式檢驗的參數之一，主要針對保溫材料生產廠家的產品做出。檢測單位有責任嚴格按照規范進行試驗，對生產廠家的產品耐候性能做出客觀公正的評價，可為該保溫系統是否推廣應用提供參考依據。因此具有十分主要的意義。