墻體保溫的應(yīng)用及前景展望

郭鵬 楊毅哲杜書廷

（1.華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院 河南鄭州 450045 2.許昌學(xué)院土木工程學(xué)院 河南許昌 461000）

近年來，隨著我國對(duì)墻體的節(jié)能減排的關(guān)注以及對(duì)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，人們一直在追求密度低、隔聲效果好、熱工性能好的材料和具有更好的節(jié)能保溫效果的施工技術(shù)來用于墻體保溫。這些建筑墻體材料與節(jié)能保溫技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用過程中中取得了較好的效果，改善了我國建筑行業(yè)耗能嚴(yán)重的現(xiàn)狀，加大了對(duì)各種能源的合理使用，滿足了建筑施工綠色環(huán)保的需求。

1 外墻外保溫

外墻外保溫適用范圍廣泛，而且可以通過保護(hù)主體結(jié)構(gòu)從而增長建筑物的壽命，同時(shí)有助于保持室溫穩(wěn)定，改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，提高墻體的防水和氣密性，改善墻體根部易潮濕的狀況，基本上消除了熱橋的危害，也便于以后對(duì)既有建筑物的節(jié)能構(gòu)造。目前國內(nèi)使用較普遍、技術(shù)上較成熟的外保溫構(gòu)造形式包括以下幾種構(gòu)造。

1.1 保溫板薄抹灰系統(tǒng)

作為國內(nèi)外使用最普遍、技術(shù)上最成熟的外保溫系統(tǒng)，保溫板薄抹灰系統(tǒng)主要有聚苯板（EPS）薄抹灰外保溫體系、擠壓聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、硬泡聚氨酯板（PUR）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、巖棉板薄抹灰外保溫系統(tǒng)等。構(gòu)造形式主要由粘結(jié)砂漿、保溫板材、金屬或塑料錨栓、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、抗裂砂漿及飾面材料構(gòu)成。其中針對(duì)不同的地區(qū)以及施工要求，保溫板材的材料選擇不盡相同。

其中，EPS板使用環(huán)戊烷作為發(fā)泡氣體，導(dǎo)熱系數(shù)一般不大于0.038W/（m·K），導(dǎo)熱系數(shù)不隨時(shí)間改變。多孔的結(jié)構(gòu)可以起到吸收熱濕應(yīng)力，在較惡劣的氣候條件下，即使材料中出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)結(jié)冰，材料的結(jié)構(gòu)也不會(huì)破壞，而且化學(xué)性能穩(wěn)定，不降解，耐久性好；XPS板在國內(nèi)外保溫中用量僅次于EPS板，XPS板導(dǎo)熱系數(shù)低于EPS板，用于保溫層時(shí)可提高密實(shí)度，硬度比EPS板大且表面平整致密，有利于薄層制品的施工作業(yè)[1]。整體性較好，其抗風(fēng)壓能力強(qiáng)和面層荷載力大，因此更適合于高層建筑和粘貼面磚的建筑；PUR板是以阻燃型硬泡聚氨酯為芯材，雙面有界面層或進(jìn)行界面處理，在工廠預(yù)制成型的保溫板，具有優(yōu)異的保溫隔熱性，且耐候性良好，不會(huì)變形。

巖棉板與上述保溫板材存在差別，巖棉板是無機(jī)保溫板的代表。巖棉板薄抹灰系統(tǒng)通過粘結(jié)劑將巖棉板固定在基層墻體上，并通過錨栓輔助固定，巖棉板兩表面都做界面處理，保證易于粘結(jié)以及后期的抹面層施工。巖棉板較有機(jī)保溫板材，具有良好的保溫、隔熱、隔聲以及吸聲的性能且導(dǎo)熱系數(shù)小、不燃燒、容重輕、適用廣泛、使用周期長。

1.2 混凝土現(xiàn)澆保溫板系統(tǒng)

混凝土現(xiàn)澆保溫板系統(tǒng)即在施工階段將聚苯板與墻體鋼筋共同錨固形成整體，然后與混凝土墻體一起澆筑成型。從構(gòu)造形式來看可以分成兩種方式：有網(wǎng)體系和無網(wǎng)體系。有網(wǎng)體系是通過聚苯板的斜插鋼絲焊接，形成三維空間的保溫板。無網(wǎng)體系是將聚苯板背面加工成凹凸不平的槽狀形的保溫板，然后中間穿插尼龍錨栓。有網(wǎng)體系和無網(wǎng)體系適用于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系建筑和框架異型柱建筑，其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土，同無網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)相比，有網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)由于鍍鋅鋼絲通過EPS板時(shí)會(huì)形成熱橋，其保溫效果要低于無網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)。但是由于鍍鋅鋼絲通過EPS板固入混凝土中，加強(qiáng)了同混凝土墻柱拉結(jié)作用，對(duì)建筑物起到了很好的保護(hù)作用，延長了建筑物使用壽命。

1.3 外墻外保溫裝飾一體化系統(tǒng)

建筑外墻外保溫裝飾一體化技術(shù)是在現(xiàn)有的外保溫技術(shù)基礎(chǔ)上，通過在工廠機(jī)械化擠壓將一種或多種保溫材料與外裝飾面層擠壓在一起，形成保溫裝飾一體化板。其施工過程中與傳統(tǒng)的外墻外保溫有所不同，由于板材集保溫和裝飾兩種功能，在用于粘結(jié)的施工工藝時(shí)，不需再進(jìn)行外表面的抹灰，但在粘結(jié)結(jié)束后需要對(duì)特殊部位進(jìn)行處理并打密封膠。此外，用混凝土澆筑時(shí)，前期應(yīng)安裝外墻鋼筋骨架，然后進(jìn)行保溫板的安裝、拼接固定以及鍍鋅鋼絲網(wǎng)加固，安裝模板時(shí)保證穿墻螺栓緊固校正，連接嚴(yán)密，防止出現(xiàn)錯(cuò)位和漏漿，并對(duì)混凝土部分部位進(jìn)行增強(qiáng)防水施工。

外墻保溫裝飾一體化技術(shù)板材采用工廠化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量保證，防火性能好，阻燃性能可達(dá)到B1級(jí)，達(dá)到高層建筑防火要求；施工時(shí)減少濕作業(yè)，施工對(duì)周圍環(huán)境干擾小，減少了現(xiàn)場管理費(fèi)用；裝飾風(fēng)格效果多樣化，外裝飾面層可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行工廠訂做，使用涂料、金屬鋁板和其他柔性面磚等；適用地區(qū)范圍廣泛，還可以根據(jù)所在地區(qū)的氣候進(jìn)行材料的選取，整體性好，使用壽命長。

2 外墻內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫是將保溫材料復(fù)合在承重墻內(nèi)側(cè)，對(duì)保溫材料強(qiáng)度要求較低，技術(shù)性能要求低于外墻外保溫，造價(jià)也相對(duì)較低。目前國內(nèi)外墻內(nèi)保溫的主要構(gòu)造形式是將苯板、保溫砂漿等保溫材料粘結(jié)或涂抹于墻體內(nèi)側(cè)，從而使建筑物達(dá)到保溫節(jié)能的作用[2]，具體有以下兩種構(gòu)造形式。

2.1 增強(qiáng)粉刷石膏聚苯板外墻內(nèi)保溫

石膏砂漿按照體積比4：1摻配粘接石膏與建筑中砂，加水后充分拌和到合適稠度，然后粉刷在已經(jīng)粘結(jié)充分的聚苯板表面，保證平均厚度8～10mm，待干燥后用網(wǎng)格布粘結(jié)劑在抹灰層表面粘結(jié)網(wǎng)格布，粘接劑凝固硬化后，即可在網(wǎng)格布上滿刮耐水膩?zhàn)印Ｕ麄€(gè)操作工藝簡單可行，同時(shí)又可以保證室內(nèi)的整體熱環(huán)境的穩(wěn)定。

2.2 膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻內(nèi)保溫

膠粉聚苯顆粒保溫砂漿是通過將聚苯顆粒和適當(dāng)膠粉加水后經(jīng)過機(jī)械化攪拌均勻后形成保溫漿體材料。施工時(shí)在基層墻體材料上通過人工多次粉刷涂抹從而形成保溫層，與其外墻做法基本相同。待保溫層完成后，抹一層抗裂砂漿，厚度3～4mm，然后壓入纖維網(wǎng)格布，以增強(qiáng)其抗裂能力，待24h后再涂抹抗裂柔性膩?zhàn)印Ｔ撓到y(tǒng)采用現(xiàn)場抹灰工藝，材料和易性好，易操作，施工效率高，材料成型后整體性能好。

3 其他形式保溫

3.1 夾芯保溫

夾芯保溫體系是指將保溫材料設(shè)置在外墻中間形成保溫層，同時(shí)內(nèi)部和外部設(shè)置內(nèi)頁墻和外頁墻。根據(jù)其構(gòu)造形式可以分為填充式夾芯保溫和現(xiàn)場澆筑夾芯保溫。填充式夾芯保溫是在內(nèi)外墻中間放入保溫板材，并保證填充嚴(yán)密，避免內(nèi)部不密實(shí)而形成空氣對(duì)流。現(xiàn)場澆筑夾芯保溫墻時(shí)需先綁扎好墻體內(nèi)外兩道鋼筋，然后把擠塑泡沫板固定在墻體內(nèi)外墻鋼筋之間的適當(dāng)位置，進(jìn)行整體澆注，澆筑完成后形成夾芯保溫墻。夾芯保溫墻具有良好的耐久性和防火性，采用工廠預(yù)制可以縮短建造時(shí)間，施工過程方便，并能發(fā)揮墻體自身對(duì)保溫材料的保護(hù)作用，對(duì)提高墻體保溫阻熱性能有明顯作用。

3.2 墻體自保溫

墻體自保溫系統(tǒng)是指按照規(guī)定的建筑構(gòu)造，采用綠色節(jié)能型墻體材料及相應(yīng)的砂漿，并確保墻體熱工等物理性能指標(biāo)滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。其整個(gè)系統(tǒng)包括填充墻和梁柱部分構(gòu)造，系統(tǒng)構(gòu)造應(yīng)符合相關(guān)砌體的技術(shù)要求。該技術(shù)構(gòu)造基本采用無機(jī)材料，防火性和耐久性好、安全性高，可以與建筑物同壽命，同時(shí)減少了保溫層施工工序，節(jié)省成本。常見的自保溫墻體材料有蒸壓加氣混凝土砌塊、節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心砌塊、陶粒混凝土小型空心砌塊。其中蒸汽加壓混凝土砌塊主要用于框架結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑的外墻填充和內(nèi)墻隔斷，燒結(jié)頁巖空心砌塊和陶粒混凝土小型空心砌塊適用民用建筑非承重外墻以及內(nèi)隔墻。

3.3 組合保溫

組合保溫構(gòu)造可以分為內(nèi)外組合保溫和外墻外保溫、自保溫、內(nèi)保溫共同作用的三組合保溫。組合保溫構(gòu)造兼顧建筑節(jié)能和防火的要求，采用水泥基膨脹玻化微珠保溫砂漿作為外保溫和內(nèi)保溫的材料，在保溫性能指標(biāo)要求不高的長江中下游得到了廣泛了應(yīng)用，特別是在上海地區(qū)。為了能夠滿足不斷提高的建筑節(jié)能要求，在組合保溫構(gòu)造的基礎(chǔ)上，通過提高墻體構(gòu)造自身保溫性能，構(gòu)建適合于磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的三組合保溫系統(tǒng)，其中磚混結(jié)構(gòu)的墻體采用具有保溫性能的淤泥保溫磚，框架結(jié)構(gòu)采用加氣混凝土試塊，通過詳盡的熱工計(jì)算和設(shè)計(jì)，可以基本消除無機(jī)保溫材料在內(nèi)保溫時(shí)容易產(chǎn)生內(nèi)部冷凝進(jìn)而降低保溫性的弊病，而且通過合理的組合設(shè)計(jì)可以滿足建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高并能夠在北方地區(qū)得到推廣應(yīng)用。

4 總結(jié)

我國地域廣闊，各地氣候條件差別很大，上述保溫形式在我國建筑保溫施工中都有不同程度的應(yīng)用，但是也存在很多不足。外墻外保溫要求材料要具有足夠的耐候性和耐久性，對(duì)體系的抗裂、燃燒性、透水、透氣、抗震和抗風(fēng)壓能力要求較高，目前市場上應(yīng)用廣泛的有機(jī)保溫材料，都存在防火隱患，巖棉雖然為無機(jī)材料，但由于巖棉的憎水性，應(yīng)用于外墻外保溫中極易形成空腔、粉化，易造成脫落等現(xiàn)象，失去應(yīng)有的保溫效果。外墻內(nèi)保溫則容易在熱橋部位產(chǎn)生潮濕、發(fā)霉和洇水的現(xiàn)象，內(nèi)保溫板材易產(chǎn)生裂縫，在四周和接縫部位的防水性和氣密性較差。對(duì)于夾心保溫來說，內(nèi)部易形成空氣流動(dòng)，內(nèi)外墻保溫兩側(cè)溫度不同影響墻體結(jié)構(gòu)性能，易出現(xiàn)墻面裂縫，抗震性能較差，施工也相對(duì)困難。

考慮到上述問題以及國家對(duì)各個(gè)地區(qū)建筑節(jié)能要求的不斷提高，市場上很大一部分建筑節(jié)能材料將無法獨(dú)立滿足墻體的保溫隔熱和節(jié)能要求。三組合保溫系統(tǒng)具有較高的防火性和安全性，通過用內(nèi)保溫層來取代傳統(tǒng)的抹灰層，墻體材料選用保溫性能優(yōu)異的自保溫砌塊或保溫磚，外墻的外保溫厚度根據(jù)相應(yīng)的外墻節(jié)能要求來選擇厚度。對(duì)于室內(nèi)來說，不會(huì)過多占用室內(nèi)面積，還會(huì)相對(duì)減少外墻保溫層厚度，既能保證墻體整體達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，又不會(huì)增加施工難度。此外，系統(tǒng)整合了外保溫、內(nèi)保溫和墻體自保溫的特點(diǎn)，更能適應(yīng)我國廣大地區(qū)的節(jié)能要求，還能一定程度上避免墻體結(jié)露的問題，應(yīng)成為我國墻體保溫的研究對(duì)象以及節(jié)能建筑保溫系統(tǒng)的發(fā)展方向。

[1]馮金秋.外墻外保溫發(fā)展現(xiàn)狀及建議[J].建設(shè)科技，2012（07）：22～27.

[2]顧天舒，謝連玉，陳 革.建筑節(jié)能與墻體保溫[J].工程力學(xué)，2006（S2）：167～184.