陳虎
武漢市水電測試中心 湖北武漢 430060
薄抹灰外墻外保溫作為一種隔熱技術,通過將保溫材料放置在主體包絡外部來實現隔熱目的。該技術是我國冬寒夏熱地區室外溫差大,能有效解決能源浪費問題的節能保溫技術的發展方向[1]。
外墻外保溫技術是在外墻主體圍護結構外側設置保溫材料,充分利用保溫材料的特性與功能。保溫材料設置在建筑外墻外側面,可以有效地阻斷室內外熱能交換,防止室內溫度因室外環境改變而發生較大的溫度變化,同時也保護主體結構溫度更加平穩。主體結構的溫度變化較低時,產生變形、裂縫的可能性也相對減小,主體結構的使用年限能夠得到顯著提升,這對建筑物的性能和使用壽命都有所保障[2]。
薄抹灰外墻外保溫系統基本構造一樣,均由粘結層、保溫層、抹面層和飾面層構成。目前成熟應用于薄抹灰外墻外保溫的材料主要是各類保溫板材,分為有機和無機兩類,兩類板材各有其特點和優劣。
(1)聚苯乙烯泡沫塑料板。聚苯乙烯泡沫板(聚苯乙烯泡沫板)根據成型工藝分為EPS(成型)聚苯乙烯板和XPS(擠出)聚苯乙烯板。使用成型聚苯乙烯微珠加熱預發泡性,在模具中加熱成型制成的閉孔結構使用溫度不超過75℃的聚苯板、擠出聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成分,添加少量添加劑,加熱擠出成型,制成的閉孔結構使用溫度不超過75℃的聚苯板。
EPS 板:導熱系數≤0.039(≤0.033)(w(MK))表觀密度18-22(kgm3);與板方向垂直的拉伸強度≥0.10ma;尺寸穩定性≤0.3%;吸收率(體積分數)≤3%;燃燒性能等級B1
XPS 板:導熱系數≤0.032(≤0.030)(w(MK))表觀密度22-35(kgm3);與板方向垂直的拉伸強度≥0.20MPa;抗壓強度≥0.20MPa;尺寸穩定性≤1.2%;吸收率(體積分數)≤1.5%;燃燒性能等級B1。
聚苯板具有密度小,導熱系數低,尺寸穩定好,吸水率低,粘結性強等優點。但其因組成成分為有機材料,在制作過程中需添加阻燃劑,使其燃燒性能等級達到難燃性B1 級。
(2)硬泡聚氨酯板和酚醛泡沫板。硬質聚氨酯板是熱固性材料硬質泡沫塑料(包括聚異氰尿酸酯硬質泡沫塑料和聚氨酯硬質泡沫塑料)在加工廠制造,雙面有界面層的隔熱板。酚醛泡沫板是指酚醛樹脂和甲醛的縮聚物質(如酚醛樹脂)與固化劑、泡沫劑、表面活性劑添加填充物等混合而成的多孔硬泡沫。
硬質泡沫聚氨酯板:導熱系數≤0.024(w(MK));表觀密度≥30(_)、kgm3);與板方向垂直的拉伸強度≥0.10ma;抗壓強度≥0.15MPa;尺寸穩定性≤1.0%;吸收率(體積分數)≤3.0%;燃燒性能等級B1。
酚醛泡沫板:導熱系數≤0.024(0.032)(w(MK))表觀密度≤35(kgm3);與板方向垂直的拉伸強度≥0.10ma;抗壓強度≥0.12MPa;尺寸穩定性≤1.0%;吸收率(體積分數)≤6.0%;燃燒性能等級B1。
硬泡聚氨酯板和酚醛泡沫板的基本性能指標接近,均具有質輕、保溫、吸水率低、尺寸穩定性好、粘接強度高特點,其燃燒性能同聚苯板相似,均要加入阻燃劑以達到難燃等級B1 要求[3]。
(1)巖棉板(條)。巖棉是以玄武巖和其他火成巖等天然礦石為主要原料,熔化到高溫后,用離心力制作無機纖維,適量添加熱固性樹脂膠和疏水性,通過壓榨、固定馬、切割等過程制作。
巖棉板(條):垂直于板面方向的拉伸強度≥7.5,10.0,15.0,80.0kpa;潮濕狀態下抗拉強度保持率(7d)8850%;導熱系數≤0.040(0.048)(w(MK))尺寸穩定性≤0.2%;質量吸濕率≤0.5%;燃燒性能等級A。
巖棉是一種質輕、導熱系數低、尺寸穩定好、吸水性低的不燃性保溫材料,但是其強度較低,因此在運用到薄抹灰外墻外保溫中時常常采用護角、托架等支撐防護措施以保證其與基層的粘結性能。
(2)泡沫玻璃板和膨脹珍珠巖板。泡沫玻璃板是堅硬的隔熱板,具有熔化的玻璃泡沫制成的閉合孔結構。膨脹珍珠巖板是以膨脹珍珠巖為主要成分,與非泡沫堿性無機膠凝材料、摻合劑等混合后,由壓力機、硬化生產過程制成的隔熱板。
膨脹珍珠巖板:密度≤250(300)(kgm3);導熱系數≤0.058(0.070)(w(MK))抗壓強度≥0.40MPa;抗彎強度≥0.20(0.25)MPa;與板方向垂直的拉伸強度≥0.10ma;燃燒性能等級A。
泡沫玻璃:密度98-168(kgm3);導熱系數≤0.045(0.058)(w(MK))抗壓強度≥0.50MPa;抗彎強度≥0.40(0.50)MPa;與板方向垂直的拉伸強度≥0.10ma;燃燒性能等級A。
泡沫玻璃板和膨脹珍珠巖板相比于同為無機保溫板材的巖棉,雖然其密度更大、導熱系數高,但其強度較巖棉高得多,因此在外墻外保溫運用中也占有一席之地。
從上述兩大類保溫材料的特性比較可以看出,有機泡沫塑料保溫板在質輕、導熱系數低、均質性等保溫方面具有明顯優勢;而無機保溫板材的優勢主要體現在燃燒性能上,而材料的阻燃性是防止火災,保障生命安全的一個重要前提。因此最理想的建筑外墻外保溫材料應是具有有機保溫材料的優越保溫性質和無機保溫材料的不燃性的綜合體,這也是保溫材料的一個發展方向。
隨著社會進步,科技發展,新型優質的薄抹灰外墻外保溫材料在建筑市場上不斷出現,種類繁多,廣泛應用,建筑節能效率不斷提升。我們在選擇保溫材料過程中,應根據設計要求、材料具體性能、成本的價格、作業技術以及當地環境等方面給予全方位的分析,并最之用選取相符合的保溫材料,以取得最佳社會和經濟效益。