土建建筑外墻施工中的保溫節能技術探析

王茂林

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

保溫材料是高層民用建筑落實節能環保的重要建筑材料，所以國內外的建筑行業對其進行了深入探究，旨在通過保溫材料的應用減少建筑能源消耗，進而減少對環境造成的污染。而墻體保溫分為內墻體保溫與外墻體保溫兩種，但若是采用內墻體保溫的話，室內面積就會減少，而且外觀也會受到影響。所以，外墻體保溫材料的應用成為國內外建筑行業研究和應用的重點。

1 外墻外保溫節能技術及施工工藝應用概述

1.1 具有較為廣泛的使用范圍

外保溫既適用于隔熱地區的建筑，起到較好的隔熱效果，又適用于保溫地區建筑，能起到較高的保溫效果。外保溫不僅適用于新建筑，而且適用于現有建筑節能改造，具有顯著的保溫效果。從建筑材料的鋪設情況來看，節能技術選擇的材料鋪設區大多在建筑外墻。節能材料具有保溫效果好、質量輕等優勢，在外墻保溫施工中使用輕薄的保溫材料，不僅能夠減少工程量，而且可以獲得高效節能效果[1]。

1.2 具有保護主體結構、提高結構耐久性、延長建筑壽命的作用

將保溫層設置在建筑外墻外側，能夠有效減少溫度、濕度等因素對建筑主體結構的負面影響。而建筑外墻運用外保溫技術，能夠有效提高建筑主體結構應力的穩定性，緩沖因溫度變化導致結構變形產生的應力，從而延長建筑結構的使用壽命。

1.3 具有提高保溫性能的作用

在建筑工程施工中，結構保溫性是必須達到的施工要求之一。傳統建筑施工只注重結構的實體質量，而不注重保溫效果，使得建筑結構的室內溫度平衡效果較差：夏季陽光照射，墻體溫度高，室內熱量不易散發；冬季溫度低，室內熱量散發快；使用暖氣、空調等設備，夏季冷氣、冬季暖氣散發快，保持恒溫時間短，造成極大的能源浪費。外保溫能讓建筑物內的溫度保持平衡，這樣夏季陽光照射墻體時，墻體的溫度就不會太高；在冬季，保溫層就跟棉衣一樣保暖；夏、冬季節的空調、暖氣就可以少用一點，起到節能環保的效果。

2 建筑外墻有機保溫材料的種類與特點

2.1 PU

PU 是由多異氰酸酯和多元醇反應制成的聚氨基甲酸酯。聚氨基甲酸酯泡沫最早出現于20 世紀中葉，由德國建筑行業研究人員研發而成，最開始的聚氨基甲酸酯泡沫的原料為：多元醇和二異氰酸酯。隨著時代的發展，聚氨基甲酸酯泡沫的原料變為了異氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇、穩定劑、催化劑、發泡劑等。在長時間的應用中發現，聚氨基甲酸酯泡沫的優點在于隔音效果好、隔熱性強、防水性能較高、耐油性強、耐磨性強[2]。與其他高層民用建筑外墻有機保溫材料相比，聚氨基甲酸酯泡沫是最好的合成材料。在高層民用建筑中，常用的聚氨基甲酸酯包括澆筑聚氨酯、噴涂聚氨酯、聚氨酯泡沫板等。聚氨基甲酸酯泡沫最大的特點就是熱導率低。聚氨基甲酸酯泡沫在高層民用建筑中廣泛應用之前，研發人員進行了實踐、探究，發現在沒有進行阻燃處理的情況下，硬質聚氨基甲酸酯泡沫氧指數不足1/5，倘若遇到了火災還會釋放一氧化碳等毒性較大的氣體。為解決這一問題，相關工作人員對其進行了深入研究，發現制作聚氨基甲酸酯泡沫塑料時加入2:1 的膨脹阻燃劑可將硬質泡沫阻燃性提高；制作聚氨基甲酸酯泡沫塑料時加入磷酸三苯酯及氫氧化鋁，并按照1:5 的比例進行添加，可使硬質泡沫塑料氧氣數值最大化；倘若把蒙脫土進行化學改性，可將聚氨基甲酸酯泡沫塑料的抗燃燒性能提高[3]。

2.2 PF

PF 簡單來說就是泡沫類塑料，組成部分包括表面活性劑、固化劑、不燃填料、酚醛樹脂等。相較于聚氨基甲酸酯，泡沫類塑料的優勢在于：氧指數較高，耐火性較強。在實踐中發現，高層民用建筑外墻保溫材料中如果應用了酚醛樹脂，那么其就可以在高溫下長期運行，且其可承受瞬間溫度為300℃。酸醛樹脂泡沫由分子結構構成，且有較多粉狀物，所以其特點為粉化度較高、脆性較大。為了解決這些特點給高層民用建筑帶來的不良影響，相關工作人員對其進行深入探究，并總結出了幾種增強酸醛樹脂泡沫材料韌性的途徑：①在酸醛樹脂泡沫材料中添加增韌劑。②把苯酚合成樹脂換成改性苯酚。③利用化學反應增加酸醛樹脂泡沫材料的韌性。通過長時間的實踐發現，將苯酚合成樹脂換成改性苯酚的增韌效果是最好的。此外，相關學者、專家還通過研究發現，將聚氨酯預聚體應用于酸醛樹脂泡沫中可將其熱性增強，且酚醛樹脂泡沫中的聚氨酯預聚體的含量為9%時，其物理性能可以最大限度發揮出來。具體而言，聚氨酯聚體在酸醛樹脂泡沫中會產生的反應有擴鏈、交聯反應，一種是多羥基化合物和異氰酸酯基團產生的反應，一種是羥甲基和異氰酸酯基團產生的反應。而這兩種反應都可直接對酸醛樹脂泡沫材料中的分子結構造成影響，使其韌性得到有效提高。

2.3 EPS

EPS 通俗來講就是模塑聚苯乙烯泡沫，其基本原料為聚苯乙烯顆粒，將其預發泡加熱之后倒入相關模具中，進而制作出泡沫塑料板。一般情況下，模塑聚苯乙烯泡沫分為兩種，一是阻燃型，二是普通型。其最大的特點就是性價比高、容易進行加工、吸水性較弱、導熱性小、密度小等，但其對溫度有著較高要求，即：不能高于75℃。也就是說，模塑聚苯乙烯泡沫在遇到火的時候容易燃燒起來，且氧氣指數較低。為解決這一問題，相關學者、專家進行了深入研究，研究出了多種阻燃方法。比如：黏土阻燃、本體阻燃、鹵系阻燃、無機阻燃、膨脹阻燃、磷系阻燃等。本體阻燃簡單來說就是把一些化學元素添加到聚苯乙烯分子鏈上，進而達到阻燃這一目的。而鹵系阻燃雖然有較高的阻燃效率，但是燃燒過程中會出現很多煙霧、有毒氣體。隨著時代的發展，全球變暖給人類可持續發展帶來阻礙，人們逐漸意識到了保護環境的重要性，且國家推出了相應的環保措施、政策，所以鹵系阻燃被明令禁止了。無機阻燃及膨脹阻燃是當前在模塑聚苯乙烯泡沫中應用較為廣泛的阻燃方式[4]。因為三聚氰胺、聚磷酸銨、季茂四醇這些物質可以在面臨高溫的時候形成保護屏障，且其可將可燃氣體、可燃煙霧的排放量降到最低。此外，如果把氧化鎂和氫氧化鋁與無機阻燃改性劑結合在一起進行使用，可達到更好的阻燃效果。

3 建筑外墻保溫節能技術在建筑施工中的應用要點

3.1 建筑外墻的基層處理要點

在進行建筑外墻保溫施工之前，需要先對建筑外墻進行基層處理，尤其是建筑外墻的清潔度和平整度，必須達到較高水平，才能避免建筑外墻的雜質、油污或坑洼部分對建筑外墻產生影響。在處理時需要選擇適合的清潔劑，確保清潔能夠達到技術要求，清潔后還需要對墻面的干燥情況進行檢測，達到建筑外墻保溫施工標準后再進行施工。處理時還需要充分了解環境因素的影響，包括溫度、濕度和光照。

3.2 節能材料的合理選擇要點

節能材料的選擇要點如下：①在運用該技術時，需要選擇粉末狀的聚合物，并且按照一定的比例將各個材料進行混合，這樣才能使這些材料得到更好的應用。②需要將相似度較高的各類聚合物融合在一起，混合比例越高，其粉末狀聚合物和液體之間的攪拌比例也就會越高。③當水泥等材料組合成聚合物的時候，需要將這種防水類聚合物歸為一類，這樣就有助于提高建筑外墻防水和保濕的性能，在施工中也可以多采用具有這種性能的材料提高建筑物的整體質量。

3.3 保溫質量的科學把控要點

建筑物的外墻保溫節能技術具有非常強的專業性，在建筑物外墻的施工中要注意以下4 點：①在對建筑物的外墻進行施工時，需要采用無網施工的方式提升建筑物的總體質量。②為了更好地提升建筑外墻的保溫板粘度，應盡可能保持建筑外墻的穩定性，以有效避免建筑外墻因為溫度過高或過低而破裂。③為更好地保護建筑物的門窗，應選擇合適的工具進行施工。④當墻體出現裂縫后，需要及時采取相應的措施。

3.4 應用BIM 技術設計排布

在建筑外墻外保溫系統施工前，施工單位可以運用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術做好設計排布工作，為實際施工提供指導和支持，最大限度地避免現場開槽，減少人為因素對設計排布工作的影響，從而達到綠色施工效果。在外墻外保溫系統中，水是導致薄抹灰的根本因素，但不會影響保溫材料的性質。在實際施工中，施工人員做好密封處理即可。由于外墻外保溫系統使用的材料比較先進，施工工藝也比較先進，而施工人員和施工經驗比較缺乏，在全新的驗收標準下，制作現場工藝樣板勢在必行。因此，在建筑外墻外保溫系統節能技術應用中，施工人員應充分利用BIM 技術，提前做好工藝樣板的設計工作，為施工的順利進行提供保障。

3.5 合理把控施工漿料配比和保溫層施工要點

在聚苯顆粒保溫層施工前，施工人員應先用專用界面劑對基層墻體進行處理，再配制膠粉聚苯顆粒保溫漿料，然后把水倒入攪拌機內，再將膠粉料倒入，等攪拌3min 后，再將聚苯顆粒倒入，攪拌均勻。將漿料靜置5min 后，再次攪拌5min，就可以著手施工了。該漿料應根據實際需求配置和攪拌，每次配置的漿料需要在3h 內用完，而且不可使用人工攪拌。在配制抗裂砂漿時，施工人員可以將水泥、中沙和抗裂防滲劑按照1:4:0.8的重量比進行配制，將其放入砂漿攪拌機中充分攪拌。在攪拌時，施工人員可以先將抗裂防滲劑與中沙放入攪拌機，待充分攪拌后再倒入水泥、水繼續攪拌，持續3min 左右。抗裂砂漿應一次配好，中間不可隨便加水，確保中沙處于干燥狀態，并且需要在配制完成后的2h以內使用完。施工人員在保溫層抹灰施工中應按照自上而下的順序，以確保抹平壓實。分層涂抹的時間間隔通常為一天以上，待保溫層厚度到達沖筋面時，需要使用大杠刮平，然后使用抹子抹平壓實。在進行第一遍涂抹時，施工人員應將保溫層的厚度控制在20mm 左右，從陰角處自外而內進行涂抹，不可來回拉抹。涂抹表面應呈現魚鱗狀，用手試著按壓保溫層表面，當按不動時再進行第二遍涂抹施工，大概24h 后再進行保溫漿料的配制，配制過程中不可隨意加水。施工人員應將第二層保溫層的厚度控制在10mm 左右，以符合設計標準要求。保溫層的表面需要用大杠搓平，將平整度控制在4mm 左右，7d 后再進行保護層的施工。

3.6 合理粘貼復合保溫板材料

固定施工要點復合保溫板材料種類繁多，保溫隔熱效果好，如復合水泥發泡板、復合巖棉保溫一體板等，施工前應先進行基層處理。當基層墻體為混凝土、加氣混凝土砌塊、砂加氣砌塊時，其表面應涂刷專用界面砂漿，然后用1:3 防水砂漿做找平層，平整度應控制在4mm 以內，強度、平整度驗收符合要求后，再進行外墻復合保溫板施工。保溫板應上下錯峰，拼縫應平整密實。保溫板施工應提前合理排布，邊角保溫板尺寸不得小于正常保溫板的1/3，否則黏結不牢，易脫落。復合保溫板黏結應采用專用黏結砂漿，保溫板表面應滿鋪黏結砂漿且黏結牢固，再輔以錨固釘固定。錨固釘通常打在保溫板接縫位置，以使保溫板牢固、不易脫落。根據層高的不同，錨固釘的數量設置也不同，一般高層建筑20m 以上每平方米不少于7 個錨固釘，20m 以下每平方米不少于5 個，局部可根據實際情況增加錨固釘數量。有效錨固釘長度應符合規范要求，通過拉拔試驗來檢測。為了加強保溫板材料牢固不脫離，施工人員應在樓層結構梁位置每三層設置一道水平通常角鋼托架，用膨脹螺栓固定，配合錨固釘使用，加固保溫板不下沉。錨固釘應設置在第一遍抹面砂漿及其所壓網格布表面，用塑料圓盤的平面將其擰壓到抹面抗裂砂漿中。抹面砂漿應至少兩遍，厚度應按不同復合保溫材料的要求嚴格加以控制，如復合水泥發泡板應兩遍抹面砂漿、兩道加強網，每遍抹面厚度不小于3mm。抹面砂漿厚度不足不僅會在外墻裝飾完成后留下印痕，影響美觀，而且會因季節交替產生凍融，造成保溫板脫落。因此，施工人員應嚴格控制保溫施工質量。

4 結語

土建建筑外墻的保溫節能技術具有較強的應用意義，應該加強這項技術的全面應用。對于施工團隊來說，應該先對土建建筑工程展開全面分析與探索，明確外墻保溫節能技術的應用細節內容，并明確施工工藝流程，安排好各個施工環節的具體技術和方法。在這個過程中，施工團隊也要制定全過程動態質量控制體系，保證外墻保溫節能技術可以取得預計效果，在土建建筑工程中取得較為突出的節能與環保效益。