淺談外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料

趙海榮

淺談外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料

趙海榮

本文就當(dāng)前我國(guó)常用的外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料加以論述。在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開(kāi)發(fā)和利用，從而使建筑節(jié)能真正得以實(shí)施。

建筑材料 建筑節(jié)能

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家每年要為新建和改建的建筑消耗幾十億噸木材、磚石等材料，造成森林的過(guò)度砍伐，帶來(lái)大量土地破壞，大大破壞了自然環(huán)境。因此，建筑節(jié)能刻不容緩。建筑節(jié)能即是在建筑中合理使用和有效利用能源，不斷提高能源利用能源。即是 “提高建筑中能源利用率”。

建筑節(jié)能是貫徹國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。建設(shè)部在1995年頒布了《城市建筑節(jié)能實(shí)施細(xì)則》等文件，把《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

在這樣一系列的節(jié)能政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性條文的指導(dǎo)下，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，并引進(jìn)開(kāi)發(fā)了許多新型的節(jié)能技術(shù)和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國(guó)目前的建筑節(jié)能水平，還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。所以建筑節(jié)能還是本世紀(jì)我國(guó)建筑業(yè)的一個(gè)重要的課題。

在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，而外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。

外墻保溫技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類。但內(nèi)保溫會(huì)多占用使用面積，“熱橋”問(wèn)題也不易解決，容易引起開(kāi)裂，且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。因此，在此僅重點(diǎn)闡述外墻外保溫技術(shù)及其相關(guān)節(jié)能材料。

外墻外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。與內(nèi)保溫相比，技術(shù)更合理，有其明顯的優(yōu)越性。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的壽命，有效減少了建筑結(jié)構(gòu)“熱橋”，增加建筑的有效空間?？偟膩?lái)說(shuō)，有以下優(yōu)勢(shì)：

一是保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物壽命。采用外保溫技術(shù)，由于保溫層置于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，緩沖了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力，避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞，減少了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。

二是基本消除“熱橋”的影響?！盁針颉敝傅氖窃趦?nèi)外墻交界處、構(gòu)造柱、框架梁、門窗洞等部位，形成的散熱的主要渠道。外保溫既可以防止“熱橋”部位產(chǎn)生結(jié)露，又可以消除“熱橋”造成的熱損失。

三是使墻體潮濕情況得到改善。一般情況下，只要保溫材料選材適當(dāng)，在墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，故無(wú)需設(shè)置隔汽層。同時(shí)采取外保溫措施后，結(jié)構(gòu)層的整個(gè)墻身溫度提高了，降低了它的含溫量，因而進(jìn)一步改善了墻體的保溫性能。

四是有利于室溫保持穩(wěn)定。外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí)，墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸引或釋放熱量，故有利于室溫保持穩(wěn)定。

五是便于舊建筑物進(jìn)行節(jié)能改造。采用外保溫方式對(duì)舊房進(jìn)行節(jié)能改造，最大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需臨時(shí)搬遷，基本不影響用戶的室內(nèi)生活和正常生活。

六是可以避免裝修對(duì)保溫層的破壞。在裝修中，內(nèi)保溫層容易遭到破壞，外保溫則可以避免發(fā)生這種問(wèn)題。

七是增加房屋使用面積。由于外保溫技術(shù)保溫材料貼在墻體的外側(cè)，其保溫、隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫，可使主體結(jié)構(gòu)墻體減薄，從而增加每戶的使用面積。

1 目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。

1.1 外掛式外保溫

該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層，最后加做裝飾面。

1.2 EPS鋼絲網(wǎng)架板現(xiàn)澆混凝土外墻保溫

該技術(shù)是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內(nèi)置于外墻外側(cè)的建筑模板內(nèi)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。

1.3 聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫

該施工技術(shù)簡(jiǎn)便，可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可，避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過(guò)厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)該技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較，在達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價(jià)。

2 外墻保溫節(jié)能材料

節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護(hù)或者熱工設(shè)備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復(fù)合體。外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護(hù)，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。

2.1 絕熱材料的性能

絕熱，就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞，因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導(dǎo)熱系數(shù)。

從材料的組成上看，一般有機(jī)高分子的導(dǎo)熱系數(shù)都小于無(wú)機(jī)材料；非金屬的導(dǎo)熱系數(shù)小于金屬材料；氣態(tài)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小于液態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)小于固體。所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量使用有機(jī)高分子材料或無(wú)定形的無(wú)機(jī)材料，這對(duì)于保溫絕熱是有利的。

從材料的結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)材料的表觀密度降低、孔隙率增大，材料內(nèi)部的孔隙為大量封閉的微小孔時(shí)，材料的導(dǎo)熱系數(shù)是比較小的。對(duì)于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求其最佳的表觀密度為16～40kg/m3。

由于孔隙的存在，材料在潮濕的環(huán)境下，不可避免地要吸水，而水的導(dǎo)熱系數(shù)（0.5815W/m·K）比靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（0.0233W/m·K）要大很多，因此，當(dāng)環(huán)境濕度增大時(shí)，材料的平衡含水率增大，材料的導(dǎo)熱系數(shù)將會(huì)降低。所以作為保溫絕熱材料，材料自身的吸濕率要盡量低，如不可避免時(shí)，要對(duì)材料進(jìn)行憎水處理或用防水材料包覆。另外，保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載，具有與使用環(huán)境相一致的機(jī)械強(qiáng)度。其粘結(jié)性能要好，還得有小的收縮率及與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。

2.2 常用的保溫絕熱材料

能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節(jié)能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板 （EPS及XPS）、巖（礦）棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。

巖（礦）棉和玻璃棉統(tǒng)稱為礦物棉，它們都屬于無(wú)機(jī)材料。巖棉不燃燒，價(jià)格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時(shí)還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質(zhì)量?jī)?yōu)劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強(qiáng)度也低，耐久性比較差。

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無(wú)數(shù)封閉微孔的材料。其表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸水率低，隔音性能好、機(jī)械強(qiáng)度高，而且尺寸精度高，結(jié)構(gòu)均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有非常優(yōu)越的絕熱性能，它的導(dǎo)熱系數(shù)之低（0.025W/(m2·K)）是其他材料所無(wú)法與之相比的。同時(shí)其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能，由于不需要額外的絕緣防潮，簡(jiǎn)化了施工程序，降低工程造價(jià)。但因其價(jià)格較高、而且易燃，這就限制了它的使用。

聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆?？梢圆捎霉I(yè)品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經(jīng)機(jī)械破碎后的顆粒，這對(duì)于防制白色污染、保護(hù)環(huán)境十分有益的。但此種保溫材料吸水率較其他材料為高，使用時(shí)必須加做抗裂防水層。抗裂防水保護(hù)層材料由抗裂水泥砂漿復(fù)合玻纖網(wǎng)組成，可長(zhǎng)期有效控制防護(hù)層裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快，是節(jié)能工作的重點(diǎn)。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不可分的，建筑節(jié)能必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ)。節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開(kāi)發(fā)和利用，從而真正地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。