淺談外墻保溫在節(jié)能中的技術(shù)應(yīng)用與不足

摘要：隨著世界能源利用的日趨緊張，絕熱材料在節(jié)能方面的意義也開始變得日漸突出，很多國家開始將絕熱材料列為繼核能、天然氣、石油、煤炭之后的第五大能源，外墻保溫技術(shù)主要是將保溫絕熱材料當(dāng)做是建筑節(jié)能的有效措施，本文主要針對外墻保溫在節(jié)能中材料種類、技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)等進(jìn)行了闡述，對其中的不足進(jìn)行了相關(guān)論述。

關(guān)鍵詞：墻外保溫 節(jié)能 材料 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0052-02

1 外墻保溫技術(shù)介紹

根據(jù)外墻保溫材料所放置的位置不同，將外墻保溫技術(shù)分為外保溫以及內(nèi)保溫兩種。

1.1 外墻內(nèi)保溫技術(shù)介紹

所謂外墻內(nèi)保溫技術(shù)，即在建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加上保溫層，從而起到隔熱御寒的作用。目前，主要的內(nèi)保溫技術(shù)包括增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯保溫板粉刷石膏、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板等。上述這些保溫技術(shù)具有施工方便快捷、造價(jià)低廉、保證施工速度、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上可以降低居室取暖的費(fèi)用，能夠讓房間在比較短的時(shí)間內(nèi)就加熱保溫。內(nèi)保溫技術(shù)是人們研究的比較早的，早在2001年，外墻保溫技術(shù)中絕大部分（90%以上）都是采用的內(nèi)保溫技術(shù)。

隨著人們生活水平的提高和對建筑物要求的不斷提高，內(nèi)保溫技術(shù)也逐漸暴露出了一些技術(shù)上的缺點(diǎn)。一是占用面積。消費(fèi)者非常關(guān)心房屋的使用面積，而內(nèi)保溫技術(shù)由于自身的特點(diǎn)，必須將保溫材料安裝于墻體內(nèi)側(cè)，這樣就增大了主題墻體的結(jié)構(gòu)厚度，減少了居住面積；二是墻體內(nèi)部也存在著溫度梯度。這樣的溫度不均一容易讓墻體的保溫板產(chǎn)生裂縫，讓結(jié)構(gòu)遭到破壞。受到季節(jié)以及晝夜溫差變化的影響，外墻體因?yàn)殛柟廨椛?、溫差變化等因素而隨之發(fā)生縮脹，但是同時(shí)，內(nèi)保溫板由于置于室內(nèi)，而受到外界因素的影響極小，幾乎不發(fā)生脹縮現(xiàn)象，這樣一來，外墻碰撞的狀況反復(fù)發(fā)生，內(nèi)墻保溫板因?yàn)殚L期處在一種不穩(wěn)定的環(huán)境中而容易產(chǎn)生裂縫。因此，外墻內(nèi)保溫技術(shù)中裂縫的產(chǎn)生是極為普遍的，若墻壁裂縫太大或者太多，則給后期的維修等帶來了很大的阻力。三是“熱橋”問題較為棘手。所謂熱橋，即在內(nèi)外墻的交界處、框架梁、構(gòu)造柱、門窗洞等地方構(gòu)成的主要散熱渠道。因?yàn)榛炷?、?dǎo)熱能力強(qiáng)的金屬等都處于維護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，同時(shí)，此處的熱流量又比其他部位高得多，因此，這些部位相對應(yīng)起到了傳熱橋梁的作用，被稱為熱橋。內(nèi)保溫技術(shù)中的熱橋是無法避免的，但是熱橋在起到傳熱作用的同時(shí)，也容易影響施工進(jìn)度、甚至導(dǎo)致開裂等現(xiàn)象的發(fā)生。四是內(nèi)保溫層也給居民對房屋的二次裝修帶來了極大的不便，在內(nèi)墻固定或者懸掛物件也會(huì)擔(dān)心破壞了內(nèi)保溫層的結(jié)構(gòu)。

因此，隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，內(nèi)保溫技術(shù)已經(jīng)逐漸不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，必然會(huì)被更為先進(jìn)的技術(shù)所取代。

1.2 外墻外保溫技術(shù)介紹

隨著外墻保溫技術(shù)的不斷發(fā)展，外墻外墻保溫技術(shù)得到了極大的發(fā)展，也滿足人們對外墻保溫的要求，為此受到了普遍的接受，應(yīng)用十分廣泛。這種技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：一是能夠保護(hù)建筑物主體結(jié)構(gòu)，讓建筑物的壽命得到延長。二是墻體內(nèi)部往往不會(huì)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，墻體潮濕的問題在一定程度上受到了控制。三是二次裝修不會(huì)對保溫層造成損害。四是節(jié)能效率得到了大幅度提升，降低了取暖的費(fèi)用。五是“熱橋”現(xiàn)象可以避免，開裂現(xiàn)象得到了很大的控制。六是對外保溫墻體來說，其起到蓄熱作用的結(jié)構(gòu)層位于墻體內(nèi)側(cè)，若室內(nèi)溫度等不夠溫度，墻體結(jié)構(gòu)層能夠隨之吸收或者釋放熱量，起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用。七是應(yīng)用范圍十分廣泛，無論是新建房還是舊房改造，都能夠使用，且不影響住戶的生活。無論是用于冬季取暖，還是夏季隔熱，都能發(fā)揮其應(yīng)有的功效。

2 外墻保溫節(jié)能材料

2.1 建筑絕熱材料的性能

所謂絕熱，就是要最大程度地限制熱流的傳遞，這就要求絕熱材料必須要具備小的熱導(dǎo)系數(shù)和大的熱阻，有機(jī)高分子的熱導(dǎo)系數(shù)一般是小于無機(jī)材料的，而非金屬的熱導(dǎo)材料一般又是小于金屬材料的，液態(tài)物質(zhì)的熱導(dǎo)系數(shù)相比較氣態(tài)物質(zhì)的熱導(dǎo)系數(shù)較大，相比較固態(tài)物質(zhì)的熱導(dǎo)系數(shù)又較小，在條件允許的情況下，一般還是建議使用無定形的無機(jī)材料以及有機(jī)的高分子材料，當(dāng)材料的孔隙率增大、表觀密度降低時(shí)，材料內(nèi)部的孔隙呈大量封閉的小孔，這時(shí)材料的熱導(dǎo)系數(shù)是比較小的。

2.2 常用的保溫絕熱材料

常用的保溫絕熱材料主要有巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、聚苯顆粒以及玻璃棉氈，這些材料有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是在材料的內(nèi)部都具有大量的封閉式的小孔，這些小孔的表觀密度都比較小，是作為保溫隔熱材料所必備的，玻璃棉和巖棉可以被統(tǒng)稱為礦物棉，它們都是屬于無機(jī)材料的范疇，其中巖棉的價(jià)格較低，不能被燃燒，不僅能夠滿足保溫隔熱的性能，而且還具有隔聲的效果，巖棉的質(zhì)量相差很大，對于那些保溫性能比較好的巖棉來說，其拉抗強(qiáng)度低，密度也低，但是耐久性比較差，而對于那些手感比較好的巖棉來說，對于改善工人的勞動(dòng)條件又有一定的積極意義。聚苯乙烯泡沫塑料結(jié)構(gòu)比較均勻，尺寸精度較高，機(jī)械強(qiáng)度高，隔音性能比較好，吸水率低，熱導(dǎo)系數(shù)小，表觀密度較小，在外墻保溫中應(yīng)用較為廣泛。

3 外墻保溫的應(yīng)用技術(shù)

3.1 外墻保溫技術(shù)在國外的應(yīng)用現(xiàn)狀

歐洲是世界上最早開始應(yīng)用外墻保溫技術(shù)的地區(qū)，到現(xiàn)在為止已經(jīng)有了40多年的應(yīng)用歷史，應(yīng)用最為廣泛的是聚苯板的薄抹面外墻保溫系統(tǒng)，聚氨酯外墻保溫系統(tǒng)、巖棉外墻保溫系統(tǒng)以及玻璃棉外墻保溫系統(tǒng)的應(yīng)用也比較廣泛，同時(shí)歐洲南部地區(qū)所使用的外墻保溫系統(tǒng)和北美地區(qū)所使用地自保溫外墻保溫系統(tǒng)也在這些地區(qū)被應(yīng)用。在歐洲，建筑物的外墻保溫系統(tǒng)是作為一個(gè)整體的系統(tǒng)被認(rèn)定，其系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制、組成材料、系統(tǒng)、施工要點(diǎn)、設(shè)計(jì)和構(gòu)造等方面。

3.2 外墻保溫系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用情況

20世紀(jì)80年代中期，我國開始研究和應(yīng)用外墻保溫系統(tǒng)，并且進(jìn)行了相應(yīng)的工程試點(diǎn)，國內(nèi)的一些研究單位和企業(yè)首先通過管道的工業(yè)保溫技術(shù)以及窯爐的改良來應(yīng)用于建筑物的節(jié)能，在這方面的技術(shù)研究主要有海泡石、復(fù)合硅酸鹽、珍珠巖與有機(jī)硅復(fù)合使用的外墻保溫砂漿，這些技術(shù)從20世紀(jì)的90年代初期就開始被應(yīng)用于一些寒冷地區(qū)的節(jié)能建筑當(dāng)中，但在應(yīng)用的過程中逐漸開始出現(xiàn)難以控制施工質(zhì)量、生產(chǎn)設(shè)備過于簡陋、生產(chǎn)控制不嚴(yán)格等問題，嚴(yán)重影響了工程的建設(shè)質(zhì)量，外墻保溫技術(shù)也逐漸開始退出北方的建筑節(jié)能市場，并且轉(zhuǎn)而南下，在一些夏熱冬暖或者是夏熱冬冷的地方開始應(yīng)用和宣傳。

3.3 外墻保溫技術(shù)未來的發(fā)展

我國的建筑外墻保溫技術(shù)近幾年來正在逐漸由北方的一些寒冷地區(qū)逐漸向夏熱冬暖和夏熱冬暖的地區(qū)推進(jìn)，墻外保溫技術(shù)不僅在居住的建筑中得到廣泛的應(yīng)用，在一些公共建筑內(nèi)也開始采用墻外保溫技術(shù)，墻外保溫技術(shù)以其巨大的優(yōu)越性逐漸受到越來越多的人的推崇，建筑的節(jié)能改造技術(shù)也逐漸被提上議事日程，外墻保溫技術(shù)是建筑改造的基本措施，隨著社會(huì)建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)展，當(dāng)前建筑節(jié)能正處于跨越式大發(fā)展的市場環(huán)境下，這就為外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間，我國的外墻保溫技術(shù)在未來幾年還有可能發(fā)展成為有巨大活力的外保溫市場。

4 外墻保溫技術(shù)在節(jié)能中的不足之處

4.1 外墻保溫系統(tǒng)缺乏一定的防裂性

外墻保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注重消除和防止飾面層與保護(hù)層之間出現(xiàn)裂縫，采取一定的保護(hù)層及其保溫層收縮變形和應(yīng)力集中的措施，外墻保溫系統(tǒng)由于混凝土、磚墻、砂漿以及保溫材料材性的不同，導(dǎo)致不同材料的溫變性能具有較大的差異性，由于受外界溫差的影響，使得材料所產(chǎn)生出不同大小的溫度應(yīng)力，由于材料所產(chǎn)生的外界溫度應(yīng)變不同，就會(huì)使得材料層之間因?yàn)闇囟葢?yīng)變的不同而產(chǎn)生開裂，大大降低了保溫材料的保溫隔熱性能，長時(shí)間使用之后就會(huì)使其失去原有的保溫性能。

4.2 風(fēng)荷載對外墻保溫系統(tǒng)的影響

風(fēng)荷載對外墻保溫系統(tǒng)能夠產(chǎn)生很大的影響，特別是在一些高層建筑當(dāng)中，由于建筑的外墻需要承受較大的風(fēng)荷載，會(huì)使得部分墻體產(chǎn)生很大的負(fù)風(fēng)壓，加之外墻保溫系統(tǒng)所使用材料的自重作用，很容易導(dǎo)致脫落現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此，在對外墻保溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)盡可能地提高粘結(jié)的面積，減少墻體的空腔，加強(qiáng)機(jī)械固定防護(hù)措施的應(yīng)用，不斷提高建筑物的抗風(fēng)壓能力。

4.3 外墻保溫系統(tǒng)材料的選擇

現(xiàn)在所使用的外墻保溫系統(tǒng)材料大多數(shù)是有機(jī)的材料，基層所使用的材料多是混凝土、砌塊或者是磚等無機(jī)材料，這兩者之間的材性存在著很大的差異。大大影響了外墻保溫系統(tǒng)的粘結(jié)性，容易造成脫落，因此，在對外墻保溫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)基層與保溫層之間粘結(jié)的強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的錨釘機(jī)械固定和專用粘結(jié)膠粘結(jié)是比較適合的連結(jié)方式，能夠確保外墻保溫系統(tǒng)的粘結(jié)系統(tǒng)更加牢固、可靠。

4.4 外墻保溫施工難度較大

我國地少人多，城市人口居住密集，居住建筑大多數(shù)都是高層建筑或者多層建筑。相比之下，國外的建筑多少低層別墅，少量的多層。國內(nèi)目前很少有現(xiàn)澆混凝土剪力墻體結(jié)構(gòu)的高層建筑住宅大量涌現(xiàn)。為此，比起國外的建筑單體面積和高度來說，國內(nèi)外墻保溫技術(shù)的針對面就非常廣，給施工造成了一定的困難。

4.5 技術(shù)產(chǎn)品有待優(yōu)化

目前，一些產(chǎn)品技術(shù)不到位，容易引起大風(fēng)天氣保溫層被吹落的情況，保溫層一旦出現(xiàn)裂縫，也較難處理，這給外保溫層技術(shù)的普及與推廣帶來了一定的阻力。為此，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)將外保溫產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)行量化的考核，審批制度要嚴(yán)格處理，提高外保溫層整體的質(zhì)量。

當(dāng)前比較成熟的外墻保溫技術(shù)有如下幾種：

第一，外掛式外保溫。這種技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成要素有保溫板、涂料飾面、粘接劑、聚合物抗裂抹面砂漿、錨固件、耐堿網(wǎng)格布等，呼吸性能十分優(yōu)良，防水，透氣，抗震、防火、抗風(fēng)壓能力強(qiáng)，耐酸堿、抗腐蝕性能較好。外掛式保溫層應(yīng)用范圍也非常廣，既能夠應(yīng)用于新建筑，也能夠適應(yīng)舊建筑的保溫要求。因此，外掛式保溫是目前應(yīng)用得最為廣泛和流行的做法。另外還有一種做法，是在外墻上用專用的錨件來固定某種保溫板，之后以彩色玻璃、天然石材、鋁板等掛在事先準(zhǔn)備好的龍骨上，從而構(gòu)成其裝飾面。這種方法也存在其自身的缺點(diǎn)，即施工難度大、施工進(jìn)度慢、施工是主導(dǎo)工期的組成部分。

目前，用得最多的外掛保溫材料包括巖（礦）棉板、XPS保溫板、泡沫玻璃保溫板、玻璃棉氈、EPS保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板、陶?；炷翉?fù)合聚苯仿石裝飾保溫板等。憑借優(yōu)異的物理性質(zhì)和低廉的成本，目前，EPS、XPS等聚苯板是應(yīng)用的最為廣泛的。上述所有材料都具備作為保溫隔熱材料所必須的條件，即內(nèi)部封閉孔數(shù)量都很多，其表觀密度小。

第二，聚苯板與墻體一次澆筑成型。直接將聚苯板放在建筑模板內(nèi)部，讓混凝土和其成為一個(gè)整體，混凝土框一剪體系和聚苯板一次澆筑成型，成為性能優(yōu)良的復(fù)合墻體。由于外墻主體和保溫層是一次完成的，所以能夠極大的縮短工期，提高施工效率。但是澆筑混凝土的過程中，必須保證連續(xù)澆筑和混合均勻，不然可能導(dǎo)致混凝土側(cè)壓力的影響，使得拆模之后，聚苯板變形等狀況的發(fā)生，給后續(xù)施工造成不便。內(nèi)置的聚苯板造價(jià)相對較高，用到的是鋼絲網(wǎng)架，鋼材傳熱性能優(yōu)良，會(huì)讓墻體的保溫效果打一定的折扣。

第三，噴涂聚氨酯合成材料墻體保溫。這是由玻纖網(wǎng)、噴涂聚氨酯合成材料、涂料（或面磚飾面）、罩面（聚合物干混砂漿）、聚合物干混砂漿等組成的保溫墻體。這種墻體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是絕熱效果好，隔音效果好，電學(xué)性能優(yōu)異，比強(qiáng)度大，耐化學(xué)品腐蝕，施工速度快。由于其自身的獨(dú)特之處，這種技術(shù)還普遍應(yīng)用于冷藏車、管道保溫、冰箱、冷凍設(shè)備、冷庫等處。在所有的聚氨酯合成材料中，聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料應(yīng)用最廣。其生產(chǎn)原料有兩部分組成：一是聚醚為主，加上其他輔料；二是異氰酸酯（多苯基多次亞甲基多異氰酸酯）。聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料強(qiáng)度大，不易吸水，整體性強(qiáng)，熱導(dǎo)率低，耐腐蝕，能夠無縫和基面（木材、混凝土、砌塊、砂漿、玻璃、紅磚、鋼材等）黏結(jié)，并且黏結(jié)牢固可靠，其系統(tǒng)壽命在25年以上。

第四，保溫砂漿外墻保溫。這種保溫技術(shù)的構(gòu)成要素包括耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布（或熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)）、界面層、抗裂防水砂漿、粘飾面層、節(jié)能保溫砂漿層組成的保溫系統(tǒng)。這種保溫砂漿往往由無機(jī)空心微珠、聚苯顆粒、?；锌瘴⒅榈葹楸毓橇希捅啬z粉料在一起，按照一定的配比而組成的。這種技術(shù)勞動(dòng)強(qiáng)度相對較小，施工相對簡單易行；當(dāng)墻體存在質(zhì)量缺陷時(shí)，在墻體施工時(shí)不需要修補(bǔ)找平，結(jié)構(gòu)質(zhì)量的差異對施工幾乎沒有影響，直接以保溫料漿找補(bǔ)即可，在很大程度上避免了因找平抹灰太厚而脫落的情況發(fā)生。這種技術(shù)也是在外墻保溫工程中的一大突破，可以防止因使用條件惡劣而引起的面層開裂、界面層易脫粘空鼓等狀況的發(fā)生。由于自身天然的優(yōu)勢，使得這種方法易于操作，保溫效果好，可以極大的降低工程造價(jià)。

5 結(jié)語

隨著我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們的生活水平在很大程度上也得到了相應(yīng)的提高，在建筑方面的節(jié)能建筑理念也走上了一個(gè)新的臺階，建筑設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)樹立與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代精神，不斷更新自己的設(shè)計(jì)理念，科學(xué)利用建筑節(jié)能材料，結(jié)合當(dāng)前的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀以及建設(shè)部制定的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對建筑外墻保溫的技術(shù)設(shè)計(jì)，促進(jìn)我國社會(huì)主義現(xiàn)代化更好更快地進(jìn)步。外墻保溫節(jié)能技術(shù)還存在很大的發(fā)展?jié)摿脱芯康目臻g，只有掌握了其使用特點(diǎn)、產(chǎn)品性能、使用條件等，才能夠更好的選擇適宜的節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)施工順利進(jìn)行，保證工程質(zhì)量。

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