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，隨著我國對墻體的節(jié)能減排的關(guān)注以及對建筑節(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板時會形成熱橋，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，不需再進(jìn)行外表面的抹灰，但在粘結(jié)結(jié)束后需要對特殊部位進(jìn)行處理并打密封膠。此外，用混凝土澆筑時，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，安裝模板時保證穿墻螺栓緊固校正，連接嚴(yán)密，防止出現(xiàn)錯位和漏漿，并對混凝土部分部位進(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，達(dá)到高層建筑防火要求；施工時減少濕作業(yè)，施工對周圍環(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，造價也相對較低。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)?。整個操作工藝簡單可行，同時又可以保證室內(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)?。該系統(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)而形成空氣對流?，F(xiàn)場澆筑夾芯保溫墻時需先綁扎好墻體內(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)制可以縮短建造時間，施工過程方便，并能發(fā)揮墻體自身對保溫材料的保護(hù)作用，對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?；炷列⌒涂招钠鰤K。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?；炷列⌒涂招钠鰤K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。對于夾心保溫來說，內(nèi)部易形成空氣流動，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，施工也相對困難。

考慮到上述問題以及國家對各個地區(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。對于室內(nèi)來說，不會過多占用室內(nèi)面積，還會相對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.