土建建筑外墻施工中的保溫節(jié)能技術(shù)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(jié)能環(huán)保的重要建筑材料，所以國內(nèi)外的建筑行業(yè)對其進(jìn)行了深入探究，旨在通過保溫材料的應(yīng)用減少建筑能源消耗，進(jìn)而減少對環(huán)境造成的污染。而墻體保溫分為內(nèi)墻體保溫與外墻體保溫兩種，但若是采用內(nèi)墻體保溫的話，室內(nèi)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(yīng)用成為國內(nèi)外建筑行業(yè)研究和應(yīng)用的重點。

1 外墻外保溫節(jié)能技術(shù)及施工工藝應(yīng)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(qū)的建筑，起到較好的隔熱效果，又適用于保溫地區(qū)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(xiàn)有建筑節(jié)能改造，具有顯著的保溫效果。從建筑材料的鋪設(shè)情況來看，節(jié)能技術(shù)選擇的材料鋪設(shè)區(qū)大多在建筑外墻。節(jié)能材料具有保溫效果好、質(zhì)量輕等優(yōu)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(jié)能效果[1]。

1.2 具有保護(hù)主體結(jié)構(gòu)、提高結(jié)構(gòu)耐久性、延長建筑壽命的作用

將保溫層設(shè)置在建筑外墻外側(cè)，能夠有效減少溫度、濕度等因素對建筑主體結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。而建筑外墻運用外保溫技術(shù)，能夠有效提高建筑主體結(jié)構(gòu)應(yīng)力的穩(wěn)定性，緩沖因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力，從而延長建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)保溫性是必須達(dá)到的施工要求之一。傳統(tǒng)建筑施工只注重結(jié)構(gòu)的實體質(zhì)量，而不注重保溫效果，使得建筑結(jié)構(gòu)的室內(nèi)溫度平衡效果較差：夏季陽光照射，墻體溫度高，室內(nèi)熱量不易散發(fā)；冬季溫度低，室內(nèi)熱量散發(fā)快；使用暖氣、空調(diào)等設(shè)備，夏季冷氣、冬季暖氣散發(fā)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(nèi)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(jié)的空調(diào)、暖氣就可以少用一點，起到節(jié)能環(huán)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(yīng)制成的聚氨基甲酸酯。聚氨基甲酸酯泡沫最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)中葉，由德國建筑行業(yè)研究人員研發(fā)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(fā)展，聚氨基甲酸酯泡沫的原料變?yōu)榱水惽杷狨?、聚酯多元醇、聚醚多元醇、穩(wěn)定劑、催化劑、發(fā)泡劑等。在長時間的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，聚氨基甲酸酯泡沫的優(yōu)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(dǎo)率低。聚氨基甲酸酯泡沫在高層民用建筑中廣泛應(yīng)用之前，研發(fā)人員進(jìn)行了實踐、探究，發(fā)現(xiàn)在沒有進(jìn)行阻燃處理的情況下，硬質(zhì)聚氨基甲酸酯泡沫氧指數(shù)不足1/5，倘若遇到了火災(zāi)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(guān)工作人員對其進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(jìn)行添加，可使硬質(zhì)泡沫塑料氧氣數(shù)值最大化；倘若把蒙脫土進(jìn)行化學(xué)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(yōu)勢在于：氧指數(shù)較高，耐火性較強。在實踐中發(fā)現(xiàn)，高層民用建筑外墻保溫材料中如果應(yīng)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(guān)工作人員對其進(jìn)行深入探究，并總結(jié)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(xué)反應(yīng)增加酸醛樹脂泡沫材料的韌性。通過長時間的實踐發(fā)現(xiàn)，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(guān)學(xué)者、專家還通過研究發(fā)現(xiàn)，將聚氨酯預(yù)聚體應(yīng)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(yù)聚體的含量為9%時，其物理性能可以最大限度發(fā)揮出來。具體而言，聚氨酯聚體在酸醛樹脂泡沫中會產(chǎn)生的反應(yīng)有擴鏈、交聯(lián)反應(yīng)，一種是多羥基化合物和異氰酸酯基團產(chǎn)生的反應(yīng)，一種是羥甲基和異氰酸酯基團產(chǎn)生的反應(yīng)。而這兩種反應(yīng)都可直接對酸醛樹脂泡沫材料中的分子結(jié)構(gòu)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(yù)發(fā)泡加熱之后倒入相關(guān)模具中，進(jìn)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(jìn)行加工、吸水性較弱、導(dǎo)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(shù)較低。為解決這一問題，相關(guān)學(xué)者、專家進(jìn)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(xué)元素添加到聚苯乙烯分子鏈上，進(jìn)而達(dá)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(xiàn)很多煙霧、有毒氣體。隨著時代的發(fā)展，全球變暖給人類可持續(xù)發(fā)展帶來阻礙，人們逐漸意識到了保護(hù)環(huán)境的重要性，且國家推出了相應(yīng)的環(huán)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(dāng)前在模塑聚苯乙烯泡沫中應(yīng)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(zhì)可以在面臨高溫的時候形成保護(hù)屏障，且其可將可燃?xì)怏w、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(jié)合在一起進(jìn)行使用，可達(dá)到更好的阻燃效果。

3 建筑外墻保溫節(jié)能技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用要點

3.1 建筑外墻的基層處理要點

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

3.2 節(jié)能材料的合理選擇要點

節(jié)能材料的選擇要點如下：①在運用該技術(shù)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(jìn)行混合，這樣才能使這些材料得到更好的應(yīng)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(dāng)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(zhì)量。

3.3 保溫質(zhì)量的科學(xué)把控要點

建筑物的外墻保溫節(jié)能技術(shù)具有非常強的專業(yè)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(jìn)行施工時，需要采用無網(wǎng)施工的方式提升建筑物的總體質(zhì)量。②為了更好地提升建筑外墻的保溫板粘度，應(yīng)盡可能保持建筑外墻的穩(wěn)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(hù)建筑物的門窗，應(yīng)選擇合適的工具進(jìn)行施工。④當(dāng)墻體出現(xiàn)裂縫后，需要及時采取相應(yīng)的措施。

3.4 應(yīng)用BIM 技術(shù)設(shè)計排布

在建筑外墻外保溫系統(tǒng)施工前，施工單位可以運用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術(shù)做好設(shè)計排布工作，為實際施工提供指導(dǎo)和支持，最大限度地避免現(xiàn)場開槽，減少人為因素對設(shè)計排布工作的影響，從而達(dá)到綠色施工效果。在外墻外保溫系統(tǒng)中，水是導(dǎo)致薄抹灰的根本因素，但不會影響保溫材料的性質(zhì)。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(tǒng)使用的材料比較先進(jìn)，施工工藝也比較先進(jìn)，而施工人員和施工經(jīng)驗比較缺乏，在全新的驗收標(biāo)準(zhǔn)下，制作現(xiàn)場工藝樣板勢在必行。因此，在建筑外墻外保溫系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中，施工人員應(yīng)充分利用BIM 技術(shù)，提前做好工藝樣板的設(shè)計工作，為施工的順利進(jìn)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(yīng)先用專用界面劑對基層墻體進(jìn)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(nèi)，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(yīng)根據(jù)實際需求配置和攪拌，每次配置的漿料需要在3h 內(nèi)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(jìn)行配制，將其放入砂漿攪拌機中充分?jǐn)嚢?。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?jǐn)嚢韬笤俚谷胨?、水繼續(xù)攪拌，持續(xù)3min 左右?？沽焉皾{應(yīng)一次配好，中間不可隨便加水，確保中沙處于干燥狀態(tài)，并且需要在配制完成后的2h以內(nèi)使用完。施工人員在保溫層抹灰施工中應(yīng)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(dá)沖筋面時，需要使用大杠刮平，然后使用抹子抹平壓實。在進(jìn)行第一遍涂抹時，施工人員應(yīng)將保溫層的厚度控制在20mm 左右，從陰角處自外而內(nèi)進(jìn)行涂抹，不可來回拉抹。涂抹表面應(yīng)呈現(xiàn)魚鱗狀，用手試著按壓保溫層表面，當(dāng)按不動時再進(jìn)行第二遍涂抹施工，大概24h 后再進(jìn)行保溫漿料的配制，配制過程中不可隨意加水。施工人員應(yīng)將第二層保溫層的厚度控制在10mm 左右，以符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行保護(hù)層的施工。

3.6 合理粘貼復(fù)合保溫板材料

固定施工要點復(fù)合保溫板材料種類繁多，保溫隔熱效果好，如復(fù)合水泥發(fā)泡板、復(fù)合巖棉保溫一體板等，施工前應(yīng)先進(jìn)行基層處理。當(dāng)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(yīng)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(yīng)控制在4mm 以內(nèi)，強度、平整度驗收符合要求后，再進(jìn)行外墻復(fù)合保溫板施工。保溫板應(yīng)上下錯峰，拼縫應(yīng)平整密實。保溫板施工應(yīng)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(jié)不牢，易脫落。復(fù)合保溫板黏結(jié)應(yīng)采用專用黏結(jié)砂漿，保溫板表面應(yīng)滿鋪黏結(jié)砂漿且黏結(jié)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(jù)層高的不同，錨固釘?shù)臄?shù)量設(shè)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(jù)實際情況增加錨固釘數(shù)量。有效錨固釘長度應(yīng)符合規(guī)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(yīng)在樓層結(jié)構(gòu)梁位置每三層設(shè)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(yīng)設(shè)置在第一遍抹面砂漿及其所壓網(wǎng)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(yīng)至少兩遍，厚度應(yīng)按不同復(fù)合保溫材料的要求嚴(yán)格加以控制，如復(fù)合水泥發(fā)泡板應(yīng)兩遍抹面砂漿、兩道加強網(wǎng)，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(jié)交替產(chǎn)生凍融，造成保溫板脫落。因此，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制保溫施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

土建建筑外墻的保溫節(jié)能技術(shù)具有較強的應(yīng)用意義，應(yīng)該加強這項技術(shù)的全面應(yīng)用。對于施工團隊來說，應(yīng)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(jié)能技術(shù)的應(yīng)用細(xì)節(jié)內(nèi)容，并明確施工工藝流程，安排好各個施工環(huán)節(jié)的具體技術(shù)和方法。在這個過程中，施工團隊也要制定全過程動態(tài)質(zhì)量控制體系，保證外墻保溫節(jié)能技術(shù)可以取得預(yù)計效果，在土建建筑工程中取得較為突出的節(jié)能與環(huán)保效益。