論外墻保溫節能技術摘要：隨著建筑節能和保護大氣環境的呼聲愈來愈高，外墻保溫技術已在我國日益推廣應用。外墻保溫做法日趨多樣化，其技術亦日趨成熟，然而也存在著許多不足。本文意在通過對外墻保溫材料性能、做法、優缺點進行闡述、分析、探討和比較，讓業內人士對外墻保溫有一個全面的認識并尋求新的發展方向。關鍵詞：保溫節能材料性能技術做法優缺點Abstract：Withthebuildingenergyconservationandprotectionoftheatmosphericenvironmentmoreandmorevoices,andexternalinsulationtechnologyhasbeenincreasinglyappliedinChina.Externalinsulationincreasinglydiversifiedapproach,itstechnologyisbecomingincreasinglymature,buttherearestillmanydeficiencies.Thisarticleisintendedtoexternalinsulationmaterialsthroughtheperformance,practices,strengthsandweaknesseselaborate,analysis,studyandcompare,fortheindustrytoinsulationontheexternalwallshaveacomprehensiveunderstandingandseeknewdirectionofdevelopment.Keywords：ExternalwallinsulationPerformanceTechnicalapproachAdvantagesanddisadvantages隨著石油煤炭等不可再生資源的日益消耗，大氣中CO2及其它有害氣體含量增加，地球變暖，氣候惡化，污染嚴重，有些地方幾萬人口居然驗不出一個合格的兵。在1973年世界石油危機以后，節約能源保護環境引起世界各國廣泛重視。目前發達國家的建筑節能已進入第三個階段，節能率為65％～70％。我國的建筑節能始于20世紀八十年代初期，2000年建設部下達了76號部長令，對建筑節能進行了強制性規定；并已經制定了第三個目標即從2005起要求節能率達到65％。建筑節能主要包括圍護結構節能和采暖供熱系統節能。建筑圍護結構特別是外墻保溫技術在日益加強。然而我國真正開始大面積推廣外墻保溫節能還在2004年。直到2006年也還有相當一部分居住建筑沒有做外墻保溫。要建設持續發展、綠色環保、生態健康、和諧節約型社會，保溫節能已刻不容緩。目前，在建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法，材料多樣，做法多樣，在歐美國家用得最普遍的是外墻外保溫技術。然而，不同的保溫材料，不同的做法，都存著一些優缺點。1、我國外墻保溫的現狀不容樂觀國內有些建筑采用石膏珍珠巖保溫漿料內保溫，厚度只有30㎜太薄，效果差；門窗及外墻周邊熱橋處保溫做得不夠；注重整體墻面的保溫，忽略了女兒墻、雨篷、凸窗、外陽臺等部位的保溫，這種不完全外保溫容易引起溫度裂縫；非采暖空間房間與采暖空間房間的隔墻或樓板保溫沒有做；節點防火處理做得不到位；沒有做保溫的既有建筑大部分都沒有進行節能改造；還有相當一部分新建房根本沒有做外墻保溫；有些做了但沒有達到《居住建筑節能設計標準》的要求；圍護結構保溫、門窗氣密性等不能滿足現行標準《民用建筑節能設計標準》（JGJ26-95）的規定；帶硬質聚氨酯斷橋的鋁合金窗，帶中空玻璃的塑鋼保溫節能窗尚未推廣。我國外墻保溫的現狀離我國制定的第三個建筑節能目標還相差甚遠。2、外墻保溫技術要求（1）保溫隔熱節能；（2）正常使用狀況下的安全性（有一定的機械強度）和火災情況下的安全性，符合《民用建筑設計防火規范》的規定；（3）符合衛生健康環境要求，有害物質限量符合《民用建筑室內環境控制規范》的規定；（4）耐久性；（5）水密性、氣密性、耐候性；（6）耐變形。總而言之，要符合《建筑節能工程施工質量驗收規范》標準的要求。3、目前外墻保溫技術缺陷防火性能差，防火處理難度較大；不利于精裝修（如貼面磚）；保溫體系內各種材料的線性膨脹系數變化大，“抗放結合”、“柔性漸變”設計理念運用得不夠，不同材料相鄰關系處理得不好，抗裂保護層容易出現裂縫；粘結膠和塑料膨脹釘易老化、變脆，導致保溫板脫落；保溫材料耐久性較差。4、圍護結構的保溫性能影響圍護結構保溫性能的主要因素有：圍護結構的傳熱系數、建筑體形系數、窗墻面積比、換氣次數、朝向、是否高層住宅、樓梯間開敞與否、建筑物入口處是否設門斗或自動電子門等避風設施等。《民用建筑熱工設計規范》（GB50176-93）提出的隔熱設計是以內側帶抹灰層240㎜厚西向磚墻為標準的，其他各種類型的圍護結構其內表面的最高溫度均應低于或等于240㎜厚西向磚墻內表面的最高溫度。隔熱計算結果表明：外墻為240mm粘土實心磚、粘土多孔磚、灰砂磚、爐渣磚、煤矸多孔磚、160mm厚加氣混凝土砌塊墻體，不做保溫隔熱即可滿足夏季隔熱要求。外墻為180mm、200mm、250mm鋼筋混凝土、混凝土空心砌塊等墻體采取外保溫30㎜聚苯板即可滿足，外墻為190mm厚粘土多孔磚墻體采取內或外保溫30㎜聚苯板可滿足要求，但80mm、200mm、250mm鋼筋混凝土、190mm混凝土空心砌塊墻體，內側做40㎜聚苯板仍不能滿足要求。外墻為50mm、75mm、100㎜聚苯乙烯泡沫塑料夾心彩鋼板，不能滿足夏季隔熱要求，主要原因是這種輕質材料墻體對室外和室內溫度波的衰減能力較差，內表面溫度容易升得較高。5、保溫節能一般概念、術語5.1建筑節能工程為節約建筑使用能耗所進行的建筑施工及安裝工程。目前公認的建筑節能的含義是：在建筑中合理使用和有效利用能源，不斷提高能源利用率，減少能源消耗；在節約能源的同時，改善建筑物的質量和功能，創造舒適的生活和工作環境，減少大氣污染，保護生態環境。冬寒夏熱是我國氣候的主要特點，冬季受西伯利亞和蒙古高原的寒流侵襲，夏季受到強烈的太陽輻射，與同緯度地區相比平均氣溫夏季高出2℃左右，冬季偏低約10℃左右，導致采暖空調能耗很高。建筑采暖是城市大氣的一個主要污染源，必須增加保溫，減少采暖。冬季保溫減少熱量散失；夏季隔熱保冷阻止熱量進來。保溫主要就是采取隔熱的措施，減少對外熱交換，再加上空調暖氣采暖制冷保持室內最舒適的溫度。5.2圍護結構建筑物及房間各面的圍擋物，如墻體、屋面、地面和門窗等。分內、外圍護結構兩類；兩側分別面向不同空間，如室內和室內或室內和室外的建筑構造層。5.3導熱系數導熱系數是指：在穩態條件下，1m厚物體，兩側表面溫差為1K，在1h內通過1m2單位面積傳遞的熱量，是反映材料保溫性能的一項重要指標。導熱系數通常隨密度的降低而變小，密度小的材料所含的空氣較多，而封閉靜止的空氣導熱系數很小，如果材料密度過小，其中的空氣不是在封閉靜止狀態，則導熱系數也會上升，因此輕質材料有一個導熱最小的密度。隨含水率的增加而增大，吸水率增加1％，導熱系數增加4％。通常隨其溫度的上升而變大，在常溫狀態不考慮，但在溫度較高的管道設備保溫中應考慮，例如進戶供熱管道采用聚氨酯直埋保溫。5.4傳熱系數在穩態條件下，圍護結構兩側空氣溫差為1K，在1h內通過1m2單位面積傳遞的熱量。5.5熱橋圍護結構兩側在溫差作用下，形成熱流密集的傳熱部位。例如，外墻周邊混凝土框架柱、構造柱、圈梁、邊框梁等，這些部位導熱系數較大容易成為熱源密集的通道。5.6保溫漿料由膠粉料與聚苯顆粒或其他保溫輕骨料組配，使用時按比例加水攪拌混合而成的漿料。6、保溫材料的性能保溫材料一般性能要求：（1）導熱系數小，熱阻大；（2）表觀密度小孔隙率大；（3）含水率低；（4）阻燃性能好；（5）有一定的機械強度；（6）粘結性好；（7）耐久性好，工作壽命至少為25年。保溫節能應采用熱阻值高，即導熱系數小的高效保溫材料，其導熱系數一般小于0.05W/m·K。保溫材料的吸濕率要低；粘結性能要好；收縮率要小，以確保粘結的可靠性和耐久性。國內外以阻燃級膨脹型和擠塑型聚苯乙烯板(EPS，XPS)應用較為普遍。就一般居民空調采暖而言，通過使用保溫材料，可節能50％～80％。據日本的節能實踐證明，每使用1噸保溫材料進行外墻保溫圍護，可節約標準煤3噸/年，其節能效益是保溫材料生產成本的10倍。因此，有些國家將保溫絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的第五大“能源”。7、目前外墻保溫做法及優缺點目前外墻保溫做法已五花八門、不拘一格。包括粘貼釘掛聚苯乙烯泡沫塑料板、鋼絲網架聚苯乙烯板混凝土復合墻體、高保溫砌塊保溫墻體、砌體結構夾心保溫墻體、聚氨酯泡沫塑料復合單面金屬板、聚苯板龍骨保溫幕墻、聚苯顆粒保溫漿料保溫體系等做法。材料及做法多樣化，優點缺陷也多樣化。7.1內保溫技術做法及優缺點采用增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、聚苯板EPS（XPS）、膠粉聚苯顆粒、抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入高堿網格布、其他新型保溫漿料等做法。內保溫施工技術簡單快捷，成本低，目前我國冬冷夏熱地區外墻保溫大多數采用內保溫。外墻內保溫就是在外墻的內側粘貼（釘掛）聚苯板或粉刷保溫漿料等保溫材料，然后抹抗裂砂漿，壓入耐堿玻璃纖維網格布或釘掛細鋼絲網形成保護層，最后做裝飾面層、貼面磚或噴刮涂料。該方法具有施工方便，對墻體垂直度要求不高，進度快等優點。外墻內保溫主要存在如下7大缺點：

a保溫隔熱效果差，外墻平均傳熱系數高，溫度波有可能突破保溫層入室。b熱橋保溫處理困難，易出現結露現象。這是內保溫一個明顯的缺陷。c占用室內使用面積。

d不利于室內裝修，包括重物釘掛困難等，在安裝空調、熱水器及其他裝飾物等設施時尤其不便。

e不利于既有建筑的節能改造。f外墻易遭受溫差應力的破壞。g保溫層易出現裂縫。由于外墻受到的溫差大，直接影響到墻體內表面應力變化，這種變化一般比外保溫墻體大得多。當室外溫度低于室內溫度時，外墻收縮的幅度比內保溫隔熱體系的速度快；當室外溫度高于室內氣溫時，外墻膨脹的速度高于內保溫隔熱體系，這種反復形變使外墻易遭受溫差應力的破壞，也易造成內保溫隔熱體系的空鼓開裂。7.2外保溫技術做法及優缺點外保溫一般做法：基層處理——粘貼或釘掛保溫板材——做帶加強網的抹灰保護層——做裝飾面層。采用粘貼或釘掛巖（礦）棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板、陶粒混凝土復合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板、聚苯顆粒保溫漿料+防曬節能涂料、聚氨酯硬泡塑料復合單面金屬板、聚苯板龍骨保溫幕墻等。7.2.1聚苯乙烯泡沫板保溫體系聚苯板是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經發泡劑發泡而制成的內部具有無數封閉微孔的材料，具有優良的物理力學性能：表觀密度小，導熱系數小，吸水率低，隔音效果好、機械強度高、尺寸精度高、結構均勻、抗溫度變形和平面變形能力強。成本低，市場售價一般在220-300元/m3。因此市場占有率很高，已經在全球范圍內廣泛應用。該技術是采用膠粉粘貼或塑料脹釘（用鋼釘更好）釘掛在外墻上，然后釘掛耐堿玻璃纖維網格布或釘掛細鋼絲網抹抗裂砂漿形成保護層，最后做裝飾面層，貼面磚或刮涂料。但是也存在技術缺陷：外層抹灰易裂縫；防火性能差；臺風地區的高層建筑保溫層抵抗負風壓不安全。7.2.2聚苯顆粒保溫漿料保溫體系聚苯顆粒保溫漿料是由聚苯顆粒和膠粉分別按配比包裝組成。該技術簡便，保溫性能良好，勞動強度輕,成本較低，與聚苯板外保溫相比較，每平方米可降低25元左右。可以采用廢舊聚苯保溫板經機械破碎后的顆粒，有利于防止白色污染、保護環境。墻面不需修補找平，直接用保溫料漿找補即可。天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是這種技術。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術在1998年就被建設部列為國家級工法。但是吸水率高，必須加做抗裂防水層。7.2.3聚氨酯硬泡塑料復合單面金屬板(WFC)保溫體系硬質聚氨酯泡沫塑料導熱系數很低，其特有的閉孔結構使其具有更優越的耐水汽性能，是其他材料無法與之相比的。主要由聚氨酯硬泡塑料保溫層、界面涂層、金屬板、面涂層組成帶有加強構件復合保溫層。厚度標準規格為30mm、40mm、50mm、60mm、80mm，配合各種墻體使用，可以輕松達到65%節能率。最適合于賓館、酒店、辦公樓等外保溫。具體優點如下：a裝飾性能可以與幕墻相媲美，WFC保溫板是將金屬幕墻使用的裝飾面層直接復合于具有強度和剛度的復合樹酯板上，降低了裝飾面層的厚度。b聚氨酯硬泡塑料具有極佳的保溫性能，導熱系數理論上僅為0.017W/(m·k)。c超輕的體系質量，施工完成后整個體系的質量僅為3～7kg/m2。d極佳的安全性，具有良好的粘接強度，該材料為彈性吸能材料，本身抗拉強度≥0.14MPa，也就是14t/m2。e優異的耐久性，使用壽命可超過40年。f防火安全性，聚氨酯硬泡塑料防火級別B1級，而且該體系還具有構造防火層，能隔絕空氣和明火。g該體系建筑力學物理性能很好，抗負風壓能力和平面內變形能力強。h抗地震、抗溫度變形、抗主體層間位移能力強。但造價高，比聚苯板保溫體系約增加55元/㎡。7.2.4聚苯板與墻體一次澆注成型適用于混凝土框—剪體系中，就是將聚苯板固定在模板內表面，外墻主體與保溫層一次成活，工效提高，工期大大縮短。聚苯板有帶雙面鋼絲網的，也有單面鋼絲網的，也可以不帶鋼絲網，只要對聚苯板背面進行處理，直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板。前兩種做法都采用了鋼絲網架，造價較高，且鋼材是熱的良導體，直接傳熱，會降低墻體的保溫效果。后一種取消了鋼絲網架，其保溫性能提高，成本降低。在經過對其長期耐久性論證之后，可以推廣使用。

7.2.5砌體結構夾心保溫墻體：將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料（也可以現場發泡）等填入夾層中，形成保溫層。便于貼面磚，可以保護環境。但是比采用苯板保溫效果差得多，價格也高；在門窗口存在熱橋發生附加熱損失。7.2.6高保溫砌塊復合墻體：施工快捷，抹灰層不易開裂；又便于貼面磚。但是太厚，增加結構荷載，減少使用面積。7.2.7聚苯板龍骨保溫幕墻：用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用這種設計。這種做法安裝費時，施工難度大，在進行高層施工時，施工人員的安全不易得到保障。7.2.8保溫砂漿：導熱系數大，為0.065；聚苯乙烯泡沫板EPS（阻燃型）的導熱系數為0.0302。從導熱系數上看為2.17倍的關系，也就是說聚苯乙烯板的厚度為5㎝厚的節能效果，對保溫砂漿來講應該抹10.85cm厚才能達到同樣的保溫效果。而要達到65％節能的效果，三北地區的最小聚苯板厚度也應在6cm以上。目前保溫砂漿已被淘汰。外墻外保溫技術七大優勢：a保護主體結構，延長建筑物壽命。b基本消除“熱橋”的影響，采用同樣厚的保溫材料時，外保溫比內保溫減少熱損失約1/5。c使墻體潮濕情況得到改善。d有利于室溫保持穩定。e便于舊建筑物進行節能改造。f可以避免裝修對保溫層的破壞。g增加房屋使用面積。7.3內外混合保溫技術做法及優缺點內外混合保溫，就是在外保溫施工方便的部位采用外保溫，外保溫施工不方便的部位作內保溫。混合保溫可以提高施工速度，對外墻內保溫不能保護到的熱橋部分進行有效的保護。外保溫做法使建筑物的結構墻體主要受室內溫度的影響，溫度變化相對較小，因而墻體處于相對穩定的溫度場內，產生的溫差變形應力較小；內保溫做法部位使建筑物的結構墻體主要受室外環境溫度的影響，室外溫度波動較大，因而墻體處于相對不穩定的溫度場內，產生的溫差變形應力相對較大。內外混合保溫方式，使整個建筑物外墻主體