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外墙外保温系统的优点及其在我国的发展前景 孙振平 蒋正武 金慧忠 于龙 王培铭 (同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)摘要：本文论述了外墙外保温系统(ETa)的材料性能和施工工艺，并与内保温系统进行对比。阐述了髓cs的各项优点。最后展望了ETIS在我国的发展前景。关键词：外墙外保温系统；构造；阻燃型膨胀聚苯板；施工工艺；发展前景1引言 外墙外保温系统(ETIS)是指施作于建筑物外墙的保温及饰面系统，INtP膨胀聚苯板ETIS最常见，它是由阻燃型膨胀聚苯板、胶粘剂和必要时使用的锚拴、抹面胶浆和耐碱网布等材料组成的系统产品。薄抹灰增强防护层的厚度宜控制在：普通型(35)mln，加强型(57)一。在这类节能系统中，保温隔热材料复合在建筑物外墙的外侧，并被覆以保护层。这样，建筑物的整个外表面(除门窗洞口外)都被保温层覆盖，有效抑制Tt-墙与室外的热交换。 目前，我国推行两种形式的ETIS，一种是以膨胀聚苯板为保温隔热层，另一种则以胶粉聚苯颗粒(保温砂浆)为保温隔热层。 ETIS作为一种高效的建筑物保温隔热系统，在欧洲积累了丰富的应用经验，而对于我国建筑业来说，它还处在一个逐渐推行的新阶段。如果认识不深，对其材料性能、构造、施工技术理解不透，则很容易在推行之处就在观念上产生阻力，或者l因材料性能不过关、构造不合理或施工质量差而受到质疑。因此，本文以膨胀聚苯板ETIS为主，介绍ETIS的构造特点、组成材料和施工工序，并帮助分析IIS的优点，最后展望其在我国的发展前景。2 ETIS的构造21 ETIS的组成 ETIS既要有良好的保温隔热性能，又要满足各种使用要求并具备良好的耐久性。ETIS的构造见图1和图2。它是由胶粘剂、轻质保温板(或保温砂浆层)、罩面胶浆(复合有纤维网格)等部分组成。轻质保温板或保温砂浆层通常还用锚栓加固。装饰层则可直接施作于删之上。22组成材料及性能要求 明码的组成材料及性能要求详述如下。 (1)保温隔热材料保温隔热材料是外墙外保温系统的核心，其导热系数一般要求小于此主题相关图片 图1无锚栓薄抹灰外保温系统005W(mK)。根据设计计算，保温隔热材料应具有足够厚度，以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外，保温隔热材料的吸湿率要低(吸水、吸湿将会增加导热系数)，而粘结性能要好。为了使所用的胶粘剂及其表面的应力尽可能减小，一方面要采用尺寸稳定性好的保温隔热材料，另一方面则要求其尺寸变动时所产生的应力尽量小。实际工程中可采用的保温隔热材料主要有：膨胀型聚苯乙烯(EPS)板、挤塑型聚苯乙烯(XPS)板、岩棉板、玻璃棉毡和超轻保温浆料等。其中以阻燃型膨胀聚苯乙烯板(简称“膨胀聚苯板”)应用最为普遍，且我国已制定了这方面的标准见文献1，对其技术性能提出明确要求，见表1。此主题相关图片 图2附有锚栓的薄抹灰外保温系统005W(mK)。根据设计计算，保温隔热材料应具有足够厚度，以满足节能标准对该地区拉伸粘接强度(与膨胀聚苯板)MPa 原强度 O10，破坏界面在膨胀聚苯板上 耐水 O10，破坏界面在膨胀聚苯板上 耐冻融 010，破坏界面在膨胀聚苯板上墙体的保温要求。此外，保温隔热材料的吸湿率要低(吸水、吸湿将会增加导热系数)，而粘结性能要好。为了使所用的胶粘剂及其表面的应力尽可能减小，一方面要采用尺寸稳定性好的保温隔热材料，另一方面则要求其尺寸变动时所产生的应力尽量小。实际工程中可采用的保温隔热材料主要有：膨胀型聚苯乙烯(EPS)板、挤塑型聚苯乙烯(XPS)板、岩棉板、玻璃棉毡和超轻保温浆料等。其中以阻燃型膨胀聚苯乙烯板(简称“膨胀聚苯板”)应用最为普遍，且我国已制定了这方面的标准见文献1，对其技术性能提出明确要求，见表1。表1 ETIS中膨胀聚苯板的技术性能指标项 目 JGl492003标准 导热系数W(mK) O10 尺寸稳定性() 50 断裂应变(经、纬向)() 50 (6)零配件与辅助材料 在ETIS中，可能还要用到多种零配件和辅助材料。如在接缝处、边角、墙角、端头、角部都有可能使用边角配件和螺栓、销钉等，有时也会用到密封膏如丁基橡胶、硅胶等。(4)锚栓脚S的螺栓为固定保温材料之用，它包括塑料钉或具有防腐蚀性能的金属表4 ETIS锚栓的技术性能指标3 ETIS的施工工序及注意事项 ：ETIS外保温系统常年暴露在大气中，受严酷的自然环境作用和雨雪侵袭，昼夜温差、季节温差、室内外温差等均很大。因此，ETIS所用材料的耐候性能是保证整个系统安全的重要环节。笔者认为，：ETIS的质量不仅取决于其良好的组成材料和细部构造，而且更重要的是施工质量。ETIS的施工工序如下。31保温板的粘贴和固定 首先应除去基层墙体表面的灰尘、油污及疏松部分，必要时应采用专用修补材料对凹坑进行预先修补。为使保温板粘贴良好，建议在基层墙体表面先刮(刷)涂一遍界面处理剂。 胶粘剂为ETIS专用胶粘剂。施工时应保证3040的粘结率。锚钉作为ETIS的永久性固定件，必须与胶粘剂配合使用。32薄抹面胶浆的施作 薄抹面胶浆的施作指在保温层的所有外表面上涂抹专用的胶浆。直接涂覆于保温层上的抹面胶浆厚度应控制在3。5mm(普通型)或47mm(加强型)。抹面胶浆层内部应包覆有 螺钉和带圆盘的塑料膨胀套管两部分。锚栓的有效锚固深度不小于25nlm，塑料圆盘直径不加强材料。抹面胶浆并非越厚越好，如果过厚，则加强材料离外表面较远，难以发挥出改善抗裂的作用。 网格布必须完全埋人抹面胶浆内，不得外露，以防与外界水分接触(因网格布受潮后，其极限强度会明显降低)。对于墙面阳角部位，可适当增加网格布的铺设层数来提高其强度。 当必须对保温层进行厚涂处理时，可将抹面胶浆改换为聚合物和或纤维改性的水泥砂浆，施涂厚度可达2530mm，此作法一般用于钢丝网架聚苯板保温层上(也用于岩棉保温层上)，其加强网网孔50ram50ram，用忆钢丝焊成，并通过交叉斜插人聚苯板内的钢丝进行固定。抹改性砂浆前宜在聚苯板表面施涂界面处理剂以加强粘结。抹砂浆应分层进行，底层和中层厚度各约lOmm，中层抹灰应正好覆盖住钢丝网片。面层砂浆厚度为5。10mm，可分两次抹完，内部也应埋人耐碱玻纤网布。各层抹灰后均应洒水养护，并保持湿润。33装饰层的施作 在ETIS的抹面胶浆层养护完毕后，为满足装饰功能要求，可能还需要涂刷外墙涂料，或粘贴外墙面砖。 当设计采用涂料装饰时，要采用柔性外墙防水腻子对墙面批荡两遍，打磨后方可涂刷(喷涂)涂料。涂料应选用防水性、耐候性和弹性良好的外墙涂料。而对于铺贴瓷砖的墙面，可在抹面胶浆施作并养护完成后，采用瓷砖胶粘剂直接铺贴。这种情况下，保温材料要选用容重大(20kgm。以上)的聚苯板。聚苯板的粘结率要达到50以上，抹面胶浆加强网宜选用镀锌钢丝网，而非耐碱玻纤网。4 ETIS的技术要求 ETIS具有良好的保温隔热效果，且由于配套的专用胶粘剂的使用和抹面胶浆(包含耐碱网布)的罩面，其在粘结强度、隔热、防水、抗冲击、耐变形、耐候性等方面均具有较理想的指标。为了能及时排出渗入膨胀聚苯板表面的雨水，保证外保温系统的热阻，抹面胶浆还应具备良好的水蒸气透过性。表6为薄抹灰膨胀聚苯板ETIS的技术性能指标，从中可见一斑。项 目 JGl49-一-2003标准 表6薄抹灰膨胀聚苯板ETIS系统的性能指标吸水量(浸水24h)(gm2) 抗冲击强度 J普通型(P型) 30加强型(Q型) lO0抗风压 抗风压值不小于工程项目的风荷载设计值耐冻融(10个循环) 表面无裂纹、空鼓、起泡、剥离现象水蒸气湿流密度g(m2h) 085 不透水性 试样防护层内侧无水渗透耐候性(80个热雨周期，5个热冷周期) 表面无裂纹、粉化、剥落现象 必须指出的是，脚s的综合性能也同时反映了其采用的胶粘剂、保温材料和抹面材料的性能以及它们之间的结合和施工构造的合理性。5 ETIS的优点 图3显示，对外墙进行保温隔热施工，无论是外保温还是内保温形式，都能够使冷天室内温度有所升高，热天室内温度有所降低，并且有助于改善室内空气质量。相比较而言，皿s要优于内保温系统，具体体现在以下方面。 1)避免产生冷、热桥，保温效率高。 2)能实现冬暖夏凉的愿望。 3)有效保护墙体。采用内保温形式图3b，墙体冬夏温度变化大，易开裂，影响其耐久性。而采用髓1Is可以有效保护内部混凝土或砌块墙体。在实施外保温情况下，尽管室外气候不断变化，但不致引起墙体内部较大的温度变化图3c，则内部的主体墙即使在冬季也具有较高的温度，不会结露，热应力减小，因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减此主题相关图片轻，寿命得以延长。图3几种情况下，外墙面内温度分布示意图 a)不设保温b)内保温c)外保温 4)室内墙面容易挂物，对净使用面积无影响。采用内保温的墙面上难以吊挂物件，甚至安设窗帘盒、散热器都相当困难。在旧房改造时，在内侧作保温层时住户不得不搬动家具，甚至临时搬迁，麻烦诸多，有时还会引起不必要的纠纷。内保温也必定会减少房间净使用面积。而外保温则可以避免上述问题的发生。当外墙必须进行装修或抗震加固时，加做外 保温是最经济、最有利的技术措施。 5)加快施工进度。如果采用内保温，房屋内部装修、安装暖气等作业，必须等待内保温做好后才能进行，工期较长。外保温则可以与室内装修工程平行作业。 6)有效防止墙体开裂。采用外保温系统时，由于其配套材料之一薄抹灰胶浆中聚合物和纤维材料的掺人，可以改善面层的防水性和抗开裂性，有效避免墙体开裂和渗漏。 7)易实现优美的建筑物外观。膨胀聚苯板便于雕刻和加工各种线条，能够实现各种装饰风格的造型，特别在旧房改造时，精心设计和施工的外保温系统能使房屋面貌大为改观。 8)便于维修。外墙外保温系统损坏后不会影响用户正常居住，也较易维修，而内保温系统损坏后会给住户产生非常大的影响，且维修更难。 9)适用范围广泛。外墙外保温系统既适用于采暖建筑，又适用于空调建筑；既适用于民用建筑，又适用于工业建筑；既可用于新建建筑，又可用于既有建筑；既能在低层、多层建筑中应用，又能在小高层和高层建筑中应用。 10)综合经济效益明显。虽然外保温系统工程每平方米造价比内保温相对要高一些，但只要技术选择适当，单位面积造价增加并不多。由于外保温比内保温增加了房间净使用面积近2，实际上等于使单位使用面积的造价得以降低。外保温还有节约能源、改善热环境等一系列好处，因此其综合效益是十分显著的。6 ETIS在我国的发展前景 我国建筑业的能耗几乎占工业能耗总量的40左右。在当今大力节能降耗的呼声下，对缺电现象十分严重的中国，降低建筑业能耗，努力提高建筑物居住舒适度，是一项长期而艰巨的历史任务。 传统观念认为，建筑物内、外部热量交换主要通过门窗和屋顶进行，所以过去建筑物保暖主要考虑门窗和屋顶的隔热性。但试验表明，建筑物内外热交换约有l3是通过维护结构(即墙面)进行。建筑物外墙保温隔热效果如何，直接影响着其内部居住者的生活舒适程度，也影响着冬季取暖和夏季降温的能耗(电耗)。关于建筑物综合隔热措施的实施效果，最近有这样一组实验数据：A房间不采取节能措施，而B房间采用节能门窗(双层玻璃)和外墙外保温系统，两房间全年温度夏季控制在26C，冬季控制在18情况下，A房间全年耗电90。，B房间耗电47。，B房间比A房间节省电耗近48。 上海市规定，2005年所有新建建筑均必须采用节能技术(将有1600万m2的新建住宅采用节能技术)。不仅如此，上海从今年起，今后每年还要对50万m2的既有住宅进行节能改造。 建筑节能必然会增加建筑总造价，但根据测算，所增加的造价只需居民入住712年便可从节省的电能中收回。 外墙外保温系统作为一种对新建建筑和既有建筑均方便