（土木工程专业论文）EPS薄抹灰外墙外保温系统的应用研究.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 随着建筑节能和环境保护要求的不断提高，世界各国对建筑节能技术给予了充分的 重视。4 0 多年来，各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能 法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作，不但节省了大 量的能源，取得了可观的经济效益，同时改善了环境，降低了对大气臭氧层的破坏。 建筑围护结构的保温是建筑节能的一个重要方面，并且其地位也日益得到加强。在 建筑围护结构的保温中，又以外墙外保温的发展最为迅速。外墙外保温技术具有能显著 降低k 值、消除热桥、防止内墙结露、保持室内气候平稳、保护建筑物外墙，延长建筑 物使用寿命，以及为建筑物( 尤其是老建筑物改造项目) 提供美观的外立面效果等特点， 已逐步成为外墙保温的主流技术。在国外，特别是在欧洲、美国等地区外墙外保温在建 筑业中得到了非常广泛的应用。从9 0 年代初，在政府的大力提倡下，外墙外保温技术 也开始在我国得到了开发和应用，市场前景非常广阔。 目前，在欧洲国家广泛应用的外墙外保温系统主要有三种。其一为膨胀聚苯板薄抹 灰外墙外保温系统；二是岩棉纤维平行于墙面的外墙外保温系统；三是岩棉纤维垂直于 墙面的外墙外保温系统，而美国以第一种为主，都主要以涂料饰面为主，瓷砖饰面的工 程相对很少。外墙外保温系统在欧洲的应用，最初是为了弥补墙体裂缝。通过实际应用 后发现，当把这种泡沫塑料板粘贴到建筑墙面以后，的确能够有效地遮蔽墙体出现的裂 缝等问题，同时又发现，这种复合的墙体材料具有良好的温隔热性能，节约了能耗。同 时，重质的墙体外侧复合轻质的保温系统又是最合理的墙体结构组合方式。外保温不但 解决了保温问题，又减薄了对力学要求来说过于富足的墙体厚度，减少了土建成本；而 这种复合的墙体结构在满足力学要求的同时还在隔音、防火防潮、热舒适性等各方面都 具有最佳性能。 欧美在近4 0 余年的应用历史中，对外墙外保温系统进行了大量的基础研究，如e p s 板薄抹灰外墙外保温系统的耐久性的问题、安全性的问题；在寒冷地区中的露点问题； 不同类型的系统在不同冲击荷载下的反应；试验室的测试结果与实际工程中性能的相关 性等。在大量的实验研究的基础上，目前，欧洲和美国对外墙外保温已有严格的立法工 作，其中包括要求对外墙外保温系统的强制认证标准，以及对于系统中相关组成材料的 标准等。由于欧美国家有着相应健全的标准、严格的立法，对于外墙外保温系统的耐久 性，一般都可以保证有2 5 年的使用年限。事实上，这种系统在上述地区的实际应用历 史已大大超过2 5 年。2 0 0 0 年欧洲技术许可审批组织e o t a 发布了名称为带抹灰层的 e p s 薄抹灰外墙外保温系统的应用研究 墙体外保温复合体系技术许可( e t a g0 0 4 ) 的标准。这个标准是欧洲外墙外保温体 系几十年来成功实践的技术总结和规范。 中国由于外墙外保温系统起步比较晚，在外墙外保温体系基础理论研究方面和 实践应用方面的总结相对比较少，整个行业目前产品林立、质量良莠不齐，给整个行业 的发展带来了很大的隐患。 本文通过对目前中国市场使用最多的e p s 外墙外保温系统进行热学方面的试验，结 合大连当地的使用环境，从而对e p s 外墙外保温系统进行比较系统的分析，为e p s 板 外墙外保温系统在大连的长期应用提供理论依据。 在试验研究部分，本文分析了和e p s 板外墙外保温体系相关的几个主要因素一如： 太阳辐射、气温、风速对e i f s 传热的影响，阐述了现场对比实验的设计和测试原理， 并在对比实验设计中对上述影响因素进行了充分表征。对比实验收集了一年中大连地区 的气象数据，分析了不同朝向上e i f s 墙体和对比墙体在冬夏典型气候条件下一天内的 截面温度分布，探讨了大连地区夏季墙体一天内的传热规律。对e i f s 墙体在冬季水蒸 气冷凝问题进行了验算，区分了大连地区的过渡季节。对比实验证明了在冬夏季节，e i f s 房间空气温度比对比房间空气温度稳定得多，各个朝向上e i f s 墙体内表面温度与室内 空气温度均基本相当。保温板覆盖下的墙体结构层各截面温度基本相当，没有明显的温 度梯度。在冬季，e i f s 墙体的保温层与结构层之间没有出现结露迹象。 在数值模拟部分，本文推导了空调条件下墙体的传热方程和热质耦合有限元方程， 利用数值模拟的方法论证了保温板厚度对隔热、保温性能的影响，比较了内、外保温墙 体在隔热、保温性能上的区别。数值模拟证明了相同的保温材料和结构层排列顺序不同 时，其热工性能将发生改变，对室内环境的影响也将有所不同。在相同条件下外保温墙 体的温度场分布比内保温墙体更加均匀，说明前者比后者更能营造舒适的室内环境，而 且后者更加容易产生由于温度场不均匀导致的温度裂缝。数值模拟还进一步说明了在保 温层厚度超过5 0 m m 后，保温材料后度增加将不再会引起墙体热阻的明显增加。 关键词：e p s 板外墙外保温系统保温性能舒适性 大连理工大学专业学位硕士学位论文 w i t ht h ee o n s m a e t i o nr e q u i r e m e n t so fe n e r g y - s a v i n ga n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n c o n s t a n t l yi m p r o v i n g , e o t m l z i e si nt h ew o r l df o rc o n s t r u c t i o no fe n e r g y - s a v i n gt e e l m o l o g i 鹤 g i v ef u l la t t e j a t i o n f o rm o r et h a n4 0y e a r s e o u n l z i e si nb u i l d i n gd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n , t h e n e wb u i l d i n gi n s u l a t i o nm a t e r i a l s d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o n , b u i l d i n ge n e r g y - s a v i n g r e g u l a t i o n sf o r m u l a t i o na n di m p l e m e n t a t i o no fb u i l d i n ge n e r g y - s a v i n gp r o d u c t ss u e l aa s a u t h e n t i c a t i o na n dm a n a g e m e n th a v e d o n eal d to f w o r k , n o to n l ys a v eal o to f e n e r g y , n l a k ea c o n s i d e r a b l eo c o n o m i eb e n e f i t s ，i m p r o v et h ee n v i r o n m e n t , a n dl o w e rt h ed e s 缸3 1 c t i o no ft h e a l m o s p h e r i eo z o n e b u i l d i n ge n v e l o p ec o n s t r u c t i o no fe n e r g y - s a v i n gi n s u l a t i o ni s 柚i m p o r t e ra s p e c t , a n d i t sp o s i t i o nh a sb e e ni n c r e a s i n g l ys t r e n g t h e n e a i nt h eb u i l d i n ge n v e l o p ei n s u l a t i o nt h eo u t s i d e w a l li n s u l a t i o nh a sm o s tr a p i d l yd e v e l o p e d e x t e r i o ri n s u l a t i o nt e e h n o l o g i e sc a ns i g n i f i c a n t l y l o w e rt h ev a l u ee l i m i n a t et h e r m a lb r i d g e sa n dp r e v e n tc o n d e n s a t i o ni n t e r i o ri t om a i n t a i na s m o o t hi n d o o rc l i m a t e ，kp r o t e c t i o no ff a c a d e s ，e x t e n d ss o l v i c el i f eo fb u i l d i n g s a n dt h e b u i l d i n g s ( e s p e c i a l l yi nt h eo l db u i l d i n g sr e c o n s t r u c t i o np r o j e c t ) ，a t l r a e t i v e l yc l a d d i n g se f f e c t c h a r a c t e r i s t i c s ，h a v eb e c o m et h em a i l l g i t e a mo f w a l ii n s u l a t i o nt e c h n o l o g y i no t h e rc o u n t r i e s ， p a r t i c u l a r l yi ne u r o p e t h eu n i t e ds t a t e sa n do t h e rr e g i o i l so u t s i d ew a ni n s u l a t i o ni nt h e c o n s t r u c t i o ni n d u s t r yh a sb e e nv e r yw i d e l yu s e d f r o mt h ee a r l y1 9 9 0 s ，t h eg o v e r n m o n t v i g o r o u s l yp r o m o t e d , e x t e r i o ri n s u l a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e e ns t a t e d i nc h i n af o rt h e d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o nm a r k e tp r o s p e c t sa l ev e r yb r i g h t a tp r e s e n t , t h e l e 黜t h r e em a j o re x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e mw i d e l yu s e di ne u r o p e a n c o u n t r i e s n 伧f i r s ti s e x p a n d i n gp o l y s t y r e n eb o a r dt h i np l a s t e re x t e r n a lw a l li n s u l a t i o n s y s t e m s ；t w or o c kw o o lf i b e ri sp a r a l l e lt ot h ee x t c m a lw a l li n s u l a t i o ns y s t e m s ；s e c o n d l y ， r o c kw o o lf i b e r sp e r p e n d i c u l a rt ot h ee x t a i o rw a l li n s u l a t i o ns y s t e m ，a n dt h eu n i t e ds t a t e s m a i n l yi nt h ef i r s t , a l r l 。t op a i n tf i n i s h e s , d e c o r a t i v et i l ew o r k sr e l a t i v e l ys m a l l e x t e r n a lw a l l i n s u l a t i o ns y s t e a na p p l i e si ne u r o p e , i n i t i a l l yt oc o v e rc r a c k si nt h ew a l l 啊扯p r a c t i c a l a p p l i c a t i o ns h o w e dt h a tw h e ns u c ha d h e s i v ef o a mb o a r dc o n s l t u c t i o no ft h ew a l l ，i n d e e d e f f e c t i v e l ys h i e l d e dt h ew a l lc r a c k s ，w h i c ha l s of o u n d t h a tt h i sc o m p o s i t ew a l lm a t e r i a lw i t h g o o di n s u l a t i n gp r o p e r i t so ft h et e m p e r a t u r e , s a v i n ge n e r g yc o n s u m l ) t i o n m e a n w h i l e , t h e q u a l i t yo ft h e l a t e r a lw a l lo fl i g h tc o m p o s i t ei n s u l a t i o ns y s t e mi st h em o s tr e a s o n a b l e c o m b i n a t i o no fw a l ls t r u c t u r e i n s u l a t i o nn o to n l ys o l v e dt h ep r o b l e mo ft h e r m a li n s u l a t i o n , m e c h a n i c a lt h i m a i n go ft t a er e q u i r e m e n t sa l et o oa f f l u e n tw a l lt h i c k n e s s ，r e d u c et h ec o s to f e p s 薄抹灰外墙外保温系统的应用研究 c i v i le n g i n e e r i n g ；1 1 | i sc o m p o u n dw a l ls t r u c t u r em _ t st h er e q u i r e m e n t so ft h em e c h a n i c a l n o i s e , 甜t h es a n l et i m e , m o i s t u r e - p r o o ff i r e t i l e r m a c o m f o r t , a n do t h e ra s p e c t sh a v et h e b e s tp e r f o r m m c e i nt h ep a s t4 0y e a r so f h i s t o r yo f e u r o p ea n dt h eu n i t e ds t a t e s ，l o t so f b a s i cr e s e a r c ho n t h ee x t e r n a lw a l li n s u l a t i o ns y s t e mh a v eb e e ni n a d e e p sp l a t ea st h i np l a s t e re x t e r n a lw a l l i n s u l a t i o ns y s t e md u r a b i l i t yi s s u e s ，s e c u r i t yi s s u e s ；i nac o l dr e g i o no fd e wp o m t ；d i f f e r e n t t y p e so fs y s t e m si nd i f f e r e n tu n d e ri m p a c tl o a d i n gr e a c t i o n ；l a b o r a t o r yt e s tr e s u l t sa n dt h e a c t i l a lp e r f o r m a n c eo f p r o j e c t sr e l a t e dt on a t u r e i nal a r g en u m b e ro fe x p e r i m e n t a ls t u d i e s0 1 1 t h eb a s i so ft h ec u r r e n t , e u r o p ea n dt h eu n i t e ds t a t e se x t 6 n l a lw a l li n s u l a t i o nh a v es t r i c t l e g i s l a t i o n s ，w h i c hi n c l u d et h ee x t e r n a lw a l li n s u l a t i o n $ y s t c l no fc o m p u l s o r yc e r t i f i c a t i o n s t a n d a r d s ，a n dt h es y s t e mf o rt h ec o m p o s i t i o no f m a t e r i a l sr e l e v a n ts t a n d a r d s a se u r o p ea n d t h eu n i t e ds t a t e sh a v eac o r r e s p o n d i n gs o u n ds t a n d a r d s , s t r i c tl e g i s l a t i o nf o re x t e r n a lw a l l i n s u l a t i o ns y s t e md u r a b i l i t y , g e n e r a l l yc a r lg u a r a n t e e2 5y e a r so f s e r v i c e a b l el i f e i nf a c t , s u c h as y s t e mi nt h e s er e g i o n s ，t h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o nh a sb e e ng r e a t l yh i s t o r yf o rm o r et h a n2 5 y e a r s 2 0 0 0e u r o p e a nt e c h n o l o s yp e r m i s s i o no r g a n i z a t i o n sf r a g m e n t sr e l e a s e dt h en a m eo f t h e “b a n do f w a l lp l a s t e rl a y e rc o m p o s i t ei n s u h t i o ns y s t e mt e c h n o l o g yl i c e n s i n g ”( e t a g0 0 4 ) s t a n d a r d s ，n l i si st h ee u r o p e a ns t a n d a r de x t c a n a lw a l li n s u l a t i o ns y s t e mf o rd e c a d e st ot h e s u c c e s s f u li m p l e m e n t a t i o no f t h et e c h n i c a ls u m m a r ya n dn o r n l s b e c a u s ec h i n ae x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e mm a r t ss ol a t et h a te x t e r n a lw a l li n s u l a t i o n s y s t e m b a s e d o n t h e o r e t i c a lr e s e a r c h a n d p r a c t i c a la p p l i c a t i o n o f a r e l a t i v e l ys m a l lg 哪u p t h e e n t i r ef o r e s tp r o d u c t ss e c t o r , a n dt h eq u a l i t yv a r i e sg r e n f l yt ot h ed e v e l o p m e n to ft h ew h o l e i n d u s t r yi sab i gp o t e n t i a ld a n g e r b a s i c a l l yt h ec h i n am a r k e tu s e st h em o s te p s e x t e r n a lt h e r m a li n s u l a t i o ns y s t e mf o r m e c h a n i c a l ，t h e r m a la s p e c t so ft h ep i l o t , w i t hd a l i a n st h eu s eo ft h el o c a le n v i r o n m e n t , s o r i g h te p se x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e md u r a b i l i t ya n ds a f e t yt oe n g a g ei ns y s t e m a t i ca n a l y s i s ， e p sw a l lp a n e l sf o rt h e r m a li n s u l a t i o ns y s t e mi nd a l i a nt op r o v i d el o n g - t i m et h e o r y 。 i np a r to ft h ep i l o ts t u d y , w ea n a l y z e dt h ep l a t ea n de p se x t e r n a lw a l li n s u l a t i o ns y s t e m o fs e v e r a lm a j o rf a c t o r s 一- s u c ha s ：r e s p e c t , p r e s s u r e t e m p e r a t u r e , h u m i da n dc o n t r a c t i o no f w a t e rr i g h te p sp l a t ee x t c 删w a l li n s u l a t i o ns y s t e md u r a b i l i t ya n ds a f e t yi m p a c t s ；s o l a r r a d i a t i o n , t e m p e r a t u r e 丽n ds p e e do nt h ei m p a c to f h e a te i f s d e s c n b e dt h es o , e n ei nc o n t r a s t t ot h ee x p e r i m e n t a ld e s i g na n dt e s t i n gp r i n c i p l e s ，a n de x p e r i m e n t a ld e s i g ni nc o n t r a s tt ot h e a b o v ef a c t o r sh a daf u l lc h a r a c t e r i z a t i o n c o m p a r i s o no ft h ee x p e r i m e n t a lc o l l e c t i o nd a l l a n y e a ro fm e t e o r o l o g i c a ld a t aa n a l y s i so fd i f f e r e n tt o w a r d se i f so nt h ew a l la n dt h ew a l li n c o n t r a s tt ot h et y p i c a lw e a t h e rc o n d i t i o n sf r o mw i n t e rt os u m n l e rd a yu n d e rc r o s s s e c t i o no f t h et e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o nd i s c u s s i o no n 也ew a l ld a l i a nf f u m m e rh e a to f t h ed a yw i t h i nt h e l a w e i f sw a l lo f w a t e rv a p o rc o n d e n s i n gi nt h ew i n t e ri s s u eo f t h ev a l i d i t yo f t h ed i s t i n c t i o l l i v 大连理工大学专业学位硕士学位论文 b e t w e e nd a l i a nt r a n s i t i o ns e a s o n s c o m p a r i n gt h er e s u l t so f t h ew i n t e ra n ds t l i b m e rs e a s o n s ， e 礤sr o o n la i rt e m p e r a t u r et h a nr o o ma i rt e m p e r a t u r ec o n t r a s ti sm u c hm o r es t a b l e e so n a l lt o w a r d st h ei n s i d ew a l ls u r f a c et e m p e r a t u r ea n dt h ei n d o o ra i rt e m p e r a t u r ei sv e r yb a s i c i n s u l a t i o nb o a r du n d e rt h ec o v e r a g eo f t h ew a l ls t r u c t u r eo f t h ec r o s s - s e c t i o l lo f t e m p e r a t u r e i sv e r yb a s i c n os i g n i f i c a n tt e m p e r a t u r eg r a d i e n t hw i n t e r , t h ee sw a l li n s u l a t i o nl a y e r a n dt h el a y e rs l r u c t u r eb e t w e e nn os i g n so f c o n d e n s a t i o n ht h en u m e r i c a lp a r t , t h ea u t h o r sd e r i v e dt h ec o n d i t i o n su n d e ra i rc o n d i t i o n i n gw a l lo f h e a tt r a n s f e ra n dh e a tu a n s f e re q u a t i o n sc o u p l e df i n i t ee l e m e n te q u a t i o n , m u n e r i c a l s i m u l a t i o nm e t h o dd e m o n s t r a t e dt h a tt h et h i c k n e s so f t h ei n s u l a t i o nb o a r di n s u l a t i o n , t h e r m a l i n s u l a t i o np r o p e r t i e s ，c o m p a r i n gi n s u l a t i o ni nt h ew a l li n s u l a t i o n , t h e r m a li n s u l a t i o n p r o p e r t i e so fd i s t i n c t i o n s i m u l a t i o ns h o w st h es a m ei n s u l a t i n gm a t e r i a la n ds u u c t u r a ll a y e r s e q u e n c i n gt i m e , t h et h e r m a lp e r f o r m a n c ew i l lc h a n g e ，o nt h ei m p a c t o ft h ei n d o o r e n v i r o n m e n tw i l lb ed i f f e r e n t u n d e rt h es a b l ec o n d i t i o n si n s u l a t i o nw a l lt e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o nw i t h i nt h ei n s u l a t i o no v e rt h ew a l lm o r ee v e u l y , n o t e st h ef o r m e rm o r et h a nt h e l a t t e rt op r o v i d eac o m f o r t a b l ei n d o o re n v i r o n m e n t , a n dt h el a t t e ra sm o r ep r o n et ou n e v e n t e m p e r a t u r et ot h et e m p e r a t u r ec r a c k s n u m e r i c a ls i m u l a t i o ni sf u r t h e ri l l u s t r a t i o no ft h e i n s u l a t i o nt h i c k n e s so v e r5 0 m m , i n s u l a t i o nm a t e r i a l si n c r e a s ew i l ln o tl e a dt ot h ew a l l r e s i s t a n c ei n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y k e yw o r d s ：e p se i f s ( e x t e r n a li n s u l a f i o nf i n i s h e ds y s t e m ) c o m f o r t v 一 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者 1 日期勰f ( | 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签 导师签 年l 月彳日 乎 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 概述 1 1 问题的提出 外墙外保温系统是在外墙结构层的室外一侧覆盖保温材料的复合墙体。对节能建筑 的研究始于处在严寒气候条件下的发达国家。在实现建筑的节能和营造舒适的室内热环 境而采用的各种措施中，外墙外保温系统已经成为主流，以至于在欧美国家中往往有几 十种外墙外保温体系争奇斗艳，其中又以外墙外保温装饰及防水系统，又称 e i f s ( e x t e r n a li n s u l a t i o nf i n i s h e ds y s t e m ) 系统最为流行。 我国建筑节能技术开发起步较晚，1 9 8 6 年才颁布了民用建筑节能设计标准。 最近几年，民用建筑热工设计规范g b 5 0 1 7 6 - 9 3 、民用建筑节能设计标准( 采暖居 住建筑部分) j g j 2 6 - 9 5 、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准j g j l 3 4 2 0 0 1 及若 干地方标准的相继出台，反映了近来节能建筑在中国的蓬勃发展。而自2 0 0 3 年7 月1 日开始实施的膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统j g l 4 9 - 2 0 0 3 和2 0 0 5 年3 月1 日开 始实施的外墙外保温工程技术规程无疑使这种在发达国家已经使用了四十多年的复 合墙体形式有了在中国使用的技术法规依据。然而，中国广阔的疆域和多样的气候条件 决定了不能将在欧美国家严寒地区使用的外墙外保温材料、系统及施工技术在中国生搬 硬套，而应该根据中国各地特定的气候条件和当地使用的结构材料，对外墙外保温的耐 久性、安全性以及在节能保温方面的有效性方面进行研究和评估，以寻找适合的外保温 体系，实现外保温体系生产的本土化。 从建筑热工设计的角度，我国划分成五个区域，即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬 暖和温和地区( 如图1 1 所示) 。寒冷地区的主要分区指标是最冷月平均温度o 一1 0 ，日平均温度5 的天数在9 0 一1 4 5 天。该地区包括北京、天津、大连、兰州、太 原、唐山、阿坝、喀什、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、大水、西安、拉萨、康定、 济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州等主要城市和地区。 以大连地区为例，本地区最冷月平均温度为一5 一8 ，最热月平均温度为2 4 左 右，冬季室外平均相对湿度为5 8 ，夏季多雨。在这种气候条件下，用于外墙外保温系 统的保温材料必须具有稳定的保温性能，安全性能和良好的耐久性能。因而，对e i f s 在寒冷地区的应用进行研究，必须立足于体系的热功性能、安全性和保温性能及耐久性 的研究，在满足节能、健康、环保及安全地前提下，保证e i f s 的耐久性，为本地区健 康的开展建筑节能工作提供参考和依据。 e p s 薄抹灰外墙外保温系统的应用研究 图1 1 中国建筑气候分布图 一2 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 2 外墙外保温系统的构造及材料 1 2 1 外墙保温体系的分类 外墙保温系统是在建筑物的外墙覆盖导热系数小的绝热材料，阻止大气环境中的热 负荷或冷负荷向室内传播。建筑常用的外墙保温体系有内保温、外保温和内外混合保温 体系，外墙外保温体系相对于其他两种保温体系有很大的优点。 ( 1 ) 外墙内保温体系 外墙内保温是在外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料，从而使建筑达到保温 节能的施工方法。由于内保温体系保护的位置仅仅在建筑内墙及梁的内侧，内墙及板对 应的外墙部分得不到保温材料的保护，因此，在此部分易形成冷( 热) 桥，冬天室内的 墙体温度与市内的温度差可达到1 5 以上，一旦室内的温湿度条件适合，在此处即可形 成结露现象。结露水的浸渍将造成保温隔热墙面发霉、开裂，结构冷( 热) 桥而产生结 露现象是外墙内保温的一个最大的缺陷。另外，室外温度变化幅度大，外墙产生的反复 形变应力，使外墙极易遭受温差应力的破坏，也易造成内保温隔热体系的空鼓开裂。 ( 2 ) 内外墙混合保温体系 内外墙混合保温是局部外保温、局部内保温的混合保温方法，混合保温对建筑机构存 在着严重的损害。外保温做法的部位使建筑物的结构墙体主要受室内温度的影响，温度 变化相对较小，产生的温差变形应力也相对较小；而内保温做法的部位使建筑物的结构 墙体主要受室外环境温度的影响，室外温度波动较大，产生的温差变形应力相对也较大。 这种保温方式，使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸，极 易产生温度裂缝，缩短整个建筑的寿命。 ( 3 ) 外墙外保温体系 外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑达到保温的施工方法。由于外 保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，仿佛是给建筑物穿了一件厚厚的棉衣，可以阻止 室外气温对墙体的影响，墙体温度变化平缓，热应力减少，主体墙体产生裂缝、变形、 破损的危险大为减轻，可有效地提高主体结构的耐久性；同时可以有效阻断冷( 热) 桥， 减少热量损失，避免室内墙面潮湿、结露、发霉。另外，外墙外保温可以解决内保温的 墙面无法吊挂物件及无法安装窗帘盒、散热器的矛盾。 目前外墙外保温工程技术规程中主要推荐的五种外墙外保温系统： e p s 板薄抹灰外保温系统，以e p s 板为保温材料，玻纤网增强聚合物砂浆抹灰层和 饰面涂层为保护层，采用粘结方式固定，抹灰层厚度小于6 岫的外墙保温系统。 e p s 薄抹灰外墙外保温系统的应用研究 胶粉e p s 颗粒保温浆料外保温系统，以矿物胶材料和e p s 颗粒组成的保温浆料为保 温材料，并以现场抹灰方式固定在基层上，以抗裂砂浆玻纤网增强抹灰层和饰面层为保 护层的外墙外保温系统，此种保温系统可以粘贴面砖。 现浇混凝土复合无网e p s 板外保温系统，用于现浇混凝土剪力墙体系。以e p s 板为 保温材料，以玻纤网增强抹灰层和饰面层为保护层，在现场浇灌混凝土时将e p s 板置于 外模板内侧，保温材料与混凝土基层一次浇注成型的外墙外保温系统，此外墙保温系统 在高层剪力墙结构住宅使用较多。 现浇混凝土复合e p s 钢丝网架板外保温系统，用于现浇混凝土剪力墙体系。以e p s 单面钢丝网架板为保温材料，在现场浇灌混凝土时将e p s 单面钢丝网架置于外模板内侧， 保温材料与混凝土基层一次浇注成型，钢丝网架板表面抹水泥抗裂砂浆并可粘贴面砖材 料的外墙外保温系统。 机械固定e p s 钢丝网架板外保温系统，采用锚拴或预埋钢筋机械固定方式，以腹丝 非穿透型e p s 钢丝网架板为保温材料，以锚固于基层墙体上，表面抹水泥砂浆并可粘贴 面砖材料的外墙外保温系统，旧住宅改造常用此系统。 其他正在开发的外墙外保温系统 岩棉外保温系统，以岩棉为主作为外墙外保温材料与混凝土一次浇注成型或采取钢 丝网架机械锚固件进行岩棉板锚固。特点：耐火等级高，保温效果好，具有外保温系统 增强防火性能。 硬泡聚氨酯外保温系统，用聚氨酯发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂于基层墙体上， 聚氨酯材料面层用找平材料找平，饰面层可用涂料或面砖等进行装饰。特点：保温效果 好，可达到节能6 5 5 ，且施工速度快，能明显缩短工期。 保温砌块和预制保温板外保温系统，用轻质砂浆预制成保温砌块或工厂预制的保温 挂板与墙体复合形成保温系统。特定：施工速度快，能明显缩短工期。 x p s 板外保温系统，用x p s 板代替e p s 板形成的保温系统。特点：导热系数低，保 温性能好，但x p s 板粘结性以及透气性需要加以研究。 ( 4 ) 外墙外保温系统，如图1 2 所示。 这种系统将底层粘结剂、保温层、耐碱玻璃纤维增强网和外装饰防水层组合在一起。 优点是施工简单，适合旧房的节能改造和外装饰处理，保温隔热性能、耐候性能优异， 防水性能、抗裂性能好，而且与涂料、装饰砂浆、面砖等多种外装饰材科很好的匹配。 这种系统目前已经成为外墙外保温体系研究i 应用的核心。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 图1 2e i f s 体系示意 1 2 2 应用于e i f s 的材料及其性能 应用于e i f s 的材料，从在该系统中发挥的作用角度来分可以分为粘结剂、绝热材 料、底层砂浆、耐碱玻璃纤维增强网和面层五大类。这五类材料分别必须满足以下技术 要求： 粘结剂：粘结剂是用来粘结保温材料和墙体结构材料的。由于保温材料多为轻质纤 维或高分子材料，如岩棉、矿棉、聚苯乙烯板等，而墙体结构材料多为容重较大的硅酸 盐制品，所以粘结剂必须能够同时与上述两种性质不同的