外墙保温的发展论文.doc

外墙保温的发展论文 论文摘要：在研究和分析大量的古今及国内外资料的基础上,结合当前外墙保温体系应用过程中出现的问题进行了总结归纳通过这次深入研究让我对“外墙外保温材料及保温隔热体系将会如何发展”“发展的方向又”等问题都是产生的新的想法同时也为今后的工作提供一些思路 论文关键词：外墙保温,保温板,体系,建筑,建材,阻燃,保温,隔热,发展,未来 引言 进入21世纪以来随着国内建筑面积的逐年递增建筑节能也被提上了日程其中建筑材料的节能性和可施工性就成了研究的重中之重外墙保温材料作为现代建筑中主体材料当中的一种同时也成为了一个成熟的建材行业有独立的研发团队、高端的生产线、庞大的销售团队、完善的外墙保温系统技术、配套的监管部门和全面的国际国内标准及行业企业标准因此我们研究了外墙保温国际及国内发展现状并对其历史及今后的成长趋势产生了浓厚的兴趣 1外墙保温简介及作用 外墙保温顾名思义就是在建筑空间内部墙体附加保温材料,具体来说是将保温隔热体系置于外墙内侧或外侧使建筑达到保温的施工方法从而达到节能的目的；从有利于结构稳定性方面来说外保温隔热具有明显的优势外墙保温板是将外墙保温理论的实物化延伸的产物其是集保温、防潮、隔音、饰面等功能于一体的建筑材料外墙保温板是由工厂化生产现场粘结施工是满足当前房屋建筑节能需求提高工业与民用建筑外墙保温水平的优选材料也是对既有建筑节能改造的首先材料其作用在于：一是保护主体结构延长建筑物寿命；二是基本消除“热桥”影响；三是使墙体潮湿情况得到改善；四是有利于室温保持稳定；五是便于旧建筑物进行节能改造；六是可以避免装修对保温层的破坏；七是增加房屋使用面积 2外墙保温的起源 在远古时期我们的祖先就住在树上据考证当时的类人猿已经会利用简单的工具筑造“树屋”随着人类大脑的不断进化上肢的退化和下肢的壮大使人类的整个身体结果也有了明显的变化他们从树上转移到了树下生活为了避免野兽的袭击大多数的类人猿选择住在岩穴内生活他们会将泥土填充在岩壁的孔洞至上堵住空洞防止蛇虫鼠蚁的侵扰同时达到保温效果由此可见当时的祖先们已经有了保温的初级意识 古代有些游牧民族会将新鲜的牛粪在冬天来临之前贴到墙壁之上一则说是为晒干后可以当做燃料以供寒冷的冬天取暖之用；还有一种作用就是可以给墙壁增加一个外层保护这样既能加厚墙壁以保暖又可填补墙壁缝隙减少冷空气侵入室内达到居室保暖的目的 根据中国黄河流域的考古发现现在的窑洞就是洞穴和房屋二者转型过程中的过度时期当时的人们就知道往穴壁上贴黄色的饼状墙泥这种外附物虽然不甚坚固、美观但可以达到保温的作用因此我们认为这些贴在墙壁上的物质就是现代外墙保温板的雏形 而发展至盛唐时期一些中外古籍中也有提及在建筑宫殿或寺庙时会使用一些中空距离很大的墙板有的则在中空的空间填充一些纤维织物也有干脆在原有墙壁上附着另外一层新的墙面外皮材料从贵重木材、贵重金属、多层蚕丝、压制棉絮、高级香料、漆画彩绘无所不用其极为的目的往往是尽显奢华体现房屋主人身份地位也许当时的人们只是注重美观和价值给自己的面子带来的荣耀但更多的却成就了屋子本身结构的稳定、工学构造的合理、室内保温系统的完善玩笑的讲这就是科学领域之中常说的：“一个伟大的发明往往来源于偶然” 3外墙保温的分类及特点 一般来说外墙保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类除此以外还有墙体自保温系统和外墙夹芯保温但由于这两种保温效果不佳且局限性很大并不被广泛应用 3.1内保温技术及其特点 墙内保温是将保温材料置于外墙结构的内部加做保温层它的特点是主要适用于室内施工速度快,可以保证施工进度；操作方便灵活,不用搭设脚手架可以保证施工进度；综合投资低对基层墙体平整度要求不高应用时间较长；技术成熟、检验标准完善但缺点是会占用过多的房屋使用面积；施工时扰民现象严重；热桥问题无法解决,容易开裂；并且影响居民的二次装修,施工后内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构此种保温系统虽然存在许多弊端但是由于其历史因素所以现在还在广泛应用中其中比较成熟的有以下几种系统： A、石膏基无机防火内保温节能体系： 特点是综合投资低、施工工艺简单无需占用外施工脚手易于在基层墙体上施工、隔音效果好、防火性能高阻燃性A级、抗裂效果好、特别适用于夏热冬冷地区的外墙内保温、内隔墙的保温或作为外墙外保温的补充缺点是热工性能低于有机板系统、同样的热工性能有一定的厚度影响一定的室内使用面积 B、酚醛板外墙内保温体系统： 特点是防寒隔热,热工性能高保温效果好、隔音效果好、石膏基酚醛板系统防火等级为A级缺点是酚醛板应用技术目前还不够成熟无相关规范、综合造价高、须做热桥处理 C、无机保温浆料外墙内保温体系： 施工材料天然环保、隔音效果好、保温材料本身的防火等级为A级,无需设置防火隔离带缺点是综合造价高、保温砂浆的热工性能低于有机类板材、施工厚度不容易控制要控制好吸水率就要增加材料成本 3.2外保温技术及其特点 所谓外墙外保温就是给建筑物穿上一件保温外套这件保温外套既要保温最好又能隔热还要漂亮具体说是在主体墙结构外侧在粘结材料的作用下,用固定材料(胶粘剂、锚固件等)固定一层非承重隔热保温层,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆使之成为一个封闭的保温外壳有效阻断冷（热）桥使建筑达到保温的外墙外保温保温效果好技术合理科技含量高；不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造；作用在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命；有效减少热桥效应,增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度外墙外保温一般有以下几种体系： A、EPS膨胀聚苯板外墙保温节能体系： EPS膨胀聚苯板是以聚苯乙烯树脂为主要原料经发泡剂发泡而成的内部具有无数封闭微孔的材料其特点是综合投资低、防寒隔热,热工性能高吸水率低、保温好、隔音好、没有冷凝点、对建筑主体长期保护但是燃点低烟毒性高且防火性能差自身强度不高对于系统的施工工艺要求较高 B、XPS膨胀聚苯板外墙保温节能体系: XPS膨胀聚苯板是以XPS板为保温材料,采用粘钉结合的方式将XPS板固定在墙面的外表面上聚合物胶浆为保护层以耐碱玻璃纤维网格布为增强层外饰面为涂料或面砖的外墙外保温系统其特点是综合投资低、防寒隔热,热工性能略好于EPS保温效果好、隔音好、对建筑主体长期的保护可提高主体结构耐久性、避免墙体产生冷桥、防止发霉等作用缺点是燃点低防火性能较差需设置防火隔离带施工工艺要求较高一旦墙面发生渗漏水难以修复、透气性极差、烟毒性高目前XPS板材在我国外墙保温的市场份额逐渐增大但将其应用于外墙保温系统时应当解决XPS板材的可粘结性、尺寸稳定性、透气性以及耐火性等 C、喷涂聚氨酯外墙保温节能体系： 一般是利用聚氨酯发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂或浇注于基层墙体上其面层用轻质找平材料找平饰面层可采用涂料或面砖等进行装饰另外也可以采用专用的粘结材料或干挂件将聚氨酯硬泡保温板或保温装饰复合板固定于外墙基层表面形成保温层或保温装饰复合层其特点是防水保温一体化连续喷涂无接缝施工速度快；能够彻底解决墙体防水保温问题性价比很高；聚氨酯是常用保温材料里热工性能最好的材料其质量轻、保温效果好、隔音效果好、耐老化、对建筑主体长期的保护提高主体结构的耐久性缺点是防火性能较差大多数情况下根据相关规定及规范需设置防火隔离带但聚氨酯是热固型材料系统形成后系统的防火性能要远远优于EPS(XPS)薄抹灰外墙外保温系统系统构造措施合理时系统的防火等级可达到A级；现场喷涂受气候条件影响较大尤其在低温时系统的造价有显著的增加 D、EPS保温浆料外墙外保温体系： EPS颗粒保温浆料是由聚苯颗粒与水泥及添加剂组成因此导热系数高于EPS板其特点是综合投资低、透气性能好、隔音效果好、节能利废、保护环境、在夏热冬冷和夏热冬暖地区市场占有率较高、保温材料本身的防火等级为B1级,100m高度内住宅建筑无需设置防火隔离带、适用于建筑各种形状的基面主要缺点是保温砂浆的热工性能低于有机类板材、现场施工厚度不容易控制 E、无机保温浆料外墙外保温体系： 无机保温砂浆一般是指由无机胶凝材料、轻骨料以及其他多种化学外加剂等复合组成的能对建筑物墙体起到保温作用的砂浆按轻质骨料种类的不同（包括开孔珍珠岩、玻化微珠、闭孔珍珠岩、膨胀蛭石等）由于它们自身具有多孔结构因此是一种较好的保温材料此系统施工材料天然环保、隔音效果好、施工性好、耐候、抗裂性好、保温材料本身的防火等级为A级,无需设置防火隔离带系统主要缺点是综合造价高、保温性能相对较低、施工厚度不容易控制、吸水性高要控制好吸水率就要增加材料成本；往往需要和其他保温材料配合使用才能达到节能设计要求 F、酚醛板外墙外保温体系： 所用主体材料酚醛板遇到明火会表面碳化、隔离热源不产生有毒气体、不产生粉尘并且无明火状态下酚醛板材不会自然此系统防寒隔热、热工性能高、保温效果好、耐久性长、隔音效果好保温材料本身的防火等级为B1级,100m高度内住宅建筑无需设置防火隔离带主要缺点是酚醛板应用技术不够成熟、完善且无相关规范及性能指标；综合造价较高 G、保温饰面一体化板外墙外保温体系： 防寒隔热,热工性能高保温效果好；干作业施工工期缩短；隔音效果好；系统主要缺点是空腔系统目前一体化板所用的保温板防火等级均不高防火性能较差；综合造价较高是目前常用保温系统的28倍 H、岩棉板保温系统： 以岩棉为主作为外墙外保温材料与混凝土浇注一次成型或采用钢丝网架机械锚固件进行岩棉板锚固岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品后经工业化高温熔炼成丝的产品其防火性能好、耐久性好尤其适用于防火等级要求高的建筑目前岩棉在墙体保温应用中存在的主要问题是材料本身的强度小施工性较差特别是岩棉吸水、受潮后就会严重影响其保温效果甚至墙体发生霉变、空鼓脱落因此对施工的工艺要求较高岩棉厂家和科研机构如能解决岩棉本身缺陷在未来墙体保温市场份额将增大 I、泡沫玻璃保温系统： 泡沫玻璃是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂等经过细粉碎和均匀混合后再经过高温熔化、发泡、退火制成泡沫玻璃是一种性能优越、绝热防潮、防火保温装饰材料A级不燃烧与建筑物同寿命目前最大问题是成本极高降低成本成为其推广应用的关键 J、发泡陶瓷保温板保温系统： 发泡陶瓷保温板是以陶土尾矿陶瓷碎片河道淤泥掺假料等作为主要原料采用先进的生产工艺和发泡技术经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料产品适用于工业耐火保温、建筑外墙防火隔离带建筑自保温冷热桥处理等产品具有防火阻燃变形系数小抗老化性能稳定生态环保性好与墙基层和抹面层相容性好安全稳固性好可与建筑物同寿命更重要的是材料防火等级为A1级克服有机材料怕明火易老化的致命弱点填补了建筑无机防火保温材料的国内空白但其保温性能欠缺不能单独用于外墙保温使用 3.3墙体自保温系统 只是单一墙体就能满足外墙的保温性能的保温系统该技术体系一般采用无机材料目前常见的墙体自保温材料有加气混凝土、淤泥烧结保温砖、陶粒混凝土砌块、泡沫混凝土砌块、混凝土复合保温砌块（砖）、石膏保温砌块等其特点在于与建筑同寿命、建筑成本低廉、便于维修改造、防火、环保、安全、耐久减少了建筑工序缩短了施工周期未来将有很大发展前景缺点是需要冷桥处理、仅适用于剪力墙占外墙面积比例不大的建筑或内隔墙的保温 3.4外墙夹芯保温 外墙夹心保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等一般为外保温和内保温相互结合使用的系统适用于建筑节能标准较高的建筑目前应用较多的EPS保温砂浆外墙外保温及石膏基无机内保温相结合的方式特别是夏热冬冷地区非常适用其特点是防水、耐候等性能良好、施工要求不高、材料选择广泛缺点是热桥问题严重、建筑面积利用率低、墙体易开裂漏雨 4近代国内外外墙保温的发展 虽然很早就有“外墙保温”但是其真正命名并且使外墙外保温技术形成系统化还是经过了一个漫长的过程因为外墙内保温体系的缺陷性虽然也有使用但市场占有率不是很大因此当前国内外使用的外墙保温体系多指外墙外保温体系而这项技术直至今日国内外的发展状况和标准政策也是各有不同的 4.1国外发展的状况 4.1.1国外保温系统发展的历史 最早建立外墙保温体系的国家普遍认为是德国于1965年提出的（也有学者认为是瑞典）其背景是为了缓解能源危机问题因为二战时德国有大量建筑物受到破坏当时德国人在建筑物外墙粘贴一层聚苯乙烯或岩棉板来修补裂缝后来发现这种做法不但能填补裂缝还可以保温、隔音、防潮性能大幅提高而且居住舒适度也有所提高后来外墙外保温系统作为一种对新建建筑和既有建筑均方便实施的保温系统由于其技术、经济、环境等各方面的优点而被广泛应用但真正的发展高峰期是从1976年到1980年这一时期外墙保温工作成为了一次大范围的政策性工作被欧洲诸国所推崇90年代发展逐步趋于平稳但每年仍有1%2.2%的增长率由于外墙外保温技术在节约能源、改善室内居住环境、延长建筑寿命提高社会及经济效益等诸多方面优势在德国墙体保温采用外墙外保温体系的占绝对优势约占整个建筑保温体系的85%,只此一项一年节约的能耗相当于10万吨标煤大大缓解了能源紧缺的难题90年代后期外墙外保温技术受到了世界范围内的高度重视各国开始了实际的对建筑墙体的节能指标实施工作这种被称之为外墙外保温及装饰系统的建筑节能技术迅速在全球开展起来美国采用外墙外保温技术的时间较短是在20世纪60年代后期才开始使用据1976年的数据统计当时在欧洲南部部分地区应用最多的是外墙内保温系统而在北美地区自保温的结构墙体保温系统更受推崇80年代由于能源短缺问题引发了欧美各国政府大力推动外墙外保温技术使其市场容量以每年15%的速度迅速增长如今外墙外保温建筑已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术 国外的外墙保温系统最初的做法都是直奔节能、保温的主题而且做得相当成功但自从9.11发生以后专家得出结论美国世贸大厦倒塌的真正原因不是由于飞机撞击而是由于主体结构奔溃、以及部分材料不具备阻燃功效由此人们认识到高层、超高层的保温防火性能的重要性因此欧美国家规定22m以上的建筑禁止使用可燃的聚苯乙烯板聚氨酯板等有机材料组成的外墙保温系统目前美国、欧洲部分国家都将目光转向使用新型的、具有阻燃性能的外墙保温装饰材料其中酚醛复合材料、无机复合材料、新型高分子材料都将作为以后发展方向一辈辈的科技人员在艰难中探索前行 欧洲是世界上最早开展外保温技术认定的地区1979年欧洲建筑技术鉴定联合会发布了EPS板薄抹面外保温系统鉴定指南并于1988年发布了更新版1992年发布了无机抹面层的外保温系统鉴定指南2000年欧洲技术认定组织发布了有抹面复合外保温系统欧洲技术认定指南该指南对外保温系统的技术性能、试验方法以及技术认定要求做了全面规定是对外保温系统进行技术认定的依据在欧洲是把外保温系统作为一个整体进行认定的包括外保温系统的构造和设计、施工要点系统和组成材料性能及生产过程质量控制等诸多方面 4.1.2国外保温系统分类及应用情况 外墙外保温体系在国外称为EIFS系统即外墙保温和装饰系统其由界面层、保温层、抗裂防护层和饰面层组成这一系统以其轻质、环保、节能、保温、隔音、能源利用率高、设计灵活性、创意性强等特点受到人们的推崇目前外墙外保温技术在欧洲国家使用最多的外墙外保温系统主要有三种：发泡聚苯板薄抹灰外墙外保温系统、岩棉纤维平行于墙面的外墙外保温系统、岩棉纤维垂直于墙面的外墙外保温系统其他应用系统还有玻璃棉外保温系统、聚氨酯外保温系统等但这些使用的很少其主要原因是出于当地法令和人力资源匮乏等客观原因所致值得提到的还有近年来由于全世界性重视建筑材料防火功能的势头正猛除了各种新型材料层出不穷外其中研发、生产规模、产品口碑等成就优异的企业也很多诸如：英国普玛洛克、英国可耐福、英国金斯潘、德国艺高、美国西碧、美国泡沫技术、美国陶氏、美国欧文斯科宁、日本旭化成等 4.2国内发展的状况 4.2.1国内保温系统发展的历史 在我国外墙保温已经有了二十几年的发展历史自20世纪80年代起步当时是以科研院所为主开始时多为内保温技术由于地理和气候条件影响最早开始的是北方寒冷并采用供热采暖地区使用主要在外墙内保温方面做了一些应用经过实践由于室内外温差过大易形成冷凝水内墙发霉等问题；90年代初国外一大批知名的保温企业入驻中国他们起到的作用包括引导政策、引进技术、培育人才、树立行业标杆等并且这些企业大都建立了自己的研发生产基地和分公司在这一特定时期起到了相当大的作用；90年代中后期国内也涌现了一批有眼光、有实力的本土企业他们拥有自己的科研力量致力于推广和完善外墙保温的工艺、施工方案、材料技术等体系之中的方方面面；90年代末在学习和引进国外先进技术的基础上已初步形成了一套完整的技术体系基本与世界总体水平保持同步在北京和东北的一些地区已经大范围开始使用外墙保温技术21世纪伊始由于国家整体政策大方向的影响全国各地省级以上城市将强制执行建筑材料行业节能标准在节能降耗的呼声下降低建筑业能耗努力提高建筑物居住舒适度就成了一项长期而艰巨的任务 近年来国内高层建筑如央视文化中心、中央美院学生宿舍、乌鲁木齐供水高层、上海滨江大道汤臣一品大厦、济南奥体中心、北京大学体育馆（奥运乒乓球馆）、中国科技馆新馆、哈尔滨经纬360度双子星大厦、沈阳皇朝万鑫大厦、上海胶州教师公寓、南京中环国际广场等连续出现大型火灾这些高层建筑一旦发生火灾火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、人员伤亡严重、财产损失巨大为解决这一问题根据我国城市建筑的特点对外墙保温系统的防火性能要求更加严格无论是国内自主创新研发的系统产品还是从国外引进的系统产品都一定要满足防火安全要求并且防火等级正在逐步提高因此对外墙保温体系的要求是不仅保温效果要好而且防火等级都要达到A级在国内新型的复合材料尤为引人注意如酚醛复合保温板和近年来新出的一种GVES无机复合材料防火保温板尤为突出其不仅防火等级达标、保温性能好且性价比和施工条件及人员费用都令人满意 国内的相关标准制度有：1995年颁布民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）开始1997年的建筑材料燃烧性能分级方法、年建外墙外保温建筑构造（一）建设领域推广应用新技术管理规定建设部推广应用新技术管理细则轻骨料混凝土技术规程、年夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统、年中华人民共和国行业标准外墙外保温工程技术规程、年外墙外保温工程技术规程公共建筑节能标准江苏省工程质量通病控制标准附条文说明、年民用建筑节能管理规定、年建筑节能工程施工质量验收规程泡沫混凝土砌块、年民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定、年北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录(年版)建筑外墙外保温用岩棉制品、年公安部下发的关于进一步明确民用建筑外墙保温材料消防监督管理有关要求的通知砌体结构施工验收规范、年颁布的关于发布墙体保温系统与墙体材料推广应用和限制、禁止使用技术的公告关于建筑外墙保温材料消防安全专项整治工作情况的通报等等相继出台除了这些标准外还有各种对材料及施工方法的配套检测试验方法颁布这些规范条例虽然仍显不足但对外墙外保温行业的发展起到了很大积极作用 4.2.2国内保温系统分类及应用情况 中国是一个人口大国,为满足这样一个人口庞大的国家每年的房屋需求每年新建房屋的面积高达17亿18亿m2建筑材料的用量之大可见一斑其中外墙保温材料就是其中的一大类国内的外墙外保温体系争奇斗艳,所用保温材料品种也多不胜数目前应用最多的是外墙外保温系统已较成熟并得到推荐的外墙外保温体系有：聚苯板薄抹面外墙外保温体系胶粉聚苯颗粒保温隔热浆料外墙外保温体系现浇混凝土复合无网聚苯板外墙外保温体系现浇混凝土复合聚苯板钢丝网架板外墙外保温体系机械固定聚苯板网架板外墙外保温体系这些系统共同的特点是导热系数小保温性能