外墙外保温选材.doc

在大部分高能耗建筑中，墙体和外窗的散热损失占建筑物热损失总量的85左右。因此要实现建筑节能，就必须提高外墙的保温性能。在国家大力推动建筑节能的当口，外墙外保温应用已成趋势，然而，由于设计、材料、施工、价格及标准等原因，外墙外保温系统存在的问题令人头疼：饰面层脱落、空鼓、开裂、室内返霜、结露以及防火材料存在火灾隐患、脱落、耐久性等质量问题。鉴于此，建筑要选好与之匹配的产品，包括陶瓷面砖、涂料及防火材料等。面砖材料：慎重选材+合理施工 很多时候，房地产项目更倾向于应用陶瓷面砖作为外墙外保温的装饰层，这不仅因其易擦洗，还因为其装饰效果好，能凸显项目品质。然而，在轻质、柔性的外墙外保温体系上使用陶瓷面砖还存在着许多问题，比如开裂、脱落等，令人遗憾的是这些问题并没有被国内一些工程所重视。 “开裂和渗水的外墙外保温比不做外墙外保温影响还坏，而且很难修复。规避这些问题的方法并不难，只要在选材上细心，在施工上合理就可以过关了。”上海申得欧有限公司总工程师林宣益表示。多问题存在 在陶瓷面砖与外墙外保温间存在的首要问题是安全性问题。与涂料饰面层相比，陶瓷面砖作为饰面层的安全性问题首先是自重，以涂料为饰面层的外墙外保温体系自重一般不会超过10kg/m2（EPS板与防护、外饰层），而陶瓷面砖饰面层的外墙外保温体系自重可达到50kg/m2以上，甚至80kg/m2，为涂料体系的58倍。 其次是温湿剪切应力，由于陶瓷面砖的刚性远大于涂饰面，与体系防护面层所要求的柔性相抵触，较之于直接在刚性墙面上粘贴陶瓷面砖（刚刚），或较之于涂饰面外墙外保温体系（柔柔），这种柔性基底刚性面层结构所造成的体系的变形更大，面砖与防护面层之间产生更大的温湿剪切应力，影响面砖与防护面层之间的附着安全性。 再次是冻融问题，与涂饰面外墙外保温体系相比，釉面砖水蒸气阻力非常大。检查一下有瓷砖剥落现象的外保温体系，会发现瓷砖总是与粘结剂、抹面胶浆一起掉下来，而外饰面总是处于饱水状态。 另外，瓷砖粘结剂、抹面胶浆（水泥基）的碱份在结合了长时间积聚的湿气后对网格布的损害也是很强烈的，不透气的釉面砖不但阻止了材料的干燥，且阻止了从空气中吸收CO2,使抹面胶浆不能较快地水化，而使网格布更长时间地留在有害的碱中。网格布不再有剩余强度，而在网格布后打入的锚钉也不再具有抗风压安全性。当然，高弹涂料等其他不透气饰面的外保温体系也存在这种情况。 其次是面层开裂问题。与在刚性墙面上粘贴陶瓷面砖一样，陶瓷面砖外墙外保温体系的开裂主要发生在砖缝处，但是开裂的可能性远大于前者，原因是体系的温湿拉应力大于前者。 国外科研、检测机构的试验证明，陶瓷面砖外保温体系的砖缝的开裂几乎很难避免。“许多开发商和设计单位在做设计方案时对建筑节能方面考虑欠少，而对规划的建筑面积及其经济利益考虑较多。我曾经接触的上海中福花苑二期工程就是为了赢取更多的建筑面积，因此建筑平面呈45度排列，加上大幅度开窗，大大影响了窗墙比面积，这对节能相当不利。”一位从事多年建筑节能的设计专家表示。 据他介绍，此项目的外立面采用了两种外墙材料处理，4层以上为一种新的NALC板材外墙材料，4层以下为石材，这使得上下两种做法要分别设置，由于扩初设计时对下部石材的做法甲方迟迟未决，造成了建筑外墙间距预留不足，“若要外挂石材要 200mm 厚，满足不了总图建筑间距要求，最后不得不采用挂贴石材100mm厚的做法处理。”解决方案 为解决上述问题，在以陶瓷面砖为饰面层的外墙外保温体系的固定方式必须采用粘钉结合的方式（按德国DIBt2规定，自重大于10kg/m2的体系必须在粘贴的同时附加锚钉）。同时，因为防护面层与聚苯板之间的粘结状态也受重质的面砖的影响，锚钉必须打在增强网格布层后面。 与此同时，设置伸缩缝。据测试，长度为5m的保温墙体，陶瓷面砖的温差仅为40K时，在墙面边缘处的位移值可达0.5mm，而湿度所引起的位移也有0.1mm。在实际使用过程中，夏、冬季陶瓷面砖的极端温差可达80K以上，且温度与湿度是复合、交替、周期性地作用在面砖上，无论是考虑防护面层与面砖之间的剪切应力，还是考虑面砖的开裂问题，体系必须设置伸缩缝。 陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系伸缩缝的间距主要与瓷砖勾缝剂的柔性、砖缝宽度和面砖尺寸有关。由于计算较复杂，在实际应用中，在德国一般还是按照德国工业标准DIN18515第6.5.3.3的规定：伸缩缝的间距应为3m6m，最大连续墙面面积不得超过36平方米。 “由于自重的增加，体系的粘结抗拉强度在德国的推荐值为0.2Mpa。包括粘结胶浆与聚苯板、抹面胶浆与聚苯板之间的粘结抗拉强度。”林宣益说，另外，由于陶瓷面砖的吸水率大于涂饰层，对防护面层的抗冻融性能是不利的。应适当提高抹面胶浆的吸水率指标。 陶瓷面砖外保温体系的抗开裂性差，吸水率大，以及碳化反应、抹面胶浆水化慢等因素，对玻纤网格布的破坏作用大于涂饰面外保温体系。砖缝一旦开裂，拉力只由网格布独自承受，为了限制裂缝开展宽度，网格布的抗断强度应更高些。 目前我国陶瓷面砖体系的开裂拉力换算到每5cm时可达3551750N/5cm，按我国现行网格布标准是远远不够的。 对陶瓷面砖的自重和尺寸，一般来讲要求自重不大于30Kg/m2，厚度不大于14mm；最大单边尺寸不超过30cm，每块面积不超过0.09平方米。如此，我国市场上常见的各类贴面砖均可使用，但以小尺寸瓷砖为宜。 而瓷砖吸水率的大小直接影响外墙外保温体系的耐候性和耐冻融性。对膨胀聚苯板体系，要求瓷砖体积吸水率小于6%；对于岩棉板体系，则要求瓷砖吸水率小于3。另外，瓷砖的毛细孔体积分布极限值直接影响到与抹面胶浆的粘接附着力。合理施工 除了在材料方面的慎重选择外，合理的施工也是关键。 在陶瓷面砖与外墙外保温体系进行粘贴时，由于抹面胶浆（水泥基）水化迟缓对网格布的碱腐蚀加剧，陶瓷面砖上墙的时间应延迟为好。另据国外测试，贴砖前抹面胶浆的干燥时间对体系的变形性能影响很大。 如果在抹面胶浆收缩变形前粘贴瓷砖，抹面胶浆的收缩会对整个体系产生影响，原因是瓷砖的刚度几乎阻止了抹面胶浆的收缩。如果在抹面胶浆收缩完成后再粘贴瓷砖，由于瓷砖粘结剂中水分的作用，使抹面胶浆产生一些膨胀，而使收缩变形减小了近50%。 常温下水泥基抹面胶浆的干燥收缩时间一般在7天以内，在这个时间内对抹面胶浆作适当养护，待其充分水化后再粘贴瓷砖是有利的。尤其应尽量避免在抹面胶浆涂抹后的次日即粘贴瓷砖。并且，必须保证面砖背面100%的实际粘贴面积，留有空隙会造成水蒸气的凝露而产生冻融破坏，导致面砖的剥落。施工时可使用66mm的锯齿抹灰刀往墙面上涂抹瓷砖粘结剂，然后把面砖揉按于粘结剂中并压实，必要时揭下检查背面的料浆面积。 在陶瓷面砖粘贴完时，也要做好节点处理。这里的所谓节点处理主要指伸缩缝处、墙面转角处、门窗等结构收口处。伸缩缝的处理与涂饰面体系相同，应考虑此处的防水和防热桥。有必要提出的是墙面外转角处和门窗等结构收口处的处理，由于这些部位外保温体系的变形值最大，这些部位的砖缝应使用弹性更高的勾缝剂为佳。同时，在墙面外转角处应设置砖缝，或使用专门的转角型面砖。 掌握了上述原则，也就掌控了工程质量。涂料：满足拒水性和透气性 防护层是决定整个外保温体系性能的关键。防护层做好了，外墙外保温的抗裂性就有了基本保证。经验表明，防护层没做好，饰面涂层很难担当抗裂作用。如弹性涂料饰面的外墙外保温照样开裂和渗水就是例证。 在所有防护层中，溶剂型涂料不能用于外墙外保温体系。因为外墙外保温体系一般采用聚苯乙烯（EPS、XPS）或聚氨酯（PU）等为保温层，根据相似相溶原则，溶剂，如苯和甲苯等，能溶解聚苯乙烯，如醋酸丁酯和二甲苯等能溶解聚氨酯。在外墙外保温体系，溶剂型涂料溶蚀聚苯乙烯和聚氨酯保温层的数量与防护层的厚度和空隙率、溶剂的溶解力、挥发速率和数量等因素有关。 聚苯乙烯保温层被溶蚀而使外墙外保温体系表面参差不平时有所见。就是水性涂料中常用的200号溶剂油，其中芳香烃也能溶解聚苯乙烯保温层，因此，其含量也需根据实际使用情况予以控制。 膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统规定，外保温系统的5mm厚防护层，浸水24h，吸水量要500 g/m2；外保温系统防护层和饰面涂层一起水蒸气湿流密度要0.85g/(m2.h)。 对于外墙面，就吸水性来说，一般外层要求比内层低，也就是说外饰涂层要低于防护层，即涂层吸水量要少于500 g/m2，这样才能使比较少的水进入墙体；就水蒸汽湿流密度来说，一般外层要求比内层高，也就是说外饰涂层要高于防护层，即涂层水蒸汽湿流密度要远远大于0.85g/(m2.h)，这样水蒸汽才能畅通无阻地排出。 对于吸水量和不透水性来说，弹性涂料、有光涂料、水性金属漆和荷花王涂料，一般均能满足要求。而相当部分的涂料达不到该要求。有些涂料要与某些底涂配合使用，才能达到要求。 涂层水蒸汽湿流密度太低，轻者造成表面色差，重者导致发霉和热工性能变差，甚至不同程度的破坏。对于透水蒸汽来说，弹性涂料难以达到要求。硅树脂涂料等能符合水蒸气湿流密度的要求。 另外，水蒸汽湿流密度大小不仅与涂料有关，还与涂膜的厚度成反比。 对于外墙外保温体系，吸水量（拒水性）和水蒸汽湿流密度（透气性）是要同时满足的，所以要综合平衡。从拒水透气的角度看，相关标准对外墙外保温饰面用涂料的要求比普通外墙涂料高得多，有些符合产品标准要求的外墙涂料却达不到此要求。有些可以通过与底涂搭配的涂层系统予以解决。 而外墙涂料使用年限不仅与外墙涂料的质量有关，而且与基层、施工、使用环境条件、所用颜色和维护保养等因素有关。一般约为815年，使用年限达30年的也有报道。因此应尽量选用耐久性好的外墙涂料，尤其是色浆，优先选择保色性好的无机色浆，另外要做好及时维护翻新。热传递有三种：传导、对流和辐射。太阳辐射热是影响建筑热过程的主要热源。而辐射与温度四次方成正比。夏天温度高，辐射热大，另外保温层密度低，隔热性差，涂层颜色影响大。冬天温度低，辐射热少，保温层导热系数低，涂层颜色影响小。因此，外墙外保温饰面涂料颜色的选择应以夏天隔热为主。也就是说，不能选择太深的颜色，如最低明度值应大于20%。防火材料：需升级标准 外墙外保温系统复合在结构墙体的外侧，其本身的燃烧性能和耐火极限无论是抵抗相邻建筑火灾的侵害还是阻止本身建筑火势的进一步蔓延都是很重要的。去年9月，公安部、住房和城乡建设部联合制定了民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定。 民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定要求，高度大于等于100米的住宅建筑及高度大于等于50米的公共建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级；高度大于等于60米小于100米的住宅建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。 但外墙外保温系统中A级、B1级保温材料的应用在国内还存在瓶颈，即目前国内缺少合适、成熟的外墙外保温用保温材料，更缺少相关产品标准和应用规程。 A级保温材料中，岩棉是唯一成熟的外墙外保温系统用保温材料，岩棉薄抹灰外保温系统在欧洲执行ETAG 004标准，至今已有20余年的应用，并且岩棉的导热系数在所有无机保温材料中是最低的，透气性、隔音性、隔热性也相当优越。但目前国内存在行业整体制造水平差、能符合外墙外保温系统性能的岩棉供应量严重不足的状况，主要表现在抗拉强度低、吸水性大、耐久性差等。 其它A级保温材料，例如无机保温砂浆、玻璃棉、泡沫玻璃等，不是导热系数大、熔点低、吸水性大，就是强度低、施工性差等，更缺少在外墙外保温系统使用的先例和经验。 B1级保温材料中，聚苯砂浆因保温性能差、施工性差等原因，无法在北方地区以及将来节能要求越来越高的南方地区使用，总的来说这种产品是一种过渡性节能产品，其它如PU、PF等B1级保温材料，也存在这样那样的问题，且同样缺少外墙外保温应用先例或产品标准、技术规程。 EPS板的燃烧等级是B2级，属于离火自熄型，EPS板薄抹灰系统已被证明是最成熟可靠的外保温系统。国外也有B1级EPS板，但目前国内把EPS板做到B1级比较困难，暂时必须依赖进口原料。有一种进口的在聚苯颗粒中添加了石墨的黑色B1级EPS板，目前已在国内市场出现并得到应用，但一样存在供应量严重不足的问题。 因此，目前和将来，外保温市场最成熟的产品应该还是EPS板薄抹灰系统，辅以岩棉作防火隔离带。 “没有产品和标准做支撑，没有实施细则，哪些产品可以用，可以被验收，都需要完善。”上海申得欧有限公司外墙外保温系统产品经理张碧茹说，现在是只有一个公安部的大的原则性规定，却无法执行。 很多企业不得已用企业标准来推动A级、B1级产品在市场中的发展，收效甚微。障碍还是政策，如果一个项目采用了岩棉作为外墙外保温的保温材料，那么它将面临着可能无法获得竣工验收的遭遇，“没有国家、行业或地方标准的产品在各地进行市场准入备案时，难度非常高，对一个