聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的应用

李晓静　王磊　潘振勇　胡迎兰　窦忠山

摘   要：从外墙隔热保温技术理论知识出发，在探究聚氨酯硬泡保温材料优势的基础上进一步梳理了聚氨酯硬泡的技术性能，并深入探究了聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的基本技术要点和施工工艺等，旨在为进一步扩大聚氨酯硬泡技术在我国保温体系中的应用范围和提升应用水平带来更多的启迪。

关键词：聚氨酯硬泡;外墙保温;应用

纵观我国现阶段的外墙保温工程施工，用现场浇筑法完成工程施工以强化外墙保温性能是重要施工内容。但该施工方法大多是在密闭的模板内浇筑定量聚氨酯硬泡，利用聚氨酯材料在模板内的发泡性能以强化墙结构保温功效，在保证建筑工程满足现代社会人们对外墙保温需求的基础上，减少对资源的消耗和对周围环境的污染，为增加外墙保温层平滑度作出应有的贡献。因此，针对聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的应用研究有着不可忽视的理论意义和现实价值。

1    外墙隔热保温技术概述

外墙隔热保温技术主要有外墙内保温技术、外墙外保温技术、内外混合保温技术。外墙内保温技术是将隔热保温材料放置于建筑工程外墙体靠近房屋建筑的内侧，能够利用隔热保温材料的耐水性和耐候性等，并在一定程度上降低耐水性、耐候性等性能要求，适用于单一住户的建筑工程隔热保温处理，能达到相关政府部门节能30%左右的目标。但在此过程中，外墙内保温技术存在建筑工程装饰面易开裂、建筑工程结构圈梁、构造柱等重要部位热桥热损失较大和建筑工程装饰面容易发生结露霉变等不良现象，不利于建筑工程结构的二次装修，且在一定程度上占用了建筑工程结构业主内部使用空间，使得外墙内保温技术的应用范围受到了极大限制。同時，外墙内保温技术仅仅满足我国建筑节能标准的第一阶段要求，并不能满足我国现阶段关于建筑工程节能50%和65%对应的第2、第3阶段外墙保温要求[1]。

2    聚氨酯硬泡保温材料的优势

众所周知，聚氨酯硬泡即硬质聚氨酯泡沫塑料，该建筑工程材料由于其保温性能良好且受外界环境变化影响较小的重要优势，被广泛应用于我国建筑工程隔热保温领域。（1）硬泡聚氨酯具有热导系数低的独特性能。聚氨酯硬泡塑料建材在同样的外墙面隔热保温效果下，其导热系数仅仅是发泡聚苯板材料的一半左右，是我国现阶段所使用建筑工程材料中导热系数最低的外墙隔热保温材料之一。（2）聚氨酯硬泡塑料板具有独特且良好的防渗水功能，聚氨酯硬泡内部化学结构独特且较为紧密，闭孔率高达90%，具有较高的水分蒸发渗透阻隔性和良好的不透气性等。在聚氨酯硬泡施工成型浇筑完成后，该建筑材料能够与建筑工程结构基层牢靠连接，避免了诸如其他保温隔热材料发生脱落或剥离而出现建筑工程结构层间漏水的可能。（3）聚氨酯硬泡材料自黏性较好且抗裂性较好，施工便利。聚氨酯硬泡建筑材料能够有效和钢筋混凝土模板、胶合板甚至纤维板等进行直接连接，在建筑工程结构施工时，并不需要对屋面基层和外墙面基层等进行进一步的再处理，可直接施工，且聚氨酯硬泡材料施工工艺较为简单，所需施工机械设备操作较为便利，便于一线施工工作人员掌握。同时，聚氨酯硬泡具有较强的延伸性，能够通过材料变形抵抗外界环境温度、湿度条件等变化对建筑工程原材料造成的影响，从而保证房屋建筑工程结构防水性和保温隔热性能的稳定，使建筑工程结构主体出现膨胀或收缩甚至微小裂缝时，也不会发生聚氨酯硬泡保温隔热材料产生裂缝和剥离的情形，避免诸如发泡聚苯板等其他保温隔热材料收缩变形造成的建筑工程体系结构开裂情形的出现。（4）聚氨酯硬泡还具备较强的耐腐蚀性和耐老化性。聚氨酯硬泡能应对汽油等化学溶剂，具有较强的化学稳定性，且其实际老化速度较为缓慢，在20 ℃的温度条件下，聚氨酯硬泡的导热系数可稳定保持50年左右，契合了现代建筑工程结构的保温隔热要求。

3    聚氨酯硬泡的技术性能

根据我国相关标准，聚氨酯硬泡材料的整体性能要求如表1所示。在此基础上，国家有关部门进一步对聚氨酯硬泡外墙保温系统的整体性能作出了更为详细的规定。就抗风荷载性能而言，聚氨酯硬泡外墙保温系统的整体抗风压值必须大于其风荷载的设计值。为有效应对建筑工程结构装饰面层连接保温建筑层的外保温系统，其安全系数必须大于1.5，针对建筑工程装饰面层干挂的聚氨酯硬泡外墙保温系统，安全系数应大于2.0。就耐冻融性能而言，对于建筑工程结构装饰面直接连接保温层的外保温系统，在30次的冻、融循环后，必须保证该建筑工程结构的隔热保温层没有空鼓、脱落和渗水裂缝的产生，保证该保温隔热层和建筑工程结构保护层之间的拉伸连接强度大于0.1 MPa。而针对建筑工程结构装饰面干挂的外保温系统而言，在30次的冻、融循环后，该外保温隔热系统的各部分外观必须无明显变化，保证该系统性能的正常发挥。此外，国家相关部门还进一步就抗冲击性、吸水性、热阻、抹面层不透水性、水蒸气渗透阻和系统耐候性等对不同类型的外保温系统进行了详细的规定，旨在使我国聚氨酯硬泡隔热保温体系的相关技术性能满足外墙隔热保温的实际需求。

4    聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的应用

4.1  技术要点

就聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的基本技术要点应用问题，首先，针对聚氨酯硬泡在外墙保温体系中的基础设计问题，相关施工工作人员应严格结合建筑工程所处区域的天文地理条件和实际气候条件等，在按照国家有关部门现有节能设计标准要求和聚氨酯硬泡技术性能要求等的基础上，考虑建筑工程项目所属类别的建筑节能要求、技术要求和建筑结构类型、建筑工程结构施工特点，在经过一系列的技术比较和经济比较后，设定聚氨酯硬泡材料在外墙保温隔热体系中的物理结构构造、保温层厚度和隔热性指标等参数信息，在此基础上进一步确定聚氨酯硬泡材料在外墙保温隔热体系中应采用的施工工艺类型和实际施工流程。其次，聚氨酯硬泡材料在外墙保温隔热系统中所设定的各项参数数据必须符合现有国家标准及条例规定，其复合墙体的热工性能参数数据等也应按民用建筑相关设计规范的条文标准进行一定的设计处理、参数计算和承载力验算等，在保证保温隔热性能和防潮性能等符合现有国标甚至行业标准等的基础上满足建筑工程结构的节能需求。同时，针对使用聚氨酯硬泡保温隔热系统的公共建筑，该建筑工程结构的相关数据性能还必须满足公共建筑节能标准的一系列规定。在采用聚氨酯硬泡材料作为外墙保温隔热系统的隔热保温材料时，现场施工人员应根据不同建筑物的结构类型制定针对性更强的聚氨酯硬泡材料外墙隔热保温系统质量规定条文、施工技术要求和面层及基层处理工艺甚至具体施工流程等，保证砌体结构、砖混结构、钢结构、桁架结构甚至剪力墙结构和筒体结构等不同类型的建筑物主体结构和外墙结构，均符合我国有关部门提出的规范标准和各地区现行建筑业行业要求。在不同类型主体结构的建筑物荷载计算时，使用聚氨酯硬泡外墙保温系统的建筑工程结构必须将其列入主体结构荷载计算和相关数据信息验算过程中，保证主体结构在使用该保温系统后，结构荷载在可负荷范围内。

4.2  施工工艺

以聚氨酯硬泡外墙外保温系统为例探究聚氨酯材料的施工工艺可知，其施工工艺有喷涂法聚氨酯硬泡外墙外保温施工、浇筑法聚氨酯硬泡外墙外保温施工、粘贴法聚氨酯硬泡外墙外保温施工和干挂法聚氨酯硬泡外墙外保温施工等4种类型。喷涂法聚氨酯硬泡外墙外保温施工工艺流程如图1所示。该施工工艺是采用专用的喷涂机械设备将a组份的建筑分料和b组份的建筑分料按照一定比例从喷涂机械设备的喷枪口喷出后均匀混合和涂抹，在迅速发泡后与建筑工程结构的外墙基层表面形成一定面积宽度的无缝连接的聚氨酯硬泡体，实现聚氨酯硬泡在外墙外保温系统施工中的隔热保温性能[2]。

5    结语

随着喷涂法、浇筑法、粘贴法和外挂法等聚氨脂硬泡外墙保温技术的进一步应用和开展，聚氨酯硬泡外保温施工过程中存在的技术问题在实践过程中得到了一定的解决，仍存在的其他问题也将在未来聚氨酯硬泡施工工艺过程中得到一定解决，为我国建筑节能作出应有的贡献。

[参考文献]

[1]张树华.聚氨酯泡沫塑料高效节能外墙保温技术[J].聚氨酯工业，2007，22（3）：5-8.

[2]赵洪凯，王洪里，肖力广.聚氨酯硬泡外墙保温技术的工程应用[J].建筑技术，2015，46（11）：1 020-1 023.