建筑外墙的节能保温材料及其应用要点分析

钱瑜阳

上海青发城市建设管理有限公司 上海 201700

随着我国能源资源日益枯竭，人们对节能环保的理念日益重视起来，并且为了推动节能事业的发展，国家相继推出了各项政策，缓解能源资源日益枯竭的现象。因此在这种背景下，建筑行业应当加强对建筑外墙节能保温材料的应用力度，并通过科学的检测技术对保温材料进行合理选用，充分发挥建筑节能保温材料的优势，在不断提高建筑物保温质量的同时，减少对环境的污染，促进我国建筑行业的可持续发展。

1 建筑外墙节能保温材料的重要性

1.1 环境方面

从目前来看，在人们生产生活中，存在着较大的环境污染问题，对人类社会产生了极大威胁，同时很大程度上限制了社会经济的发展。因此为了有效解决环境污染带来的诸多问题，建筑行业开始应用起节能性材料，减少对当地环境的影响。尤其是建筑外墙节能保温材料的使用，对当地环境有着很大缓解作用，使社会经济始终保持着良性发展，同时也守护着人民群众的生命安全和身体健康。

1.2 经济效益方面

随着科学技术的不断发展，人们对节能环保材料有着更多的研究，并生产出多种类型的节能保温材料。其中大部分节能保温材料成本较低，在建筑外墙施工的过程中，通过对节能环保材料的有效应用，可以有效降低整体工程的施工成本，进而提升了建筑企业的经济效益。另外通过对建筑外墙节能保温材料的合理应用，使建筑企业能够获得显著的市场经济效益，最终推动我国建筑行业的可持续性发展[1]。

1.3 安全方面

安全方面是节能保温材料最应该被体现的重要性。由于部分参建单位对节能环保材料不够重视，在建筑外墙施工的过程中，大量使用易燃保温材料，很容易引发一些安全事故。比如2010年在上海发生的“11·15”特大火灾，由于建设过程中存在严重的违法违规行为，最终酿成了重大安全事故。除了施工管理混乱，还有个关键因素就是采用的保温材料聚氨酯泡沫本身极易燃烧，最终导致大火失去控制，迅速蔓延。因此在设计阶段，通过对保温材料的合理选用，能够有效预防出现燃烧的现象，从而切实维护人民的财产生命安全。

这次火灾事件后，引发了全国范围内的节能保温变革，相继发布了一系列规定，旨在提高建筑保温系统的应用水平，保证工程安全质量。特别是上海地区，近年来对保温的要求更为严格细致，多次发文禁止或限制了存在隐患的保温材料。采取这些举措的主要原因是：外墙保温材料在应用的过程中，可能会出现燃烧、脱落、变形、渗漏等问题，导致了一定程度的损失，对人们的生命安全有着一定威胁，不断引起了人们的关注，同时也影响用户对建筑物的满意程度[2]。

2 不同保温系统的特点

我国幅员辽阔、地大物博，不同地区之间的气候差异巨大，国家发布了一系列纲领性和指导性文件。此外，各个省市都根据自身地域特点，制定了相应的地方标准。以上海为例，经过不断总结经验教训，研究分析保温系统的应用状况和技术发展，从而对建筑节能规范进行修订调整，形成了适应地方发展的外墙保温系统。在改善环境、降低能耗的同时，也保障了科学性和安全性。

2.1 外墙外保温系统

这是一种将保温层设置在外墙外侧，由黏结层、保温层和防护层组成，形成封闭系统的做法。因其受外界环境和气候影响小，不受地域限制；而且能够有效避免“热桥”传导，提高了室内温度的稳定性；同时对结构有一定的保护作用。目前应用比较广泛。

外保温材料种类繁多，常见的有膨胀聚苯板、挤塑聚苯板、发泡水泥板、岩棉等[3]。聚苯板类材料的保温效果较好，价格低廉，施工便利，但防火性较差，通常燃烧性能只能达到B1级。发泡水泥板由水泥、粉煤灰等作为主要材料，添加发泡剂制成，因此防火性优异，但保温性一般，强度较差。岩棉防火性能良好，导热性适中，但价格偏贵，另外吸水性极强，一旦处理不当，极易造成外墙渗水。而且，外保温存在一项通病，由于长期暴露在室外，耐久性较差，使用一段时间后可能会脱落，存在一定的安全隐患。

由此可见，不同的外保温材料性能差异巨大，优缺点也非常明显。在选用前，要充分考虑建筑本身的类型和高度，谨慎选择合适的材料。

2.2 外墙内保温系统

外墙内保温由保温层、防护层和固定材料组成，用于外墙内侧表面起保温作用的系统。其基层墙体一般是混凝土或砌块，才能起到良好的附着固定效果。内保温在夏热冬暖及夏热冬冷地区更为合适，对保温性能的要求相对较低。严寒及寒冷地区需要同时采用内外组合保温，才能满足节能要求。内保温材料包括板材类、复合板、保温砂浆三种。

2.2.1 内保温的优点

（1）技术成熟，施工简便；

（2）造价低廉，成本可控；

（3）能快速达到预设温度，适用于间歇性采暖、制冷的房间。

2.2.2 内保温的缺点

（1）存在“热桥”，保温效果相对较差；

（2）容易产生“结露”现象，造成墙体潮湿霉变；

（3）占据室内空间，影响二次装修。

2.3 外墙保温一体化系统

外墙保温一体化系统，通过利用连接件将保温材料置于预制混凝土墙体中，或利用保温板反打一体化预制、保温模板一体化现浇等安全、可靠技术，使保温材料和混凝土主墙体结合成有机整体，进而实现墙体和保温同步施工的墙体系统。主要有以下三种类型。

2.3.1 预制混凝土夹心保温外墙板

如图1，这是在墙厚方向采用内外叶预制钢筋混凝土墙板，中间夹保温材料，通过连接件相连而成的复合墙板系统。把围护、节能和装饰等功能集成一体，具有预制生产、避免污染、施工简便等优点，这是一种是绿色环保的新型预制墙体形式。

图1 预制混凝土夹心保温外墙板构造

2.3.2 预制混凝土反打保温外墙板

如图2，这种外墙板，是在保温板上方放置钢筋，在其上浇筑混凝土，并设置连接件、钢丝网等可靠连接及增强措施，将保温层与混凝土主墙体一体化预制成型的保温系统。

图2 预制混凝土反打保温外墙板构造

2.3.3 现浇混凝土复合保温模板外墙

如图3，这是在施工现场以保温板为外侧模板，并设置连接件，与现浇混凝土主墙体形成保温层和主墙体为一体的保温系统。这种做法把结构墙体与建筑保温同步施工，免除外墙外保温的施工程序，实现建筑节能与结构一体化的技术概念，使得保温与墙体同寿命的建筑节能技术得以实现。

图3 现浇混凝土复合保温模板外墙

2.4 外墙自保温系统

外墙自保温，是将保温材料和板（块）同步连接制作而成的，或直接采用具备自保温功能的板（块）连接制作而成的保温系统。从所用材料不同的角度进行划分，主要包括三种类型，具体为蒸压加气混凝土砌块、混凝土模卡砌块、砖预制墙体三种。不同类型的保温材料，在保温效果以及成本等方面，都有所不同，工程应当根据其需求予以合理选择。

2.4.1 自保温的优点

（1）防火性能优越，具有良好的耐久性。

（2）施工流程简单，质量稳定可靠。

（3）保护环境，变废为宝。

2.4.2 自保温的缺点

（1）自保温砌块对建筑的结构形式和体型系数有一定要求，并不适合所有建筑物。

（2）自保温砌块本身性能优越，但其与钢筋混凝土的热传导系数相差较大。

2.5 外墙组合保温系统

顾名思义，当一种保温系统不能满足建筑外墙节能设计要求时，采取两种保温系统组合在一起的方式。以往，大多采用内外保温相结合。现在，新的组合形式也层出不穷。通过两种保温材料的共同使用，充分发挥两者的优势，改善保温性能，提高节能效果。当然，组合保温的施工工艺相对复杂，总体造价也会有所增加。

3 外墙节能保温材料应用要点

随着时代的变迁，上海为了加强建筑节能工程管理，提高墙体保温的质量安全，结合城市的发展动态和自身特点，历经多个阶段，制定发布了具有针对性的节能规定，禁止和限制了一大批存在隐患的保温材料。通过这些措施，对外墙保温材料的合理应用及良性发展，起到了巨大的推动作用。

3.1 胶州路“11·15”大火的影响

2010年之前，外墙保温材料的燃烧性能以B1级和B2级为主。“11·15”大火后，全国层面从严执行，使用的保温材料其燃烧性能必须是A级，此举有效的降低了火灾危险，保证了消防安全。但市场上可供选择的A级保温材料很少，而且普遍导热系数偏大，保温性能不理想。在这种形势下，如何满足基本的节能要求，这给设计带来了很大难度。

以某住宅项目为例，原先的外保温材料是挤塑聚苯板，燃烧性能为B1级。在施工过程中，新规定要求燃烧性能应为A级。经过反复对比考量，最终决定改用发泡水泥板。这是一种以水泥、粉煤灰为主要材料，掺加发泡剂等外加剂，制成的轻质多孔保温板，导热系数在0.070~0.080W/（m.K）之间。由于保温性能一般，适当增加了材料厚度。为了保证安全，每隔三层设置一道金属托架，并用加强型网格布和锚栓固定在外墙上，形成了可靠的外墙保温体系。

3.2 外保温脱落的影响

以往，外墙外保温系统是比较常规的做法。然而近年来，外保温频繁掉落，安全事故屡屡发生，造成了不良影响。导致这种现象的主要原因是：

（1）保温层与基层墙体的热膨胀系数不一致，经历季节变化和热胀冷缩，两者逐渐分离剥落。

（2）施工时，保温层与粘结层未粘结牢固，粘结质量较差，保温层与基层墙体未采取牢靠持久的固定措施。

（3）市场上的保温材料种类繁多，良莠不齐，质量无法全面保证。

在多种不利的因素共同作用下，久而久之，最终发生空鼓脱落。

鉴于外保温的不稳定性，上海在综合考虑了各方面因素后，决定把安全工作放在第一位。2020年，发布相关文件，禁用以胶结剂或锚栓作为固定方式的外保温系统。如此一来，几乎所有传统的外保温材料都被禁止了，对节能产生了重大影响。

以某派出所项目为例，在开工后，正值新规定出台。原先的模塑聚苯板已不再适用。从项目特性和实际情况出发，考虑到派出所对内部装修要求不高，对空间损失也不敏感。决定改用外墙内保温做法，选择无机改性石墨聚苯乙烯不燃保温板。这种材料具有以下特性：

（1）原理：这种产品通过特殊工艺，在膨胀聚苯板原料中掺入一定量的石墨颗粒，利用石墨对热辐射的反射功能，阻断热量的传递途径。

（2）优点：保温性能良好，防火性能优越，燃烧性能为A级，还具有容重低、价格适中、施工简便等特性。

（3）缺点：无法承受冲击，二次装修对其有很大破坏；材料厚度较厚，会损失一部分室内面积。

总体而言，这种材料的利大于弊，能够兼顾节能、防火、防坠等因素，比较适合用于多层办公建筑。

4 结语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，各种新型节能保温材料层出不穷，有效地推动了我国建筑行业发展，但是在发展过程中，也相应出现了一些质量问题以及安全问题，需要建筑工程加强对节能保温材料的应用力度，同时综合分析每一种节能保温材料的特性，并展开合理的应用。此外，加强对检测工作的重视程度，确保保温材料各项性能符合施工标准。从而有效提升建筑物的整体质量，最终促进我国建筑行业的可持续性发展。