宁波地区外墙外保温材料研究

唐胜中，陈江峰，王全奇

（中国建筑第二工程局有限公司，北京100071）

1 引言

我国实施外墙外保温的时间最早可以追溯到20 世纪80 年代，1986 年颁布的建筑设计标准中，就已存在大量与外墙外保温相关的内容。 考虑到约有50%的建筑能耗均聚集在建筑物外墙上，因此，科学选择保温材料并展开施工，可以在改善建筑物保温效果的同时对其能耗加以控制。调查发现，现阶段，国内外关于外墙外保温的研究多集中在施工方法、工艺方面，本文以保温材料为落脚点，结合宁波地区情况围绕不同材料的应用展开讨论。

2 研究背景

外墙保温形式分为两种，分别是外保温和内保温。其中，内保温的优点是操作安全、施工难度小和使用成本低，宁波地区早期建筑物多使用该保温形式，但是随着时间的推移，该形式的不足也逐渐显露出来，具体包括保温层厚度较厚、存在热桥效应和开裂概率大，逐渐被建筑行业边缘化[1]。 在此背景下，外保温形式应运而生，该形式弥补了内保温的不足，其优点主要体现在以下方面：一是墙体不会出现热桥，在减少热损失的同时，使热能得到节约，符合当今社会倡导的节能减排理念；二是能够加强主体结构整体的耐久性。 虽然外墙外保温被引入我国的时间较晚，但随着大量相关政策的出台，围绕外墙外保温所展开研究变得更加深入，保温材料、工艺更新换代的速度不断提升，在实际施工中，施工人员应结合现行设计标准所提出要求（见表1），对保温材料加以选择。

3 外墙外保温材料介绍

3.1 有机材料

可用于外保温施工的有机材料主要包括3 类，分别是聚氨酯、酚醛树脂和聚苯丙乙烯。 优点在于隔热保温效果理想，导热系数较低，易于加工，表观密度偏低，整体致密性高；不足在于燃烧性能往往仅能达到B 级标准， 单价高且无法循环利用，较易出现空鼓、老化、燃烧或粉化问题，无法完美融入基层墙体，整体尺寸稳定性不理想[2]。 该类材料的性能参数如表2 所示。

其中，聚氨酯具有良好的防水性和整体性，可以避免外墙出现热桥作用，通常用于结构复杂、节能要求严格的建筑物。酚醛树脂在阻燃性和保温性方面的表现， 通常能够满足大部分建筑的要求。 聚苯丙乙烯材料又分为XPS（挤塑式聚苯乙烯隔热保温板）、EPS（聚苯乙烯泡沫）两种，前者的性价比较高，但施工不当会增加外墙开裂或保温材料脱落的概率， 后者更适用于外形相对简单的建筑，可以显著改善建筑的隔音性。

3.2 无机材料

无机材料可以细分为矿物棉、保温砂浆和发泡材料3 类，同样具有明显的优点与不足。 优点是施工难度小、 燃烧性理想、 力学性能相对稳定； 不足是保温性能仍有较大的提升空间，表观密度能达到有机材料的近10 倍，导热系数偏大。 该类材料的性能参数如表3 所示。

表3 无机保温材料性能

其中， 岩棉具有理想的保温性与燃烧性， 但由于较易粉化，因此，无法满足薄抹灰系统的要求。 玻璃棉在耐腐蚀、防火性、吸引性和保温性等方面均具有极为突出的表现，但要注意隐蔽纤维，如果施工方决定使用该材料，则应先进行预处理，再将其用于保温系统。 保温砂浆的安全系数较高， 但重度较大。 发泡水泥可以重复使用，寿命和建筑物相同，通常可以取得良好的节能效果，但其保温性能并不理想，如果建筑物对节能的要求较为严格，则应放弃使用该材料。

3.3 复合材料

目前，已在建筑行业得到应用的复合材料主要有真金板、超薄绝热板。 该类材料融合了有机、无机材料的优点，在燃烧性、表观密度还有导入系数方面具有突出表现，但由于市场经验有限，因此，现阶段该类材料往往无法达到A 级标准。 材料的性能参数如表4 所示。

表4 复合保温材料性能

真金板的特点是吸水率较低，保温性、燃烧性理想，抗压强度相对较高，但由于其无法达到A 级防火标准，因此，尚未在宁波地区得到推广。 超薄绝热板的特点是能够直接粘贴，自重轻并且体积小，通常不会造成环境污染或是类似的问题，但该材料的市场单价较高，且极易由于粘贴方式不当而漏气，进而导致保温失效，需要有所了解。

4 宁波地区常用外墙外保温材料

作为港口城市， 宁波地区具有气候温润、 冬冷夏热的特点，近几年，该地区大力兴建公共建筑和民用建筑。 据不完全统计，建筑能耗在社会能耗中的占比高达22%，其占比还将随着建筑数量的增多而有所加大，科学选用保温材料，则能在一定程度上减少建筑能耗，其现实意义不言而喻[3]。现阶段，宁波地区建筑多使用以下几种保温材料进行外墙外保温施工。

4.1 聚苯板保温材料

建筑物极易出现外墙开裂问题， 保温层开裂是外墙开裂的主要原因， 只有准确掌握保温层开裂的原因并采取恰当的防裂措施，才能使保温层发挥出应有作用，在保证建筑物安全的前提下，使其节能性得到凸显。 如果以外墙的结构为依据，则可以将裂缝分为3 类，分别是涂料层开裂、保温层开裂还有基层开裂。 保温层的质量往往由保温材料的特性决定，一旦内外温差所导致变形量达到或超过材料极限，便会出现裂缝。 分析宁波地区建筑物能够发现，导致问题出现的原因有3 个，分别是结构开裂、材料质量或性能不达标、施工方式不正确。 要想降低该问题的发生率，关键是要坚持柔性释放应力等原则，施工期间重点关注水平线、垂线的放线情况；避免外墙表面过于干燥，导致出现起皮、泛碱或粉化等问题；通过错缝套锚的方式粘贴保温板； 根据现场情况， 科学配制粘贴所使用的砂浆；竣工后，尽快针对保温系统的耐候性开展试验，只有顺利通过试验且抗裂性能突出的建筑物，才能正式投入使用[4]。

该保温系统由5 部分组成，由外向内分别是涂料层、锚栓、玻纤网格布、保护层和EPS 板。 优点是具有良好的环境适应能力，既可以用于建筑施工，还可以用于建筑的扩建和改造，隔热保温性能、节能效果均能够达到理想水平；缺点在于较易出现外墙开裂、保护层开裂还有瓷砖空鼓的情况。 目前，该材料尚未得到大范围推广，对应施工规范、施工方案仍有待完善。

4.2 聚氨酯保温材料

施工方可以通过现场喷涂该材料的方式对建筑物进行保温。 对应保温系统主要由以下几层组成：（1）饰面层；（2）防护层；（3）过渡层；（4）砂浆层；（5）保温层；（6）底漆层。 作为宁波地区常用的节能保温材料，聚氨酯硬质泡沫在胶黏性、防火性等方面均具有极为突出的表现， 在外墙保温施工期间使用该材料，可以避免热桥问题出现。 另外，该材料还具有保养难度小、施工成本低等优点，能够通过控制保温层厚度的方式使建筑室内面积得到增加。

4.3 胶粉聚苯保温材料

胶粉聚苯的原料是聚苯颗粒、胶粉料，混合所形成保温灰浆中，聚苯颗粒的占比通常接近80%。对应保温系统同样包括饰面层、防护层、保温层还有界面层等部分，该保温材料主要用于保温层的施工，与其他材料相比，该材料具有三大优点：一是黏结强度高且力学性能稳定；二是收缩率较低，通常不会由于收缩而出现龟裂、开裂问题，可以为建筑物的安全提供保障；三是防火性能突出，原因在于使用该材料进行施工，需要施工人员借助锚固件、钢丝网加固岩棉板，确保岩棉板与基层墙体可靠连接，在此基础上，均匀涂抹胶粉聚苯，增加岩棉板整体强度，其防火、抗火效果自然能够因此而达到预期水平。

5 结语

调查发现，在城镇化进程持续推进的背景下，建筑能耗占比逐渐由早期的20%提高到35%， 换言之， 常规墙体节能材料、工艺均已无法发挥出应有作用，通过堆砌保温材料改善保温效果的做法逐渐被建筑行业所淘汰， 对复合墙体加以使用成为大势所趋。 新形势下，外保温材料已在宁波地区得到广泛应用，虽然由于外墙外保温大范围推广的时间较短，目前，仍然存在缺少有关标准，对国外技术依赖性较强，节能意识有待强化等问题，但可以预见的是，未来随着研究的不断深入，该类材料的价值必然会得到最大化实现， 其作用也将得到更加充分的发挥。