外墻外保溫系統構造形式發展趨勢

邵艷麗 天津市建筑設計院

樊繼業 中國建筑科學研究院有限公司

王 聰 北京金隅混凝土有限公司

陳彥熹 天津市建筑設計院

1 引言

因建筑外圍護結構是與大氣環境直接接觸的，這就導致了建筑物內的熱量通過外圍護結構傳遞到室外環境中，造成了熱量的流失，采暖耗能的增大，同時室內的舒適度降低。因此為了降低耗能，提高能源利用率，需要對建筑的外圍護結構采取保溫措施。其中建筑外圍護結構主要包括外墻，外門窗、屋面和樓地面[1]。

現以一個寒冷地區高層住宅為例分析下建筑外圍護結構中各部分所占比例情況，因門窗保溫形式與墻體、屋面和地面保溫形式不同，在此暫不考慮所占圍護結構比例情況。設建筑總樓層數為21層，設層標高為3.3m，設標準層為50m×12m，設窗墻面積比分別為：東向0.33、西向0.33、北向0.30、南向0.45。分別計算東西南北立面墻面積，地面面積和屋面面積，如表1所示。墻體面面積占圍護結構面積的82%，所以從我國以高層建筑為主的基本國情出發，對墻體進行保溫是當務之急。

表1 墻體保溫面積與其它保溫面積的比較

2 發展歷史

外墻外保溫技術起源于歐洲等國，經過近50 年的發展外墻外保溫系統的耐久性能，保溫性能和安全性能已得到較大改善。隨著能源危機到來，人們愈發重視節能環保，外墻外保溫技術得到關注并得到快速的發展，現如今取得了不錯的經濟效益和較好的社會影響[2-4]。

我國外保溫技術起步于20世紀90年代初期，工程師們借鑒歐洲等國的技術，展開了外墻外保溫系統研究。在我國外墻外保溫發展的歷史上薄抹灰外墻外保溫系統留下了濃墨重彩的一筆[5]。經過幾十年的發展，外墻外保溫系統從當年的單一薄抹灰系統發展成為如今多樣化的保溫系統。文章下文詳細的介紹了我國主要外墻外保溫系統構造形式。

3 外墻外保溫系統構造形式

3.1 粘貼保溫板薄抹灰外保溫系統

粘貼保溫板薄抹灰外保溫系統基本構造從內至外依次為：基層墻體、膠粘劑、保溫板、抹面膠漿復合玻纖網、飾面層和錨栓。

粘貼保溫板薄抹灰外保溫系統具有構造簡單、材料易得、安全可靠等顯著優點，是我國外墻外保溫的主要形式。常見保溫板類型有：模塑聚苯板，石墨聚苯板、改性聚苯板、擠塑板、硬泡聚氨酯板、發泡陶瓷板、泡沫玻璃板、巖棉板、巖棉帶。

該系統存在以下幾個問題：（1）系統中的每層材料均會受力，這需要每層材料能達到一定的強度值，尤其垂直板面抗拉強度要符合標準要求。因此限制了那些密度小，強度無法滿足標準要求的材料應用；對密度較大材料還要求具有一定的剪切強度和壓縮強度（10%相對變形壓縮應力）的性能。（2）因系統各層材料均受力，所以飾面層的面密度不能過大，采用涂料或者裝飾砂漿等輕質材料作為飾面層是對該系統的要求。墻磚是國人比較青睞的飾面材料，但其受制于系統安全性的擔憂。因此，粘貼板薄抹灰外保溫系統的建筑裝飾的多樣性受到一定限制[6-7]。

3.2 膠粉聚苯顆粒保溫漿料外保溫系統

膠粉聚苯顆粒外保溫系統基本構造從內至外依次為：基層墻體、界面砂漿、保溫漿料、抹面膠漿復合玻纖網和飾面層。

膠粉聚苯顆粒外保溫系統具有與基層全面粘結，能夠形成連續整體、透氣性較好、傳熱性能均勻，可以隨意造型等優點。對于異型部位如弧形拐角外墻，閣樓窗、樓梯間隔墻等不同結構部位廣泛應用[8]。

該系統存在的一些問題：（1）保溫漿料的吸水率較大，因此導熱系數等性能的測試結果與實際值相差較大；（2）膠粉聚苯顆粒的導熱系數較大，在嚴寒和寒冷地區使用若達到節能要求的話，要求膠粉聚苯顆粒漿料層厚度過大；（3）市場上存在的產品質量參差不齊，性能差別較大，不適宜大面積推廣。

3.3 EPS 板現澆混凝土外保溫系統和EPS 及鋼絲網架板現澆混凝土外保溫系統

EPS 板現澆混凝土外保溫系統是以現澆混凝土外墻為基層墻體的，EPS 板為保溫層，實際施工中EPS 板需提前置于外模板內側，并安裝固定件。EPS 板外表面先涂抹一遍抹面膠漿，然后再在抹面膠漿中滿鋪耐堿玻纖網格布，待抹面膠漿稍干后再涂一遍抹面膠漿；最后再刷涂料或抹砂漿。

EPS 鋼絲網架板現澆混凝土外保溫系統也以現澆混凝土外墻為基層墻體，EPS 板為保溫層但這里的保溫板帶有鋼絲網架板，施工時需將鋼絲網架板置于外墻外模板內側，并在EPS 板上安裝輔助固定件。鋼絲網架板表面涂抹水泥砂漿抹面，外表為飾面層。這兩種體系因技術先進、施工工序相對簡單、效率高、能縮短工期而具有一定的競爭力，在山東等地應用較為廣泛。

這兩種系統存在的一些問題：（1）施工時會對EPS 板產生較大的側向壓力，使得EPS產生較大的壓縮變形，對后續面層施工產生不利影響；（2）EPS板接縫處容易產生漏漿，對混凝土的性能產生一定的影響；（3）EPS 鋼絲網架板現澆混凝土外保溫系統的EPS鋼絲網架板中含有部分穿透了EPS板的鋼絲，鋼絲的導熱能力強，會影響保溫系統的保溫效果，因此必須對EPS鋼絲網架板熱阻進行檢驗并滿足相關規范的要求。

3.4 現場噴涂聚氨酯外保溫系統

現場噴涂硬泡聚氨酯外保溫系統構造從內至外依次為基層墻體，界面層、現場噴涂聚氨酯保溫層、界面砂漿層、找平層、抹面膠漿復合玻纖網層、飾面層。抹面層中滿鋪耐堿玻纖網，飾面層可為涂料或飾面漿料。噴涂聚氨酯導熱系數較低，與其它保溫材料相比在達到相同節能效果的情況下，所需保溫層厚度也薄，因此可間接提高建筑物的可使用面積。該系統無空腔構造，抗風壓能力強。噴涂聚氨酯保溫層與基層墻體能夠牢固結合，并形成一個有機的整體，無接縫、無空腔，因此減少了風壓特別是負風壓對高層建筑外墻外保溫系統的破壞[9-10]。施工效率高，且對于各種異型如外挑構件、閣樓窗、轉角等部分施工方便。

該系統存在的一些問題：（1）噴涂聚氨酯發泡較的溫度范圍是15℃～35℃，所以施工時必須嚴格控制好施工溫度，因此導致全年施工時間較短。（2）現場噴涂聚氨酯厚度均勻性難以控制。（3）噴涂聚氨酯受紫外線影響較大，所以施工期間保溫層與面層的間隔時間不宜過長。

3.5 保溫裝飾一體化外保溫系統

將粘貼保溫板薄抹灰系統構造中的抹面層和飾面層合一，形成的產品稱為面板，將面板與保溫層通過樹脂膠粘貼一起稱為保溫裝飾一體化板。保溫裝飾一體化外保溫系統構造從內至外依次為基層墻體，膠粘劑、保溫裝飾板、錨固件、嵌縫材料、密封膠[11]。面板種類主要有纖維增強硅酸鈣板，纖維增強水泥板和柔性面層等。

與傳統粘貼保溫板薄抹灰系統相比保溫裝飾一體化系統的優點如下：保溫裝飾一體化板是在工廠預制的，因此能對品質進行較好地控制，并且現場作業少，施工作業污染降低；飾面層形式多樣化。保溫裝飾一體化板的面板選型種類較多：市面上應用較多的有金屬面板、石材面板、表面裝飾后的硅酸鈣板面板、水泥纖維板面板。

保溫裝飾一體化板外保溫系統能較好地彌補薄抹灰外保溫系統的缺點，但若大范圍推廣使用仍有一些不足需解決：（1）面板與保溫材料的結合問題。因為這種構造涉及結構安全性，若粘接不牢將會造成安全隱患。尤其當使用面密度較大的花崗巖做面板時，面板與保溫材料的結合問題更為突出。目前，主要采用粘結劑將面板與保溫材料粘接起來。（2）一體化板與墻體的結合問題。將一體化板通過膠粘劑粘貼在基層墻體外部，并用錨固件輔助錨固。一體化板安裝時墻面找平不方便，故粘貼法時施工精度的要求高。（3）用硅酮建筑密封膠封板縫時會造成面板污染，影響立面效果。

3.6 裝配式外保溫系統

裝配式外墻外保溫系統是借鑒了保溫裝飾一體化板的裝飾性、干法施工等優點形成的。裝配式外保溫系統構造從內至外依次為基層墻體，保溫板、面板、卡件、密封膠、龍骨、錨栓。

裝配式保溫系統特點如下：面板具有獨立支撐，保溫材料不受力，故對保溫材料強度的要求降低，增加了不同種類、密度保溫材料的選擇。獨立支撐面板用機械固定的方式安裝，可提高工作效率，縮短施工周期。該系統為非粘貼方法施工，避免了與墻面直接作用，故對基層墻體墻面狀態要求降低，對一些既有建筑存在墻體粉化嚴重等導致墻面拉伸粘結強度低且達不到標準要求的問題，裝配式系統具有很好的適應性。與保溫裝飾一體化系統相似面板形式和裝飾效果的更加多樣化。

裝配式保溫系統存在的問題：（1）施工技術復雜，技術要求高，使得總成本相對增加。（2）用硅酮建筑密封膠封板縫時會造成面板污染，影響立面效果。（3）與薄抹灰外保溫系統而言，裝配式保溫系統面板一旦脫落給人們的人身安全造成的危害更大。（4）干掛面板后續損壞嚴重，需更換，后期維護成本較高。

4 結束語

前五種外墻外保溫系統絕大部分工作是在現場完成，工序復雜、施工人員技術水平參差不齊、工作環境條件有差異，導致施工質量難以有效控制；現場施工濕作業對環境污染大，尤其對一些既有建筑節能改造項目濕作業對環境的影響尤為嚴重。裝配式外保溫系統獨立支撐的面板是用機械錨固的方式安裝，現場施工時無濕作業，有效的降低了環境污染，提高了工作效率。

由此看出隨著我國經濟水平的提高，科學技術的創新，外墻外保溫系統為適應建筑業的轉型升級由傳統的薄抹灰外保溫系統向裝配式外墻外保溫系統發展：減少現場施工，提高現場施工機械化、綠色化，體現了外墻外保溫系統向系統化，標準化、裝配化、低耗能化的發展趨勢。