建筑外墻外保溫系統(tǒng)耐候性研究現(xiàn)狀淺析

呂慧慧

摘 要：墻體保溫已成為當(dāng)今建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式之一，是建筑節(jié)能的一個(gè)主要組成部分。在國(guó)家節(jié)能降耗政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下，我國(guó)墻體保溫技術(shù)取得了長(zhǎng)足而迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了諸多采用不同材料、不同構(gòu)造做法的外墻保溫技術(shù)。本文對(duì)建筑外墻外保溫系統(tǒng)耐候性的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行論述，指出建立外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性評(píng)價(jià)體系是亟待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能 外墻外保溫 耐候性

中圖分類號(hào)：TU11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（a）-0059-02

建筑節(jié)能作為節(jié)能系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一，近年來(lái)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。就節(jié)能的長(zhǎng)期效益來(lái)說(shuō)，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能起著極其重要的作用，因?yàn)橐坏┙ㄖ锝ㄔO(shè)完工后，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能能力就很難再改變。相對(duì)而言，空調(diào)設(shè)備和照明設(shè)備的節(jié)能能力較易通過(guò)使用新的節(jié)能技術(shù)得到較快的提高。因此，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱非常重要。如果建筑的保溫隔熱性能不好，即使暖通、空調(diào)設(shè)備的效率再高，能耗也非常大，且室內(nèi)的熱環(huán)境無(wú)法達(dá)到基本舒適的要求。而提高建筑物外墻的保溫隔熱性能，是實(shí)現(xiàn)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效果的最重要技術(shù)措施。

在我國(guó)，外墻外保溫系統(tǒng)是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能系統(tǒng)。外墻外保溫是通過(guò)在外墻外側(cè)設(shè)置保溫隔熱體系，從而使建筑墻體達(dá)到保溫隔熱效果。與其他保溫形式相比，外墻外保溫系統(tǒng)具有技術(shù)合理、保護(hù)主體結(jié)構(gòu)、利于室溫保持穩(wěn)定、避免裝修對(duì)保溫層的破壞、增加房屋使用面積等明顯的優(yōu)勢(shì)。但是由于保溫材料置于外墻外側(cè)，直接承受來(lái)自自然界的各種因素影響，因此會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、材料脫落、耐久性較差等問(wèn)題，這些問(wèn)題也已影響到了該體系的推廣使用。然而影響外墻外保溫系統(tǒng)耐候性的因素有很多，對(duì)建筑外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性評(píng)價(jià)，已成為建筑節(jié)能領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

1 國(guó)內(nèi)外研究概況

1.1 國(guó)外研究概況

外墻外保溫技術(shù)在16世紀(jì)就已出現(xiàn)，但是發(fā)展比較緩慢。第二次世界大戰(zhàn)后德國(guó)開(kāi)始使用，當(dāng)時(shí)主要用于彌補(bǔ)墻體裂縫，通過(guò)對(duì)損壞的建筑結(jié)構(gòu)表面修復(fù)，發(fā)現(xiàn)粘貼過(guò)泡沫塑料板后不僅能遮蔽墻體的裂縫，還能起到良好的隔熱性能，節(jié)約能源。這種復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)除了滿足力學(xué)要求，在隔熱、隔聲、熱舒適等方面都有良好的表現(xiàn)。在20世紀(jì)60年代后期，這一系統(tǒng)引入美國(guó)，最初應(yīng)用于商業(yè)建筑，后來(lái)用于民用住宅。在過(guò)去的30年中，它的使用越來(lái)越廣泛。尤其在1973年世界性石油危機(jī)后有了長(zhǎng)足的發(fā)展，現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)有超過(guò)數(shù)億平方米的使用面積[1]。

目前，外貼保溫板薄抹灰方式是歐洲國(guó)家廣泛應(yīng)用的外墻外保溫體系方式。這種方式主要用阻燃型的膨脹聚苯板和不燃型的巖棉板兩種保溫材料。輕鋼結(jié)構(gòu)填充保溫材料在美國(guó)比較多見(jiàn)。

在使用過(guò)程中，歐美對(duì)薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性的問(wèn)題、不同類型的系統(tǒng)在不同沖擊荷載下的反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果與實(shí)際工程中性能的相關(guān)性等進(jìn)行不同程度的研究。歐洲技術(shù)認(rèn)可組織EOTA在2000年發(fā)布了名稱為《有抹面復(fù)合外保溫系統(tǒng)歐洲技術(shù)認(rèn)定指南》（EOTA ETAG 004）的標(biāo)準(zhǔn)[2]。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是歐洲外墻外保溫體系幾十年來(lái)成功實(shí)踐的技術(shù)總結(jié)和規(guī)范。

1.2 國(guó)內(nèi)研究概況

20世紀(jì)末外保溫工程在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用，初始是將國(guó)外的聚合物改性水泥膠黏劑粘貼聚苯板技術(shù)和我國(guó)自己研發(fā)的膠粉聚苯顆粒保溫漿料在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)應(yīng)用。直至2005年國(guó)家強(qiáng)制實(shí)施建筑節(jié)能政策后，外墻外保溫技術(shù)才得到快速發(fā)展和提高。2004年我國(guó)頒布了《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》，該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了5種外墻外保溫系統(tǒng)。除了完善已有技術(shù)外，相繼出現(xiàn)了一些新技術(shù)，如保溫裝飾一體化板、噴涂聚氨酯泡沫保溫層、建筑保溫砂漿、無(wú)機(jī)保溫板、巖棉保溫板等外墻保溫系統(tǒng)。另外，隨著外墻外保溫的廣泛、大量應(yīng)用，關(guān)于外墻外保溫技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不斷制定、頒布或者修訂，使得外墻外保溫在設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)和施工驗(yàn)收等方面有章可循、有規(guī)可依。

膠粉聚苯顆粒和無(wú)機(jī)建筑保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)是兩個(gè)具有相同施工特征的外保溫系統(tǒng)，也是我國(guó)夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)外墻外保溫的主要建筑節(jié)能系統(tǒng)，但同時(shí)工程中出現(xiàn)的問(wèn)題也很多、很普遍。主要質(zhì)量問(wèn)題是保溫層和抗裂層開(kāi)裂、干密度大、吸水率高、防水性能差等，以及實(shí)際工程中保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值和設(shè)計(jì)選用值。這兩個(gè)系統(tǒng)的材料生產(chǎn)技術(shù)和施工技術(shù)目前都已趨于成熟，出現(xiàn)問(wèn)題的原因是市場(chǎng)的惡性競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。

膨脹聚苯板薄抹灰和擠塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)以及實(shí)施節(jié)能65%地區(qū)應(yīng)用的主要外墻外保溫技術(shù)，應(yīng)用量相當(dāng)于夏熱冬冷、夏熱冬暖地區(qū)的膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)的差別僅在于保溫板的不同。但實(shí)際上擠塑板用以外墻外保溫時(shí)存在著更易變形、表面光滑難以粘貼和透氣性差等問(wèn)題，是更適合于屋面保溫應(yīng)用的材料。這兩個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的質(zhì)量問(wèn)題主要是防護(hù)層開(kāi)裂和由此引起的滲水、漏水問(wèn)題。其原因在于保溫層表面，可能承受更高的溫差和溫度，若抹面膠漿質(zhì)量差在遇到環(huán)境溫變時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)裂縫。

《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》[3]JGJ144-2008中規(guī)定耐候性試驗(yàn)由80次高溫淋水循環(huán)和20次熱冷循環(huán)組成。高溫淋水循環(huán)是將試樣表面在1h內(nèi)加熱至70℃，并在（70±5）℃條件下保持2h，然后在試件表面淋水1h（水溫（15±5）℃），靜置2h完成一個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行48h的狀態(tài)調(diào)節(jié)，再進(jìn)行熱冷循環(huán)，即將試件表面加熱至50℃并在（50±5）℃條件下保持8h（其中升溫時(shí)間為1h），再將試件表面降溫至-20℃并在（-2±5）℃條件下保持16h（其中降溫時(shí)間為2h）。要求試驗(yàn)結(jié)束后保溫系統(tǒng)不得出現(xiàn)裂縫、粉化和剝落現(xiàn)象。

北京工業(yè)大學(xué)對(duì)外墻外保溫聚合物砂漿的耐候性進(jìn)行了研究，保溫材料采用聚苯板，測(cè)試抹面砂漿試件在耐候性試驗(yàn)環(huán)境下經(jīng)受熱雨循環(huán)20次、40次、60次、80次和經(jīng)受雨熱循環(huán)80次后再經(jīng)受冷熱循環(huán)2次、5次后的各項(xiàng)力學(xué)性能；同時(shí)測(cè)試試塊在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境養(yǎng)護(hù)下對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)力學(xué)性能作為對(duì)比[4]。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在經(jīng)歷一定次數(shù)的熱雨循環(huán)和熱冷循環(huán)后，外墻外保溫體系聚合物抹面砂漿的抗壓、抗折強(qiáng)度以及粘結(jié)強(qiáng)度均存在不同程度的下降，壓折比有所提高。

2 結(jié)語(yǔ)

在全球不同氣候條件下的各種地區(qū)中外墻外保溫系統(tǒng)已經(jīng)得到了比較成功的實(shí)際應(yīng)用。事實(shí)證明，采用該類保溫系統(tǒng)的建筑，無(wú)論從居住的舒適度還是建筑物外飾效果都十分理想。由于保溫隔熱體系被置于墻體外側(cè)，受外界無(wú)數(shù)次高溫、雨水、寒冷的氣候影響，抹面砂漿極容易開(kāi)裂，保溫材料失去作用。故對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性研究成果具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益，市場(chǎng)前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1] 李娟，隋同波，周春英.中德外墻外保溫體系的發(fā)展及對(duì)比[J].新型建筑材料，2008（4）：62-65.

[2] 建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心.歐洲外墻外保溫標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)考察報(bào)告[J].建設(shè)科技，2008（Z1）：154-157.

[3] 建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心.外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程（JGJ144-2008）[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 項(xiàng)道陽(yáng).薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)耐候性試驗(yàn)[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2008.endprint