关于建筑外墙保温系统及其节能分析

摘要：文章对建筑外墙保温系统与其节能技术进行了深入分析，仅供同行参考。

关键词：建筑外墙保温 节能 材料 防火性能

引 言

随着我国建筑行业的飞速发展，新型节能环保建筑的不断涌现，但是有很多新建建筑仍不能达到国家规定的标准，而成为高能耗的建筑。因此，加强建筑节能技术的应用势在必行。建筑外墙保温对建筑节能的影响最大，如何改善墙体的保温性能是建筑节能的关键。

一、外墙外保温技术概述

我国住宅建筑外墙保温主要有以下四种形式：外保温、内保温、夹心保温、综合保温。其中外墙外保温方式直接、效果显著，是建设部倡导推广的主要形式，也是在我国应用的最为广泛。外墙外保温是将保温材料安装在外墙的外侧，降低建筑主体结构受温差的影响，减小结构的温度变形量，从而起到保护墙体、有效阻断冷（热）桥，从而延长建筑结构的使用寿命。外墙外保温系统的应用不但可以将制冷、制热系统的能耗降低至50%左右，还可以让人们的生活居住环境更为健康、舒适。因此，外墙外保温技术在建筑节能技术中得以广泛的应用。

二、外墙外保温的优势

（一）适应范围广

外保温不但可以适用于夏季炎热的南方需要隔热的空调建筑，还可以适用于冬天寒冷的北方需要保温的采暖建筑。不但可以在新建建筑工程中应用，还可以应用于旧建筑的节能改造工程。

（二）保温效果显著

由于是将保温材料设置于外墙的外侧，几乎可以消除建筑结构的每一个部位的热桥影响。可以将轻质高效的保温材料效能发挥到极致，较内保温、夹心保温，外保温的节能效果十分显著。

（三）保护主体结构

外侧保温材料可以大幅度的降低自然环境中的温度、湿度、太阳紫外线等对主体结构造成的影响。现代建筑高度越来越高、层数越来越多，主体结构受温度的影响也越来越大，建筑结构的热胀冷缩有可能造成建筑结构的开裂，而采用外保温技术则可大大降低温度应力，防止开裂。

（四）可以改善室内环境

外保温不但可以使得墙体的保温隔热性能增强，还可以提高室内的热稳定性。外保温层可以防止墙体受到雨水的入侵，增强墙体防潮性能，可以防止室内出现霉斑、结水汽等问题，让室内居住环境更为舒适。

三、几种常用的外墙外保温体系

《外墙外保温工程技术规程》（JGJ144-2005）推荐有以下五种外墙外保温系统。

1．EPS板薄抹面外保温系统。该保温系统的保温材料为EPS板，玻纤网增强聚合物砂浆抹面层和饰面涂层为保护层，其固定方式为粘接形式，其抹面的厚度应该要不超过6mm。

2．现浇混凝土复合无网EPS板外保温系统。这种保温系统应用于现浇混凝土剪力墙结构，其构造形式与EPS板薄抹面外保温系统相同，同样采用EPS板为保温材料，不同的是该保温系统是实现将EPS板放置于剪力墙模板内侧，当浇筑剪力墙混凝土时直接将保温材料与剪力墙浇筑为一体。

3．现浇混凝土复合EPS钢丝网架板外保温系统。该保温体系同样用于现浇混凝土剪力墙结构，其保温材料为EPS单面钢丝网架板，与现浇混凝土复合无网EPS板外保温系统一样与剪力墙混凝土一次浇筑成型，表面可以涂抹水泥砂浆并可贴面砖。

4．机械固定EPS钢丝网架板外保温系统。将福丝非穿透型EPS钢丝网架板保温材料，采用预埋筋或者锚栓等机械固定方式，锚固在墙体上，采用水泥砂浆抹面并可以贴面砖。

5．胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统。该保温系统是将EPS颗粒与矿物胶凝材料的混合浆料直接以抹灰的方式固定在墙体上，然后再利用防裂砂浆玻纤网抹面作为保护层。

另外还有两种保温系统应用也比较多：（1）硬质聚氨酯泡沫塑料外保温系统。将聚氨酯保温材料利用聚氨酯发泡工艺喷涂于墙体上，表面再用轻质材料找平，可以利用涂料或者面砖做饰面层。该保温体系节能效果好，施工速度快，可以缩短工期；（2）XPS板外保温系统。将EPS板用XPS板取代而形成的保温系统。其导热系数低，保温效果好，但是XPS板的透气性与粘结性还有待提高。

四、保温材料

对于建筑外墙保温系统来讲，材料至关重要，直接关系到保温系统的保温隔热性能，所以充分合理利用保温材料是建筑节能技术中一种很有效的手段。保温材料可以分为无机质类与有机质类。

无机类是采用天然矿物质粗加工而成，从形态上可分为纤维类如玻璃棉、水镁石等，粒粉类如膨胀珍珠岩、海泡石、石膏等。从应用结构上又可分为单体型与复合型。无机质类保温材料防火性能好，但是它的保温性能比有机质类稍逊色一筹。

我们将有机质类保温材料也称为泡沫塑料，是采用发泡的方法制作而成。其材料主要为高分子化合物或者高聚物。有机质保温材料具有保温隔热性能好、质量轻、防水性能好等优点，但是其防火性能很差,其应用范围因此受到限制。

五、应注意的问题及对策

（一）外保温材料脱落的防治

建筑外墙尤其是高层建筑的外墙受到风荷载作用非常大，墙体便会产生很大的负风压，再在保温材料自身重力的作用下而容易脱落。另外，当采用有机类保温材料时，由于墙体通常为砖砌体或者混凝土等无机物，二者性质差异大，若粘结不好也容易脱落。因此，在进行保温层与基层间的粘结时，必须要确保其粘结牢靠稳固，目前，通常采用的粘结方式有锚栓机械连接与采用专用粘结剂粘结两种形式。不管采用哪种形式的粘结都必须满足行业标准JGJ144-2005第4.0.2条、第4.0.5条及第4.0.8的规定：“外墙外保温系统的现场粘结强度不得小于0.1MPa，胶粘剂与水泥砂浆的拉伸粘结强度在干燥状态下不得小于0.6MPa、浸水48h后不得小于0.4MPa，与EPS板的粘结强度在干燥状态和浸水48h后均不得小于0.1MPa，并且破坏部位应位于EPS板内。”

（二）外保温材料开裂的防治

如何防止建筑外墙外保温材料的开裂也是外保温技术应该解决的关键问题。外保温系统主要是由保温材料、砂浆、砖墙或者混凝土墙组成，各种材料间的性质各异，其温度变化性能又有差异，在环境温度变化的作用下，各种材料产生的温度应力大小不一，产生的温度变形也不一致，这就会导致在不同的材料层间产生开裂，造成渗水，从而大大降低了保温材料的隔热性能，久而久之就会造成保温材料完全失效。

为了防止或者控制外保温系统开裂，我们通常在两种材料层间设置一层玻纤网格布或者采用抗裂砂浆等方法，降低外保温系统受温度变化的影响。当采用玻纤网格布材料时，其抗拉强度必须满足行标JGJ144-2005第4.0.10条的规定“玻纤网格布的拉伸断裂强力不得小于750N/50mm，耐碱拉伸断裂强力保留率均不得小于50%。”

（三）保温材料的防火性能

保温材料的防火性能必须满足国家相关法律法规及相应的技术标准要求。各体系防火性能不尽相同，具体如下：

热塑性保温材料：热塑性保温材料应用于外墙外保温中，既有 地方的各种技术规程，又有国家的行业标准，是目前最普及最成熟的外墙外保温系统。EPS板的燃烧等级是B2级，属于离火自熄型，目前国内把EPS板做到 B1级比较困难，因此在各地方规程和国标中要求是B2级防火。EPS板做好抹面砂浆后的防火性能大大改观，防火等级可达到A级不燃，但是EPS板的变形温 度仅为70～98℃，当饰面层外温度高于这个温度时，EPS板就会软化，燃烧。如果EPS板的燃烧性能到B1级就能很好的起到阻燃效果。XPS板的燃烧分 级一般的也是B2级，国内能够做到B1级燃烧性能的板材，B1级的XPS薄抹灰系统的防火性能要比EPS的薄抹灰系统的防火性能好的多，XPS的软化温度 要略高于EPS板，软化温度在110℃左右，阻燃效果相比明显优于EPS板。当XPS板抹灰后的防火性能也是A级。为防止火灾的发生，该系统采用防火隔离 带的方法再增加一层安全系数。

热固性保温材料：热固性保温材料在外墙外保温应用中目前没 有任何的标准图集等。热固性保温材料中，聚氨酯发泡的防火等级也是B2级，它是燃烧碳 化型材料，软化温度在120℃左右，酚醛泡沫的防火性能要优于聚氨酯发泡，它的燃烧性能接近于A级材料，目前是有机保温材料中比较好的防火的保温材料，但 是，系统本身应用在外墙外保温中的技术经验都还没有经过时间的检验，系统的稳定性差。

无机保温材料：无机保温材料中又以岩棉和泡沫玻璃为代表。 岩棉、矿渣棉在常温条件下（25℃左右）导热系数通常在0.036～0.041W/(m・K)之间，其本身属无机质硅酸盐纤维，不可燃。，适用于基墙为混凝土或砖墙等密实结构的新建或既有建筑的外 墙保温或节能改造，同时也可用做外墙保温防火隔离带与燃烧性能达不到A级的保温材料配套使用，以提高建筑物外墙的防火功能。

外墙外保温的防火不能顾此失彼，既不能只讲究防火而放松对 保温效果的要求，也不能为了保温效果而忽视防火性能，更不能因为害怕火灾的产生而不要节能。外墙保温的防火问题是一个综合性的问题，不能单单靠保温材料 的防火性能来防止火灾的发生。应当将建筑、材料、消防和环保四个方面有机结合起来。

（四）外饰面层应采用涂料

建筑外墙保温系统中的保温材料多为轻质多孔材料、抗剪强度低，因此在高层建筑外保温系统中最好不要采用面砖作为饰面层，而采用涂料。若粘贴面砖，高度不要超过24米，而且应该采取有效的固定措施，避免面砖掉落伤人。

（五）耐久性能必须要满足使用要求。

建筑外墙外保温系统应该要经过耐久性试验，确保其在正常使用状态及维护条件下，其使用年限不得低于25年。

六、结语

综上所述，节能建筑已成为建筑发展的必然趋势。而建筑外墙外保温系统具有无可替代的优势将得以更广泛的应用与发展。对于外墙保温系统中的一些问题（比如安全性能、耐久性能、抗裂性能等）仍需不断研究与完善，为外墙外保温系统的推广、应用提供新的技术支持，促进建筑节能的进一步完善。