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【摘 要】本文针对我国外墙保温材料应用现状、外墙外保温的构成材料、国家政策的解读进行简要分析,仅供参考。
【关键词】国内;建筑外墙;外保温;材料现状
一、我国外墙保温材料现状
我国现行标准将外墙保温材料按照燃烧性能分为A级(不燃)、B1级(难燃)、B2级(可燃)和B3级(易燃)4个等级,表1为外墙保温材料燃烧性能分级。
表1 外墙保温材料燃烧性能分级
燃烧性能等级 特点 主要建筑材料
A级 不燃 岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、发泡水泥、闭孔珍珠岩
B1级 难燃 特殊处理后的激素聚苯板(XPS)/特殊处理后的聚氨酯(PU)酚醛树脂、胶粉聚苯粒等
B2级 可燃 模塑聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、聚氨酯(PU)聚乙烯(PE)等
B3级 易燃 不符合国际助燃要求的挤塑板、聚氨酯等
外墙外保温,顾名思义就是用性能良好的保温隔热材料将建筑主体结构全部包裹起来,这就等于给整个建筑物穿上一件漂亮温暖的外衣。这么做主要是为了能够保护建筑物主体结构不受外界干扰,延长他的寿命周期;增加房屋的套内净面积;避免外墙、圈梁、构造柱、梁、门窗等形成散热通道在一定环境下所产生热桥效应。外墙外保温是近期以来我国建筑节能技术方面主要的施工技术,我国还以法律的形式制定了很多规定,并不断地对外墙外保温技术的工艺、材料进行规范、完善,用这些规定和标准来约束各责任方的行为。并且还把外墙外保温工程的技术和工艺等列入了强制性标准,予以强制实施,任何个人和单位都不能以任何理由干扰它的实施。
几十年的艰难历程的发展,我国的建筑外墙外保温市场已经是一个集材料生产、销售、到最后的上墙使用以及各种各样的施工技术为一体的一个庞大的产业结构,产品多种多样、技术工艺不断更新改进。一直以来全国已经推广应用的外墙外保温系统主要有膨胀型聚苯板(EPS 板)薄抹灰外墙外保温系统、挤塑型聚苯板(XPS 板)外墙外保温系统、机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统、膨胀型聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统、聚氨酯外墙外保温系统,如此多的外墙外保温系统,到底哪些是比较大众实用一点的外墙外保温系统呢,膨胀型聚苯板(EPS 板)薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统和挤塑聚苯板(XPS 板)外墙外保温系统的应用最为广泛,中国的外墙外保温市场份额 75%被三种外墙外保温系统所占有。
据统计,到现在为止,我国已经有 8000 多家(不含原材料供应企业)与建筑节能外墙外保温系统有关的材料的生产和销售企业,这个数据,相比 2001 年以前,全国该领域的从业企业仅有 500 家左右。而且这些企业中,90%的企业不具备技术开发的能力,他们的原创技术产品极少,能够申请到专利技术或者技术产品能够通过省部级科技成果认定的企业就更是寥寥无几。
由此可以看出,我国涉及与外墙外保温有关的企业尽管在数量上很多,但是大规模的企业却更少,大多数的企业规模是小的可怜,那么技术研发能力就更是不敢恭维了。虽然外墙外保温系统技术在很短的时间内取得了令世人惊讶的成绩,但从推广使用的情况却可以看出,问题还是存在的,如墙体开裂、空鼓、脱落、渗水、防火等等。从技术研发的角度看,在这 8000 多家的外墙外保温企业中,资历能够超过 10 年的企业数量不到 5%,超过 80%的企业是在 2004 年后才开始涉足这个行业。在资历超过 10 年的这些企业中,技术研发和创新能力在不断的增强,而在后来才涉足 80%的企业中,能够具有独立研发和创新的能力的企业可以说是少之又少。
二、外墙外保温的构成材料
建筑外墙主要由基层墙体(如钢筋混凝土墙、混凝土空心砌砖墙、黏土多孔砖墙、黏土实心砖墙等)、外保温材料(粘结层、保温层、保护层)、饰面层3部分构成。保温层一般选用聚氨酯泡沫塑料、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、岩(矿)棉、玻璃棉毡等。粘结层中胶合剂为高分子材料复配而成,一般为苯丙树脂,具有高粘结性、防水、防裂、耐久性,应符合专门标准的规定。保护层可选用铝箔、薄铝板、铝塑板、不锈钢薄板、纤维增强水泥板、人工合成石材薄板、PU装饰板、PP装饰板、PE装饰板、PVC装饰板、彩色金属板等多种材料。饰面层可使用溶剂型或水性涂料进行弹涂、喷仿真石漆等各种效果涂装,也可贴瓷砖等。表2为常用聚氨酯泡沫塑料和膨胀聚苯乙烯泡沫塑料的性能指标。
表2 常用聚氨酯泡沫塑料和膨胀聚苯乙烯泡沫塑料的性能指标
项目 导热系数 密度 吸水性 耐热性 耐寒性 抗压强度 自熄性 材料利用率
聚氨酯 0.018-0.025 25-60 0.118 140 -196 0.20 离火自熄 95-98
聚苯乙烯 0.035-0.040 25-60 0.150 75 -80 0.18 2-5 70
三、外墙外保温不燃型材料几种常见的问题
1.外墙外保温不燃型材料中加气混凝土外墙保温材料导热系数过高。用于外墙外保温.则需要的厚度太大,给使用带来了很大的不便,因此基本不用于外墙保温。泡沫水泥也有类似的问题,致使其很难在建筑方面去推广应用,而单方面的颗粒状保温材料需要和其他胶凝材料混合,制成保温浆料或者是复合板,达到较大的厚度才能达到保温效果。但是会导致其导热系数增大,从而降低强度。
2、外墙外保温不燃型材料对于不燃型材料的使用趋向于岩棉制品和泡沫玻璃。这两种材料即可以运用于墙面和屋顶,并且也节能环保。在屋顶方面,优选用玻璃泡沫的高强度系数和吸水性低。而且矿岩棉保温和泡沫玻璃单一的材料也能满足人们对于外墙节能的基本要求。从以上分析出,具有可行性和实用性的A级不燃型保温材料是泡沫玻璃和矿岩棉,但是这两种材料还是有一些问题有待解决。 3、外墙外保温不燃型材料在外墙保温方面存在耐水性和强度两方面的障碍。由于岩棉制品在湿气的作用下,强度下降,造成自然下坠的情况,这种现象在工程中的术语被称作是垮裤腰。
4、外墙外保温不燃型材料所采用的矿棉对于抵抗系统自重以及抗风风力还存在缺陷。因为在外围使用的矿棉要比里面的要求更高,在根本上不同于内部保温棉,无论是在生产技术下纤维的强度,还是其身的配方都存在有一定的问题
5、外墙外保温不燃型材料使用矿棉的标准制度还没有正式颁布。目前使用的矿棉标准虽然在一定程度上满足了部分位置的使用,但不能对外围形成稳定的保温作用。这就需要相关部门根据墙内外使用的不同性能,进行测量,制定各项更为准确全面的指标。
四、外墙外保温不燃型材料几种常见的对策
1、解决外墙外保温不燃型材料问题首先要改变材料的组成方式,把外部矿棉的酸度系数提高,减小其水分解反映组成,提高耐水性能。另外也要注意对防水内部构成配方进行优化,使其外在的效果更好。
2、解决外墙外保温不燃型材料问题应当同时满足抵抗保温系统中抗拉强度和抗风强度。因此,首先要提高自身纤维的强度,改变岩棉的组成配方,改变其酸碱度,使其更适合外围保温的使用。必要时也要考虑减少纤维使用的长度,增加其硬度,增强纤维间相互碾压的力度。
3、解决外墙外保温不燃型材料问题要优化喷涂和固化工艺,提高自身纤维的粘接力和均匀性。由于外墙在使用纤维的过程中需要承受自身重压和外在风力的影响,所以就需要不断的通过科学技术手段,优化其自身的配方,最终提高其柔韧性与纤维的承载能力。
4、解决外墙外保温不燃型材料问题要提高外墙铰链的链接强度。因为在外围用于保温的材料远远要比里面的要求要高,不仅要在压力和强度上面,在拉力方面也是一个重要的挑战,所以要进行深度打褶的方式,以此来增强立体铰链的拉力和强度,以此来保证外墙外保温不然材料的使用稳定性。
5、解决外墙外保温不燃型材料问题要大力发展科技。众所周知,纤维的过度泛滥对员工的身体是十分有害的,所以要特别注意做好防护工作,保障生命安全。也有的产区生产方式和能力比较传统,目前还很少能够生产出真正适合外墙外保温不燃材料。在此后的时代中,环保与节能必然是发展的大趋势,不仅要达到自身保温不燃烧的目的。而且要向更高的水平和质量发展。因此,要大力发展科学技术,逐步形成对其工业化,规模化,环保化的生产,并以最快速度转化为在工程上的实际使用才好。
6、解决外墙外保温不燃型材料问题要求政府部门去适当的调整产业结构,对大型企业的专项化发展要给予政策支持,通过多重的资本运营模式增加效益,降低成本,提升质量。在对材料的选用的时候,政府要对其进行技术或者政策鼓励,引进开发环保低耗的原料,方便施工人员的实际操作。相关的政府部门设计人员也要对其进行市场规范,不仅在施工用人,在对材料选用以及对城市的影响范围内都要设立相关的制度标准,遵循当下市场经济去调整当地产业结构。
结束语
随着我国相继制定实施了相关的建筑节能规范,按照节能规范的相关要求,对建筑外墙保温提出新的要求。在实现建筑节能方面,发展外墙保温技术是一个重要的环节,一方面能够节约大量能源,另一方面为住户提供舒适的环境。但是,现有的外墙保温技术在防火方面存在一定的安全隐患,对于保温材料,由于在防火性能方面缺乏足够的重视,进而在国内频繁发生保温材料引发的火灾事故,比较典型的如:2009年央视大楼火灾、2010年上海静安高层住宅大型火灾等,面对这些火灾事故,协调外墙保温与防火之间的矛盾受到人们的普遍关注。
参考文献:
[1]赵成光.山东省既有建筑外墙外保温节能改造技术研究[D].山东建筑大学,2010.
[2]史慧芳.建筑外墙外保温系统防火技术研究[D].西安科技大学,2013.
[3]孟琮.建筑外墙外保温防火安全体系的研究[D].青岛理工大学,2012.
[4]杨杰.建筑外墙外保温节能管理研究[D].天津大学,2010.
【关键词】国内;建筑外墙;外保温;材料现状
一、我国外墙保温材料现状
我国现行标准将外墙保温材料按照燃烧性能分为A级(不燃)、B1级(难燃)、B2级(可燃)和B3级(易燃)4个等级,表1为外墙保温材料燃烧性能分级。
表1 外墙保温材料燃烧性能分级
燃烧性能等级 特点 主要建筑材料
A级 不燃 岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、发泡水泥、闭孔珍珠岩
B1级 难燃 特殊处理后的激素聚苯板(XPS)/特殊处理后的聚氨酯(PU)酚醛树脂、胶粉聚苯粒等
B2级 可燃 模塑聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、聚氨酯(PU)聚乙烯(PE)等
B3级 易燃 不符合国际助燃要求的挤塑板、聚氨酯等
外墙外保温,顾名思义就是用性能良好的保温隔热材料将建筑主体结构全部包裹起来,这就等于给整个建筑物穿上一件漂亮温暖的外衣。这么做主要是为了能够保护建筑物主体结构不受外界干扰,延长他的寿命周期;增加房屋的套内净面积;避免外墙、圈梁、构造柱、梁、门窗等形成散热通道在一定环境下所产生热桥效应。外墙外保温是近期以来我国建筑节能技术方面主要的施工技术,我国还以法律的形式制定了很多规定,并不断地对外墙外保温技术的工艺、材料进行规范、完善,用这些规定和标准来约束各责任方的行为。并且还把外墙外保温工程的技术和工艺等列入了强制性标准,予以强制实施,任何个人和单位都不能以任何理由干扰它的实施。
几十年的艰难历程的发展,我国的建筑外墙外保温市场已经是一个集材料生产、销售、到最后的上墙使用以及各种各样的施工技术为一体的一个庞大的产业结构,产品多种多样、技术工艺不断更新改进。一直以来全国已经推广应用的外墙外保温系统主要有膨胀型聚苯板(EPS 板)薄抹灰外墙外保温系统、挤塑型聚苯板(XPS 板)外墙外保温系统、机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统、膨胀型聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统、聚氨酯外墙外保温系统,如此多的外墙外保温系统,到底哪些是比较大众实用一点的外墙外保温系统呢,膨胀型聚苯板(EPS 板)薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统和挤塑聚苯板(XPS 板)外墙外保温系统的应用最为广泛,中国的外墙外保温市场份额 75%被三种外墙外保温系统所占有。
据统计,到现在为止,我国已经有 8000 多家(不含原材料供应企业)与建筑节能外墙外保温系统有关的材料的生产和销售企业,这个数据,相比 2001 年以前,全国该领域的从业企业仅有 500 家左右。而且这些企业中,90%的企业不具备技术开发的能力,他们的原创技术产品极少,能够申请到专利技术或者技术产品能够通过省部级科技成果认定的企业就更是寥寥无几。
由此可以看出,我国涉及与外墙外保温有关的企业尽管在数量上很多,但是大规模的企业却更少,大多数的企业规模是小的可怜,那么技术研发能力就更是不敢恭维了。虽然外墙外保温系统技术在很短的时间内取得了令世人惊讶的成绩,但从推广使用的情况却可以看出,问题还是存在的,如墙体开裂、空鼓、脱落、渗水、防火等等。从技术研发的角度看,在这 8000 多家的外墙外保温企业中,资历能够超过 10 年的企业数量不到 5%,超过 80%的企业是在 2004 年后才开始涉足这个行业。在资历超过 10 年的这些企业中,技术研发和创新能力在不断的增强,而在后来才涉足 80%的企业中,能够具有独立研发和创新的能力的企业可以说是少之又少。
二、外墙外保温的构成材料
建筑外墙主要由基层墙体(如钢筋混凝土墙、混凝土空心砌砖墙、黏土多孔砖墙、黏土实心砖墙等)、外保温材料(粘结层、保温层、保护层)、饰面层3部分构成。保温层一般选用聚氨酯泡沫塑料、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、岩(矿)棉、玻璃棉毡等。粘结层中胶合剂为高分子材料复配而成,一般为苯丙树脂,具有高粘结性、防水、防裂、耐久性,应符合专门标准的规定。保护层可选用铝箔、薄铝板、铝塑板、不锈钢薄板、纤维增强水泥板、人工合成石材薄板、PU装饰板、PP装饰板、PE装饰板、PVC装饰板、彩色金属板等多种材料。饰面层可使用溶剂型或水性涂料进行弹涂、喷仿真石漆等各种效果涂装,也可贴瓷砖等。表2为常用聚氨酯泡沫塑料和膨胀聚苯乙烯泡沫塑料的性能指标。
表2 常用聚氨酯泡沫塑料和膨胀聚苯乙烯泡沫塑料的性能指标
项目 导热系数 密度 吸水性 耐热性 耐寒性 抗压强度 自熄性 材料利用率
聚氨酯 0.018-0.025 25-60 0.118 140 -196 0.20 离火自熄 95-98
聚苯乙烯 0.035-0.040 25-60 0.150 75 -80 0.18 2-5 70
三、外墙外保温不燃型材料几种常见的问题
1.外墙外保温不燃型材料中加气混凝土外墙保温材料导热系数过高。用于外墙外保温.则需要的厚度太大,给使用带来了很大的不便,因此基本不用于外墙保温。泡沫水泥也有类似的问题,致使其很难在建筑方面去推广应用,而单方面的颗粒状保温材料需要和其他胶凝材料混合,制成保温浆料或者是复合板,达到较大的厚度才能达到保温效果。但是会导致其导热系数增大,从而降低强度。
2、外墙外保温不燃型材料对于不燃型材料的使用趋向于岩棉制品和泡沫玻璃。这两种材料即可以运用于墙面和屋顶,并且也节能环保。在屋顶方面,优选用玻璃泡沫的高强度系数和吸水性低。而且矿岩棉保温和泡沫玻璃单一的材料也能满足人们对于外墙节能的基本要求。从以上分析出,具有可行性和实用性的A级不燃型保温材料是泡沫玻璃和矿岩棉,但是这两种材料还是有一些问题有待解决。 3、外墙外保温不燃型材料在外墙保温方面存在耐水性和强度两方面的障碍。由于岩棉制品在湿气的作用下,强度下降,造成自然下坠的情况,这种现象在工程中的术语被称作是垮裤腰。
4、外墙外保温不燃型材料所采用的矿棉对于抵抗系统自重以及抗风风力还存在缺陷。因为在外围使用的矿棉要比里面的要求更高,在根本上不同于内部保温棉,无论是在生产技术下纤维的强度,还是其身的配方都存在有一定的问题
5、外墙外保温不燃型材料使用矿棉的标准制度还没有正式颁布。目前使用的矿棉标准虽然在一定程度上满足了部分位置的使用,但不能对外围形成稳定的保温作用。这就需要相关部门根据墙内外使用的不同性能,进行测量,制定各项更为准确全面的指标。
四、外墙外保温不燃型材料几种常见的对策
1、解决外墙外保温不燃型材料问题首先要改变材料的组成方式,把外部矿棉的酸度系数提高,减小其水分解反映组成,提高耐水性能。另外也要注意对防水内部构成配方进行优化,使其外在的效果更好。
2、解决外墙外保温不燃型材料问题应当同时满足抵抗保温系统中抗拉强度和抗风强度。因此,首先要提高自身纤维的强度,改变岩棉的组成配方,改变其酸碱度,使其更适合外围保温的使用。必要时也要考虑减少纤维使用的长度,增加其硬度,增强纤维间相互碾压的力度。
3、解决外墙外保温不燃型材料问题要优化喷涂和固化工艺,提高自身纤维的粘接力和均匀性。由于外墙在使用纤维的过程中需要承受自身重压和外在风力的影响,所以就需要不断的通过科学技术手段,优化其自身的配方,最终提高其柔韧性与纤维的承载能力。
4、解决外墙外保温不燃型材料问题要提高外墙铰链的链接强度。因为在外围用于保温的材料远远要比里面的要求要高,不仅要在压力和强度上面,在拉力方面也是一个重要的挑战,所以要进行深度打褶的方式,以此来增强立体铰链的拉力和强度,以此来保证外墙外保温不然材料的使用稳定性。
5、解决外墙外保温不燃型材料问题要大力发展科技。众所周知,纤维的过度泛滥对员工的身体是十分有害的,所以要特别注意做好防护工作,保障生命安全。也有的产区生产方式和能力比较传统,目前还很少能够生产出真正适合外墙外保温不燃材料。在此后的时代中,环保与节能必然是发展的大趋势,不仅要达到自身保温不燃烧的目的。而且要向更高的水平和质量发展。因此,要大力发展科学技术,逐步形成对其工业化,规模化,环保化的生产,并以最快速度转化为在工程上的实际使用才好。
6、解决外墙外保温不燃型材料问题要求政府部门去适当的调整产业结构,对大型企业的专项化发展要给予政策支持,通过多重的资本运营模式增加效益,降低成本,提升质量。在对材料的选用的时候,政府要对其进行技术或者政策鼓励,引进开发环保低耗的原料,方便施工人员的实际操作。相关的政府部门设计人员也要对其进行市场规范,不仅在施工用人,在对材料选用以及对城市的影响范围内都要设立相关的制度标准,遵循当下市场经济去调整当地产业结构。
结束语
随着我国相继制定实施了相关的建筑节能规范,按照节能规范的相关要求,对建筑外墙保温提出新的要求。在实现建筑节能方面,发展外墙保温技术是一个重要的环节,一方面能够节约大量能源,另一方面为住户提供舒适的环境。但是,现有的外墙保温技术在防火方面存在一定的安全隐患,对于保温材料,由于在防火性能方面缺乏足够的重视,进而在国内频繁发生保温材料引发的火灾事故,比较典型的如:2009年央视大楼火灾、2010年上海静安高层住宅大型火灾等,面对这些火灾事故,协调外墙保温与防火之间的矛盾受到人们的普遍关注。
参考文献:
[1]赵成光.山东省既有建筑外墙外保温节能改造技术研究[D].山东建筑大学,2010.
[2]史慧芳.建筑外墙外保温系统防火技术研究[D].西安科技大学,2013.
[3]孟琮.建筑外墙外保温防火安全体系的研究[D].青岛理工大学,2012.
[4]杨杰.建筑外墙外保温节能管理研究[D].天津大学,2010.