當前我國資源緊缺,能源問題已經成為我國實現經濟發展的主要制約因素,節約能源刻不容緩。我國的建筑能耗占總能耗的三分之一,建筑節能問題成為關注之重。因此,建筑節能設計已經成為當前業內人士普遍關注的核心問題。我國自2001年起頒布實施居住建筑的節能標準,并且于2005年7月1日實施《公用建筑節能設計標準》。其中明確指出,建筑圍護結構和采暖對于節能的貢獻率達到了40%。可見,增強外圍護結構的保溫性能是提高建筑節能效率的關鍵因素之一。

因此,提高建筑圍護結構保溫節能效果是建筑節能的重要環節之一,發展建筑外墻保溫技術及科學選用節能材料,是建筑圍護結構節能的重要內容。

一、外墻外保溫技術的優勢

相對于其他的外墻保溫體系,外墻外保溫技術具有諸多的優點:

1、適用范圍廣。其不僅適用于北方需冬季保溫的采暖建筑,也適用于南方需夏季隔熱的空調建筑。

2、外保溫的保溫效果比較好。由于保溫層外側,可以有效地防止“冷熱橋”的影響。中國建筑科學研究院物理所的楊善勤教授通過有關傳熱學理論計算得出,就外墻主體部位而言,外保溫和內保溫的傳熱系數是相同的,但是,由于墻體中的構造柱、圈梁等熱橋的影響,外保溫的優勢更為明顯,從而充分發揮了輕質高效保溫材料的節能效果。

3、可以很好地保護建筑的主體結構。由于保溫層設在外面,可以大大減少太陽輻射、溫度變化、風雨等氣候及其他外界條件對圍護結構的損害,從而可以延長主體結構的使用壽命及安全期。

4、可以較好地改善室內的環境。室內環境包括室內物理環境和心理環境。與內保溫相比,可使每戶使用面積約增加1.3～1.8m2。同時由于外圍護結構的熱穩性能增強后,能夠使室內保持較為穩定的溫度范圍,從而使室內熱環境較為舒適。此外,外保溫層的設置使墻體具有較好的防潮性能,可避免室內的結露、霉斑等現象,因而創造了舒適的室內居住環境。

5、對于舊房改造,外保溫處理效果最好。目前,我國有許多既有建筑,由于外墻保溫效果差,耗能量大,冬季室內墻體結露、發霉,居住環境差。而采用外墻外保溫進行節能改造,不影響居民在室內的正常生活和工作。

6、外保溫可以豐富建筑的立面效果,在施工的同時,還可以利用各種保溫板做成凹進或凸出墻面的線條及其他各種形狀的裝飾物,不僅施工方便,而且強化了建筑物外立面的藝術效果。

二、當前外墻外保溫體系構造

1、聚苯板系列保溫構造

（1）EPS—膨脹聚苯板薄抹灰系統基本構造

該體系粘結層采用膠粘劑施工現場加入一定比例的水泥或干粉狀膠粘劑加入水現場施工兩種;保溫層為密度為18～22kg/m3、導熱系數小于0.041w/m·k的阻燃型膨脹聚苯板,以點粘或條粘的方法固定在基層墻面上;抗裂面層采用聚合物抹面膠漿,用水泥或其他無機膠凝材料、高分子聚合物和填料等組合,其具有較好的抗裂性能;飾面層為各種涂料。

（2）ZL膠粉聚苯顆粒外保溫系統

該保溫體系與上述EPS相比,只是保溫層換成硅酸鹽類膠粉顆粒和EPS顆粒輕骨料按一定比例加水攪拌而成的漿體材料。材料密度不大于230kf/m3,導熱系數不大于0.060w/m·k;飾面層采用柔性耐水膩子加涂料;抗裂面層采用ZL水泥抗裂沙漿復合耐堿玻纖網格布。前者由聚合物乳液加入抗裂劑、中細砂和水泥配置,用來增加表面的抗裂能力并提高表面強度;后者可增加面層砂漿的抗裂和沖擊能力。

（3）擠塑聚苯板(XPS)外保溫體系

外墻構造層次:(螺栓固定保溫層)飾面層為各種涂料;抗裂層采用聚合物抹面膠漿,用水泥或其他無機膠凝材料、高分子聚合物和填料等組合,其具有好的抗裂性能;保溫層采用XPS,上海有兩種:一種是南京歐文斯科寧有限公司的FM福滿樂板,一種是美國陶氏公司生產的舒泰龍板。二者的導熱系數:溫度25℃時為0.028w/m·k;10℃時0.026w/m·k;粘結層為膠粘劑施工現場加入一定比例的水泥或干粉狀膠粘劑加入水現場施工兩種,該體系在采用粘結層的基礎上,外加螺栓固定保溫層。

三、外保溫技術裂縫產生及控制

當前外保溫技術雖然取得了一定的成效,積累了些許經驗,但是外保溫仍存在著一些技術缺陷,歸納起來,主要體現在外保溫體系的耐候性、使用壽命(一般建筑要求25年)以及容易出現裂縫等現象。

由于常年經受季節變化、室外氣溫變化,外墻外保溫面層比較容易出現裂縫現象,這是保溫建筑的質量通病中的重癥,防裂是墻體保溫體系要解決的關鍵技術之一。裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫。肉眼可見的裂縫范圍一般以0.05mm為界,小于0.05mm的裂縫成為微觀裂縫,宏觀裂縫是微觀裂縫的擴展的結果。裂縫產生的原因是很復雜的,由于外保溫層設在外墻的外側,直接承受來自自然界的各種因素的影響,就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說,保溫層外的抗裂防護層只有3～20mm,且保溫材料具有較大的熱阻,因此在受熱相同的情況下,外保溫抗裂防護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外墻溫度變化速度提高8～30倍。從建筑構造的角度看,提高抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性能起著關鍵的作用。因此,聚苯保溫板在上墻以前應要求足夠的養護時間(42天),而實際在施工中,往往達不到上述要求,因而,施工完成以后在保溫板的灰縫處出現裂縫。此外,保溫層和抗裂砂漿的導熱系數相差達20多倍,這樣在夏季由于太陽輻射使抗裂砂漿熱量集中,溫度高達50～70℃,而突然降溫時,由于保溫板的熱容量較大,抗裂砂漿層抗溫差35～65℃,抗裂砂漿的柔韌性不滿足要求,很容易出現裂縫現象。

就構造層材料而言,如砂子粒徑,砂漿含泥量過高,易引起裂縫,保護層膠漿吸水率過大,冬天則容易漲裂;就網格布

而言,網格布的搭接長度不夠、網眼太大或太小(一般要求80%強度保留率)、鋪裝不夠規范等都可能引起面層裂縫。

四、外墻外保溫的耐候性及使用壽命

外保溫的另一個技術要求就是它必須有很好的耐候性,使用安全期期間,外保溫板與基層墻體的粘接強度與外保溫的施工工藝直接相關,稍有不慎,就可能出現施工中的空鼓現象或者保溫板的脫落等,這些都極大地影響建筑的外觀,在外保溫體系的施工中應予以高度重視。

五、提高外保溫耐久性的措施

為了提高外墻外保溫耐久性通常我們可以考慮如下措施:

1、提高保溫板和基層墻體的粘接強度防止保溫板的脫落;

2、提高防護砂漿的柔韌性、防水能力、增強聚苯保溫板的養護強度、加強粘接砂漿的顆粒級配以及網格布的有關技術性能等,使外保溫面層出現裂縫的可能性降低;

3、做好建筑外保溫的防水措施:外保溫體系應遵循“合理設防、復合防水、因地制宜、綜合治理”的原則,采用“逐層漸變、柔性抗裂、以抗為輔、以放為主”的技術路線,使外保溫層各構造層外側的柔性高于內側的變形量以免面層出現裂縫從而不利于其防水性能。

六、結論

我國自然能源消耗不斷增加,建筑節能設計已成為當前和今后建筑設計不可缺少的設計理念,而建筑節能能否取得較大成功,外墻外保溫技術是不可缺少的一環。外墻外保溫存在著外在環境優勢和技術優勢,在我國有了一定的發展,其構造技術也有一定的雛形,但其裂縫的產生和耐久性是外墻保溫存在突出問題,我們可以通過加強施工管理,材料控制,構造處理等措施來解決這些問題,從而使外墻外保溫技術能更好地為建筑節能服務。