屈志中

（陜西省建筑科學研究院，電話:13186045742）

    建筑節能的基本要求是保溫隔熱，其主要部位是外墻，其次是門窗和屋面。一般建筑物外墻傳熱面積占建筑物總傳熱面積的60%以上，通過外墻造成的熱量損失約占建筑物總熱量損失的23%～34%。與外墻相比，門窗、屋面的保溫隔熱問題較易解決，難點集中于外墻外保溫體系。目前國內推廣的外墻外保溫體系主要有膠粉聚苯顆粒保溫漿料、聚苯板（包括擠塑型）及聚氨酯硬泡薄抹灰保溫體系等，這些體系在推廣應用中盡管取得較好的效果，并且在不斷地改進完善，但反映的問題仍不少。因此，這些體系可以說是在不斷的爭議中實施的，問題在于對裂縫、安全和耐久性的擔憂，尤其是耐久性備受質疑。外墻外保溫材料及保溫隔熱體系如何發展，方向是什么，已引起業界的普遍關注。

 

    目前廣為推行的三種外墻外保溫體系是由墻體結構層、保溫層、保護層和飾面層四部分構成的，保溫材料是外墻外保溫體系的核心，其主要功能是保溫隔熱，幾種體系的區別主要還是不同的保溫材料。聚苯板、擠塑板和聚氨酯硬泡屬有機保溫材料，而膠粉聚苯顆粒漿料則屬無機與有機復合材料。由于聚苯板、擠塑板和膠粉聚苯顆粒保溫材料本身的物理化學性能有一定的區別，反映出的主要是裂縫、安全和耐久性問題，只是程度不同而已。

 

    裂縫是一個普遍的問題，起因于外墻暴露在大氣中，溫度變形難以避免，例如聚苯板薄抹灰保護層僅為3mm的聚合物抗裂砂漿復合網格布，膨脹聚苯板的導熱系數為0.042W/(m·K)，而聚合物抗裂砂漿的導熱系數為0.932W/(m·K)，這兩種材料的導熱系數相差22倍多。如果在夏季，太陽直射的外墻面，其表面溫度通常可達50～70℃，由于聚苯板保溫隔熱層的熱阻很大，使其保護層的熱量不易通過傳導擴散，如遇下雨或降溫至15℃左右，則溫降可達35～55℃，此種溫差變化是抗裂砂漿保護層難以適應的。同時，聚苯板保溫層的溫度超過70℃，將產生不可逆的收縮變形，可致開裂。還有，這種體系使用于多層及高層建筑外墻，風荷載的長期反復作用是不利的因素。聚苯板薄抹灰體系中聚苯板通常是以點粘的方式鋪設在結構層上的，粘結面積僅40%，即有60%的面積為空腔。在這種體系中背風面墻體將產生負風壓，由于體系存在空腔，負風壓產生的破壞作用是造成保溫墻面產生裂縫的主要因素之一，嚴重時可致局部或全部墻面脫落。

 

    安全性問題是指兩個方面，一是聚苯板和玻璃纖維網格布均為有機化合物，屬易燃體，聚氨酯硬泡無防火性能。雖然目前出現一些具有阻燃性的聚苯板和聚氨酯硬泡，但均未達到難燃材料等級，其防火性能仍然未從根本上解決。二是此種墻體飾面層，目前多采用瓷磚，由于瓷磚的重量約35kg/m²，容易出現瓷磚脫落現象，為此，上海、大連等城市早在2006年即明文規定在多層和高層建筑中不得采用瓷磚外飾面，而提出推廣涂料飾面方案。有些同仁認為提高瓷磚與保護層的粘結強度，即把垂直拉伸粘結強度提高至0.4MPa，不必擔心瓷磚脫落，這種看法也是不可靠的，因為瓷磚在墻面的溫度變形，主要產生于平行墻面的剪切應力，導致瓷磚松動甚至脫落。

 

    當前外墻外保溫體系的耐久性是業界最為關注和擔心的問題。在我國，一般居住和公共建筑的壽命均在70～100年范圍內，而目前推行的這幾種外墻外保溫體系，有關標準規范明確要求，使用年限不少于25年。有關資料介紹歐洲國家類似的外墻外保溫體系已有30年的使用歷史至今仍基本完好。但我國與其情況不同，這些發達國家居住建筑多為低層和多層，而我國現今城市居住建筑多為小高層、高層還有超高層的，如果經25年就必須對外墻外保溫體系進行維修或者全部更換，將是一項消耗資源和財力的巨大工程，現在就應當預見到這個問題。要認識到用于外墻外保溫的聚苯乙烯泡沫塑料，其本身易老化和粉化，在自然條件下，粉化會加劇，即耐久性不足是其固有的缺點。再則，這類保溫材料，均屬以石油化工為原料的產品，在石油資源日現短缺的情況下，以此作為大宗外墻外保溫材料，必將受到制約。

 

    根據國內外在墻體外保溫體系方面的發展和出現的問題，可以說發展無機保溫材料尤其是無機保溫砂漿以及自保溫墻體是新的方向。

 

    無機保溫砂漿是目前市場上一種新型保溫材料，其主要技術特點是強度高，尤其是與基層粘結良好，不易產生裂縫和空鼓，不必用錨栓與墻體拉結。由于是純無機材料制成，化學穩定性優異，不存在老化問題，且具有良好的防水阻燃性能，可與建筑墻體同壽命。便于施工，適用范圍廣，可以做外墻外保溫，亦可做外墻內保溫或者實施外墻內外組合保溫以及作為屋面、樓地面保溫層等。無機保溫砂漿的綜合造價低，根據2007年西安完成的一項3.3萬m²多層住宅樓外墻內保溫工程的計算，使用復合硅酸鹽無機保溫砂漿體系與擠塑聚苯板體系相比，節約資金為26元/ m²，即綜合成本約可降低40%。

 

    聚苯顆粒作為細骨料是有機物，膠粉主要成分為無機物，實際上這種保溫砂漿屬無機與有機物的復合體，我國廣大地區都在應用，尤其是江浙等華東地區，這種外墻外保溫體系的市場份額高達60%。保溫層與墻體容易粘結，其保溫隔熱效果與耐久性均較好，施工簡便，工程造價低，一般不易出現大面積龜裂、空鼓脫落等問題，技術上是可行的，易于推廣。缺點是除了取決于配方外，在很大的程度上取決于施工質量。為達到節能65%的要求，保溫層的厚度需50～80mm，技術規程JGJ-2004限制其厚度不大于100mm。另外，防火性較差，該體系不太理想。盡管如此，但聚苯顆粒作為工業廢料得以利用，故具有相當的生命力�，F在國內正在采取各種措施對聚苯顆粒進行改性，使其具有親水性，增大與膠粉的粘結性，并從而提高這種保溫砂漿的強度和耐久性。近年來，在一些冬冷夏熱地區，以此種保溫砂漿質量不易保證為由，限制其應用于外墻外保溫工程，理由不充分。因為聚苯板薄抹灰等體系，也存在施工質量難保證的問題。與聚苯板保溫材相比，膠粉聚苯顆粒保溫砂漿在強度，尤其是粘結強度、防水、耐久性方面確具有一定優勢。

 

    �；�微珠屬無機保溫骨料、經燒制加工而成，粒度0.5～1.5mm，干密度80～130kg/m³，耐火度1280～1360℃，使用溫度1000℃以下，防火性能按GB8624-1997《建筑材料燃燒性能分級方法》規定，屬不燃材料（A級），現已進入工程應用。膠粉�；�微珠保溫砂漿的耐候、環保和防火性優于其他保溫材料，具有優良的保溫隔熱性能。目前國內企業可以生產出0.1～5mm不同規格粒徑、表現密度45～800kg/m³的�；�微珠。工程應用表明30mm厚的�；�微珠保溫砂漿其保溫效果即可達節能50%的要求。玻化微珠保溫砂漿體系適用于多層及高層建筑外墻外保溫及內保溫抹灰工程，對于當今各類原有建筑物的保溫改造工程也很適用。

 

    這是國內近期研發的一種新型無機復合保溫砂漿，主要由無機膠結料、硅酸鋁、礦物填料、增強增粘組分以及輕骨料如玻化微珠、陶砂等配制而成，可用于外墻內外保溫體系。該保溫砂漿在加水拌合硬化后，能夠形成三維八面體封閉微孔網狀結構，具有彈性、不開裂、不粉化、導熱系數小，保溫層薄，與基層墻體粘強強度高，使用溫度范圍在－40～800℃，屬于不燃體。抗凍性優異，－40℃條件下循環20次無脫皮現象，防水、耐酸堿，易施工。由于具有彈性，亦可用于有振動的設備保溫。

 

    該保溫砂漿由FBT（稀土）、礦棉和�；�微珠作為輕質保溫隔熱骨料配制而成，干密度410-600kg/m³，導熱系數0.065～0.085W/（m·K），特點是與基層粘結強度高，不易變形及抗沖擊性能良好，適用溫度為－25～65℃。由于導熱系數小，節能效果突出，并解決了傳統保溫材料易造成冷橋，能量散失快，導熱系數衰減等問題，不僅可用于建筑外墻內外保溫工程，而且可用于工業設備的保溫隔熱。由于成本較高，尚未見用于外墻保溫工程的報導。

 

    常用三種保溫砂漿性能指標比較見表1。