无机保温材料在外墙外保温体系中的应用与研究.pdf

学校代号：1 0 7 3 1学号：0 8 2 0 8 1 4 0 2 0 5 5密级：公开兰州理工大学硕士学位论文无机保温材料在外墙外保温体系中的应用与研究A p p l i c a t i o na n dR e s e a r c ho nI n o r g a n i cI n s u l a t i o nM a t e r i a li nE x t e r i o rT h e r m a lI n s u l a t i o nS y s t e mb yW a n gY o n g-L i a n gB E(L a n z h o uU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)2 0 0 8At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h eR e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eofM a s t e ro fE n g i n e e r i n gl nS t r u c t u r a lE n g i n e e r i n gi nt h eS c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n go fL a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g yS u p e r v i s o rP r o f e s s o r i a ls e n i o rH eZ h o n g M a oA s s o c i a t ep r o f e s s o rQ i a oH o n g X i aM a y,2 01150558洲8iiii-啪Y兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：五汞毛日期：加年6 月够E l学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密曰。(请在以上相应方框内打“”)作者签名：王挠日期：扣1 1 年月。E l新签槲轷密号忤万月尸日硕十学何论文目录摘要IA B S T R A C T II第1 章绪论11 1 论文研究背景11 1 1 建筑节能的概念l1 1 2 研究背景11 1 3 我国采用节能建筑的必要性21 2 国内外外墙节能21 2 1 外墙外保温的发展21 2 2 国外墙体节能发展概况21 3国内外墙节能31 3 1 我国建筑节能的发展31 3 2 我国建筑节能与发达国家的差距31 3 3 我国建筑节能设计标准的回顾41 4 课题研究的目的5第2 章外墙外保温体系及外保温材料的材性对比72 1 外墙外保温体系类型简介72 2 常见外墙外保温体系的特点92 2 1 外墙外保温体系的组成92 2 2 几种典型外墙外保温体系的优势92 2 3 几种典型外墙外保温体系的劣势1 02 3 外墙外保温材料的应用及材性分析1 02 3 1 外墙外保温体系的基本要求1 02 3 2 外墙外保温材料应用及材性分析1 12 4 阻燃试验2 02 4 1 阻燃原理2 02 4 2 阻燃方式2 02 4 3 外保温阻燃效果2 12 5 建筑防火2 12 6 保温材料和保温体系的燃烧性能实验2 32 6 1 国外外保温防火试验标准和方法2 32 6 2 国内外保温防火试验标准和方法2 32 7有机材料的燃烧性能实验局限性2 42 8 本章小结2 4无机保濡材料住外墙外保、濡体系巾的应用与研究第3 章外墙外保温体系热工设计一2 53 1 环境和建筑围护结构的关联性2 53 2 外保温系统对舒适度的影响2 53 2 1 温度的影响2 63 2 2 相对湿度的影响2 63 2 3 热辐射的影响2 63 3 墙体节能设计原理2 63 4 墙体节能热工计算2 73 4 1 外墙及保温体系的热工计算2 73 4 2 泡沫玻璃外保温构造系统热工计算2 83 5 本章小结3 0第4 章泡沫玻璃外墙外保温体系的研究3 l4 1 泡沫玻璃的简介3 14 1 1 泡沫玻璃的历史3 14 1 2 泡沫玻璃的分类3 14 2 泡沫玻璃外保温体系3 l4 2 1 泡沫玻璃制品的特点3 14 2 2 泡沫玻璃的基本性能3 24 2 3 泡沫玻璃及其保温体系在常温下的耐碱性3 34 2 4 泡沫玻璃在建筑保温体系中应用的粘结方式3 64 3 泡沫玻璃在建筑中的保温效果3 64 4 泡沫玻璃在建筑中的安全性3 74 4 1 泡沫玻璃粘结强度拉拔试验3 74 4 2 泡沫玻璃抹灰体系耐火性能3 94 5 本章小结4 1第5 章泡沫玻璃外保温体系在墙体节能中的应用研究4 25 1 兰州地区气象条件概况4 25 2 工程案例概况4 25 3 土木工程科学研究院综合办公楼能耗测试与分析4 35 3 1 测试内容4 35 3 2 测试仪器4 35 3 3 测试项目与结果4 45 4 寒冷地区外墙外保温体系设计要点4 65 4 1 外墙外保温材料的要求4 65 4 2 外墙外保温系统的要求4 6硕十学何论文5 5 泡沫玻璃外墙外保温所需材料性能指标4 65 5 1 施工程序4 95 5 2 施工操作过程及要点4 95 6 外保温系统节能效果的测试方法5 05 6 1 热流计法(现场检验方法)5 05 6 2 热箱法(护热箱法)5 l5 6 3 控温箱一热流计法5 15 6 4 护热板法5 l5 6 5 常功率平面热源法5 15 7 泡沫玻璃外墙外保温系统节能效果的测试5 25 7 1 测试依据5 25 7 2 热流计法传热系数的检测5 25 8 本章小结：5 6结论与展望5 7参考文献5 9致谢6 2附录A 攻读学位期间所发表的学术论文6 3硕。卜学何论文摘要目前，市场上外墙外保温材料主要以有机保温材料为主，这些有机保温材料保温性能能够满足要求，但稳定性不足，易开裂，尤其是无法解决消防安全问题。本文首先从保温材料的材性出发比较国内外常用外保温材料关键指标，得出关键指标与保温材料性能的关系，并从整个外墙外保温体系出发，进行施工性、稳定性、安全性三性综合比较分析，选择综合性能相对优异的保温材料；其次，选择泡沫玻璃作为无机保温材料的代表，。根据传热学原理计算出建筑物外墙的热阻、传热系数，热惰性等热工指标以及达到节能5 0 甚至6 5 所需的保温层厚度。另外，对泡沫玻璃外保温体系分别设计燃烧性、耐碱性和安全性相关试验；最后采用理论热工计算和实际测试相结合、定性与定量相结合的方法，综合比较得出泡沫玻璃做外墙外保温体系要达到三步节能目标所需的保温层厚度。通过材性比较、试验设计、工程验证可知：泡沫玻璃外保温体系具有良好的耐火性、耐碱性以及和基层墙体牢固的粘结性，并且通过改造后墙体传热系数的理论计算和现场测试皆满足公共建筑节能设计标准G B5 0 1 8 9 2 0 0 5 的限值随着建设部、公安部对建筑消防安全的重视，无机保温将逐步取代有机保温成为外墙外保温市场的主导材料，并且提出，泡沫玻璃作为A 级不燃材料，其耐久性、防火性能是其它有机保温材料无法比拟的，将之作为建筑物安全防火隔离带也是可行的。关键词：建筑节能；外墙外保温体系；无机材料；泡沫玻璃；燃烧性A b s t r a c tA tp r e s e n t，m a r k e te x t e r i o ri n s u l a t i o ni sm a i n l yb yo r g a n i ct h e r m a li n s u l a t i n gm a t e r i a l，t h e s eo r g a n i ct h e r m a li n s u l a t i n gm a t e r i a lh e a t r e t a i n i n gp r o p e r t i e sc a nm e e tt h er e q u i r e m e n t s，b u ts t a b i l i t yi si n s u f f i c i e n t，e a s yt oc r a c k，e s p e c i a l l yc a nn o ts o l v et h ei s s u eo ff i r es a f e t y T h i sp a p e rf i r s t l ya n a l y s i st h em a t e r i a lf r o mt h e r m a li n s u l a t i n gm a t e r i a lu s e da th o m ea n da b r o a d，c o n c l u d e dt h a tt h er e l a t i o n s h i po ft h ek e yi n d i c a t o r sa n dt h ei n s u l a t i n gm a t e r i a l s A n df r o mt h ee x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e m，a n a l y s i st h ec o n s t r u c t i o np e r f o r m e n c e，r e l i a b i l i t y，s a f e t yt h r e e p r o p e r t yc o m p r e h e n s i v ec o m p a r a t i v e，c h o o s e sc o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c er e l a t i v e Se x c e l l e n ti n s u l a t i n gm a t e r i a l s S e c o n d l y，c h o o s ef o a mg l a s sa sr e p r e s e n t a t i v e so fi n o r g a n i ci n s u l a t i n gm a t e r i a l，a c c o r d i n gt oc a l c u l a t et h eh e a tc o n d u c t i o nt h e o r ya n dw a l l st h e r m a lr e s i s t a n c e，h e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n to ft h e r m a li n d e x e s，s u c ha sh o tl a z i n e s sa n dm e e te n e r g y5 0 i n s u l a t i o nl a y e rt h i c k n e s sn e e d e de v e n6 5 E x t e r n a lt h e r m a li n s u l a t i o ns y s t e mo ff o a mg l a s sw e r ed e s i g n e dc o m b u s t i o np e r f o r m a n c e，a l k a l ia n ds a f e t yr e l a t e dt e s t s，t h er e s u l to fi n o r g a n i ch e a tp r e s e r v a t i o nm a t e r i a la sf o a m e dg l a s se x t e r n a lt h e r m a li n s u l a t i o ns y s t e mh a se x c e l l e n tp e r f o r m a n c e F i n a l l y,t h r o u g ht h et h e o r e t i c a lc o m p u t a t i o na n da c t u a lt e s t i n g，c o m b i n i n gq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d，d r a wt h ef o a mg l a s se x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e mt oa c h i e v et h er e q u i r e dt h r e ee f f i c i e n c yt a r g e t si n s u l a t i o nl a y e rt h i c k n e s s T h r o u g ht h ec o m p a r i s o no ft h ep e r f o r m a n c e，t e s td e s i g n，e n g i n e e r i n gv e r i f y i n g，w ec o n c l u d e d：e x t e r n a lt h e r m a li n s u l a t i o ns y s t e mo ff o a mg l a s sw i t hg o o dr e s i s t a n c et of i e r y,a l k a l ia n dg r a s s r o o t sw a l lf i r mb o n d i n g，a n dt h r o u g ht h ew a l lh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n ta f t e rr e f o r m i n gt h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o na n df i e l dt e s t i n ga l lm e e tt h el i m i t so f G B5 018 9 2 0 0 5 A l o n gw i t ht h em i n i s t r yo fc o n s t r u c t i o n，m i n i s t r yo fp u b l i cs e c u r i t yf i r es a f e t ya t t e n t i o n，i n o r g a n i ct h e r m a li n s u l a t i o nw i l lg r a d u a l l yr e p l a c eo r g a n i ct h e r m a li n s u l a t i o nb e c o m ee x t e r i o ri n s u l a t i o nm a r k e td o m i n a n tm a t e r i a l A n dp u tf o r w a r d，f o a mg l a s sa sa nA c l a s sn o n c o m b u s t i b l em a t e r i a l，i t sd u r a b i l i t y，f i r ep e r f o r m a n c ei so t h e ro r g a n i ci n s u l a t i n gm a t e r i a lo ft h ei n c o m p a r a b l e，w i l lb eu s e df o rb u i l d i n g ss a f ef i r eb e l ti sf e a s i b l e K e yw o r d：b u i l d i n ge n e r g ys a v i n g；e x t e r i o ri n s u l a t i o ns y s t e m；i n o r g a n i cm a t e r i a l s；f o a mg l a s s；c o m b u s t i o np e r f o r m a n c e硕十学何论文第1 章绪论1 1 论文研究背景1 1 1 建筑节能的概念建筑节能是指建筑材料建筑产品在规划、设计，建造和使用过程中，通过采用新型墙体材料，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源的消耗，合理有效地利用能源的活动【l】。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要方面，是也执行中华人民共和国节约能源法的重要体现。积极推进建筑节能，有利于保证国民经济持续稳定健康发展，有利于改善人民生活和工作环境，有利于减轻大气污染，缓解地球变暖趋势，建筑节能是功在当代、造福人类的大事【2 J。1 1 2 研究背景美国麻省理工学院丹尼斯米都斯教授在1 9 7 1 年出版了增长的极限，引起了人们对环境问题的广泛讨论【3 1。2 0 世纪7 0 年代发生的两次石油危机引发世界能源危机，西方国家更是开始普遍关注能源和环境问题；2 0 世纪9 0 年代制定可持续发展理论和环境资源保护的相关政策，建筑节能随即成为世界各国关注的热点。在发达国家，建筑节能经历了三个阶段【l】，第一阶段：在建筑中节约能量(e n e r g ys a v i n gi nb u i l d i n g s)，即单纯的抑制需求、减少耗能量。第二阶段：在建筑中保持能量(e n e r g yc o n s e r v a t i o ni nb u i l d i n g s)，减少热损失。第三阶段：提高建筑中的能源利用率(e n e r g ye f f i c i e n c yi nb u i l d i n g s)，即积极意义上的节能，第一阶段和第二阶段是高耗能阶段，第三阶段是提高能量利用效率，倡导利用可再生能源和新能源。我国人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半。其中，煤炭储量占世界储量的l1、原油占2 4、天然气占1 2，而我国却是第二大能源消费国，造成这种局面的原因是由于能源的消费高速增长，而能源利用率低，能源浪费现象严重。从2 0 0 2 年开始出现电力供应不足的局面，至U 2 0 0 9 年己有2 4 个省级电网出现拉匝限电，缺电情况十分严重。从2 0 0 0 年开始，全国不断出现电荒、煤荒、油荒，能源消费增加与能源短缺的矛盾越来越尖锐。建筑能耗作为能源消耗的重要组成部分越来越引起人们的重视。在我国，建筑能耗约占社会能耗的2 8，连同建筑材料的生产和建筑施工过程，能耗约占到社会总能耗的5 0。在建筑能耗中，取暖能耗占总能耗的7 0。2 0 1 0 年，城镇人均建筑面积达到2 6 平方米，农村人均建筑面积达到3 0 平方米，随着人们对建筑舒适度了己机f 果温材料住外墙外f 果渝体系中的廊用与研究的要求越来越高，人们采暖和空调设施的要求也不断提高。因而建筑能耗将持续增加，而建筑能耗占总能耗的比重办将越来越大。1 1 3 我国采用节能建筑的必要性发达国家通过越来越有效地利用好能源，基本满足了建筑舒适度的需要。在我国，随着人们生活条件的提高，舒适的建筑热环境越来越成为人们生活的需要。我国大部分地区气候冬冷夏热，与世界同纬度地区相比，冷月一月份的平均气温，我国东北地区低14 18，黄河中下游地区低l0 1 4，长江以南地区约低8 l0，东南沿海则低5 左右；而热月七月份的平均气温，我国绝大部分地区却要比世界同纬度地区高出1 3 -2 5。而且冷和热的时间相当漫长。以北京为例，日平均气温低于1 0 C 的冬季，一年约1 6 0 天；高于2 2 的夏季，一年约9 8 天。冷和热的时间长达8 个半月，而气候宜人气候只有3 个半月【4】。1 2 国内9 1 9 1 墙节能1 2 1 外墙外保温的发展建筑物通过围护结构的传热耗费的热量(冷量)是构成建筑能耗量最主要的原因，建筑物外墙传热面积占整个建筑物外围护结构的总面积的6 6 以上，通过外墙体传热所造成的能耗损失约占建筑的外围护结构总能耗损失的6 5 7 5。故考虑墙体的节能是降低建筑物总能耗的最直接最有效的手段。外墙外保温技术对降低建筑能耗具有重要作用。外墙外保温体系源自2 0 世纪4 0 年代的瑞典和德国，至今已有6 0 多年的历史。外墙外保温将整个保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑物获得良好保温隔热性能，由于外墙外侧采用绝热体系，使主体结构受温差作用小，使得温度变形减小，并可有效阻断冷桥，有利于结构寿命的延长，外墙外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，也能使建筑的有效空间增加；同时又能消除冷凝现象，提高建筑的舒适度。经过6 0 多年在全球不同气候条件下的实际应用，证明外墙外保温是值得在全球范围内推广应用有效节能技术，如今外墙外保温建筑己经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。1 2 2 国外墙体节能发展概况外墙作为建筑节能最重要的一部分，欧洲各国外墙外保温技术在本世纪七、八十年代得到了迅速的发展。英国对围护结构外墙采取了中保温和外保温两大保温方法；法国对外墙普遍采用结构墙体与高效保温材料复合技术，最为普遍的外墙外保温系统是聚苯乙烯薄抹灰抹灰做法。为了规范外墙保温技术，I 主I C S T B(法国建筑技术中心)与B B A(英国建筑标准局)编制，欧洲联盟建筑技术审批部于1 9 8 8 年2硕_ 学何论文发布了墙体外保温体系评估指南(M O A T N O 2 2)【5 1。在此以后，由E O T A(欧洲技术标准审批组织)发布带抹灰层的墙体外保温复合体系指南外墙保温标准【6】。目前，在欧洲国家广泛应用的外墙外保温系统主要有三种：其一为膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统；二是岩棉纤维平行于墙面的外墙外保温系统；三是岩棉纤维垂直于墙面的外墙外保温系统【7J。通过验证，这种复合的墙体材料具有良好的保温隔热性能，可减小能耗。经过对该类系统进行热工实验得知，建筑物采用外墙外保温系统是最直接节能方式之一。2 0 世纪6 0 年代，美国从欧洲引入此项技术，经过改进和发展后此项技术使用的最高建筑达4 4 层，并且在美国南部的炎热地区和寒冷的北部地区均的应用效果也相当显著。由文献【7。1 l J 可知，美国和欧洲对外墙外保温已有严格的立法工作，其中包括要求对外墙外保温系统的强制认证标准，以及对于系统中相关组成材料的标准等。对于外墙外保温系统的耐久性欧美国家有健全的标准和严格的立法，一般都要求其使用年限为2 5 年。1 3国内外墙节能1 3 1 我国建筑节能的发展我国有三步建筑节能的目标，1 9 8 8 年开始我国建筑相对8 0 年代的基础建筑节能3 0，1 9 9 6 年开始节能5 0，2 0 0 5 年起提高至6 5。北京、上海等部分一级城市早已开始执行6 5 的节能设计标准。建设部2 0 0 5 年6 月1 0 日召开的北方十四省、市建筑节能座谈会上提出 1 2】：至U 2 0 1 0 年全国城镇建筑节能总能耗实现建筑节能5 0；，既有建筑节能改造逐步开展，大城市完成改造面积2 5，中等城市达到1 5，小城市达到1 0；至1 J 2 0 2 0 年，北方和沿海经济发达地区和特大城市实现建筑节能6 5的目标，绝大部分既有建筑完成节能改造。2 0 0 8 年4 月1 日，正式颁布实施节约能源法，明确地将节约能源定为我国的基本国策。在我国建筑能耗中，建筑物使用能耗占到8 8 以上，其中建筑围护结构的传热量就占到了7 2 左右。外墙外保温技术是建筑围护结构墙体部分节能的关键措施。我国外墙外保温技术经过1 0 多年的发展，引进并开发了多种外保温技术，实现了外墙外保温技术和材料的多样化。现在的外墙外保温体系更应从人身安全性、体系的施工性、稳定性出发，实现墙体节能跨越式发展。就墙体保温而言，应该尽早实现节能6 5 以至更高的目标，在保温系统上应该大力推广与建筑物同寿命的外墙外保温系统。1 3 2 我国建筑节能与发达国家的差距我国是世界上同纬度地区冬季最冷的国家。公共建筑节能设计标准G B5 0 1 8 9 2 0 0 5 以1 8 基准温度的采暖度日数，同纬度下我国各地均高于北美和欧洲各无机保渝材料祚夕 墙外保渝体系中的戍J J0 0 研究地。例如：我国哈尔滨为5 5 7 8，长春为517 2，沈阳为4 2 9 1，北京为3 0 7 6，而纬度较高的柏林为3 4 2 0，法兰克福只有3 0 3 0，温哥华低达2 9 2 4，多伦多也只有3 6 4 0。国内外建筑围护结构传热系数限值的比较见表1 1【2 1。表1 1国内外标准中围护结构传热系数限值对比(W m 2 K)近几年每年建成的房屋建筑面积，城镇为4 -6 亿m 2，农村达8 9 亿m 2，每年全国建成的房屋建筑面积共有1 6 1 9 亿m 2。从表1 1 可以看出我国建筑的围护结构保温隔热性能较差，传热系数限值大于发达国家，一般气候越是寒冷，采暖度日数越高，对其建筑围护结构传热系数的规定就越严格。1 3 3 我国建筑节能设计标准的回顾1 3 3 1 我国建筑节能设计标准概况1 居住建筑节能设计标准一J G J2 6 2 0 1 0严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准一J G J1 3 4 2 0 0 1夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准一J G J7 5 2 0 0 3夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准D B6 2 T 2 53 0 3 3，2 0 0 6 采暖居住建筑节能设计标准2 公共建筑节能设计标准一J G J5 0 18 9 2 0 0 5公共建筑节能设计标准3 建筑热工设计规范G B5 0 1 7 6 9 3民用建筑热工设计规范4 建筑热工设计分区、设计要求及适用标准表1 2 建筑热工设计分区、设计要求及适用标准1 3】分区名称设计要求适用标准严寒地区必须充分满足冬季保温一般可不考虑J G J2 6 0 6 严寒和寒冷地区三姜竺竺，一居住建筑节能设计标准寒冷地区应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏4硕I j 学f 节论文季防热必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季J G J1 3 4 2 0 0 1夏热冬冷地区夏热冬冷地区保温居住建筑节能设计标准必须充分满足夏季防热要求，北区兼顾J G J7 5 2 0 0 3 夏热冬暖地区居夏热冬暖地区冬季保温，南区可不考虑冬季保温住建筑节能设计标准部分地区应考虑冬季保温，一般可不考温和地区虑夏季防热1 3 3 2 达到三步节能所用的墙体材料和节能技术1 达到第一步节能(3 0)常用墙体材料和保温节能技术(1)粘土空心砖墙体(白保温)(2)混凝土空心砌块墙体(自保温)(3)加气混凝土墙体(4)内保温技术2 达到第二步节能(5 0)常用墙体材料和保温节能技术目前我国各大城市普遍采用外墙外保温体系，使建筑物达到第二步节能的目的【14 1。(1)膨胀聚苯乙烯板薄抹灰外墙外保温系统(2)挤塑聚苯乙烯板外墙外保温系统(3)保温膏料外墙外保温系统3 达到第三步节能(6 5)常用墙体材料和保温节能技术(1)膨胀聚苯乙烯板薄抹灰外墙外保温系统(2)挤塑聚苯乙烯板外墙外保温系统(3)保温膏料外墙外保温系统(4)聚氨酯硬泡喷涂外墙保温系统1 4 课题研究的目的外墙外保温经过多年的发展已经成为墙体节能大的趋势，其优越于外墙内保温的多种优点已被大多数国家承认，随着建筑保温材料市场的日益扩大，形形色色的保温材料让人目不暇接，但受政策、规范、造价、技术等因素的制约，墙体保温材料以有机保温材料为主，比如聚苯乙烯颗粒、聚苯乙烯模塑板、聚苯乙烯挤塑板、聚氨酯硬泡以及聚脲树脂等。这些保温材料在使用过程中暴漏出的种种问题也不容忽视，如保温板开裂、结露、易燃、使用寿命短等，而出现这些问题的原因也不单一，比如生产因素、施工因素、材料本身的缺陷等。无机保温材料5无机保濡材料住外墙外1 果温体系巾的府川与i j 刀究在近年来虽有一定的发展势头，但由于技术的薄弱，又没有太多相关规范的指导，人们对它们认识不足，常见的无机保温材料有加气混凝土、泡沫混凝土(多用于现浇)、岩棉、玻璃棉、硅酸铝盐(俗称海泡石)、泡沫玻璃、陶粒混凝土(轻质混凝土)、膨胀珍珠岩等。由于这些无机保温材料性质的差异，在使用过程中其保温性能也有所不同。本文就外墙外保温近年来出现的典型问题做一归纳，通过比较现成的几种保温材料的特性，从整个外墙外保温体系的施工性、稳定性、安全性出发寻求一种相对合理、实用、安全的材料作为外墙外保温体系的基本组成部分，以避免常见的问题和隐患。6硕+学位沦文第2 章外墙外保温体系及外保温材料的材性对比建筑外墙外保温因具有内保温不可比拟的优势，近几年被国家指定为大力推广的建筑节能新技术。目前在我国北方地区得到大面积应用。外墙外保温适用的材料较多，如聚苯乙烯泡沫板、岩棉板、聚氨酯硬泡、各种复合保温浆料等，表面一般涂抹纤维增强聚合物砂浆抹面材料。2 1 外墙外保温体系类型简介行业标准外墙外保温工程技术规程(J G J l 4 4，2 0 0 4)推荐了五种外墙外保温系统【”】，其中板类的四种，粉类的一种，这五种系统有两种可以贴面砖。(1)E P S 板薄抹灰外墙外保温系统(薄抹灰系统)：由E P S 板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成，E P S 板用胶粘剂固定在基层上，薄抹面层中满铺玻纤网，见图2 1。其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种：a、采用粘结胶浆固定；b、采用机械固定物固定；、C、以上两种固定方式的结合。(2)胶粉E P S 颗粒保温浆料外墙外保温系统(保温浆料系统)：由界面层、胶粉E P S 颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成，见图2 2。胶粉E P S颗粒保温浆料经现场拌合后喷涂或抹在基层上形成保温层，薄抹面层中应满铺玻纤网。(3)E P S 板现浇混凝土外墙外保温系统(无网现浇系统)：以现浇混凝土外墙作为基层，E P S 板为保温层。E P S 板内表面沿水平方向开有矩形齿槽，内、外表面均满涂界面砂浆。在施工时将E P S 板置于外模板内侧，并安装锚栓作为辅助固定件。浇灌混凝土后，墙体与E P S 板以及锚栓结合为一体。E P S 板表面抹抗裂砂浆薄抹面层，外表以涂料为饰面层，见图2 3，薄抹面层中满铺玻纤网。(4)E P S 钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统(有网现浇系统)：以现浇混凝土基层，E P S 单面网架板置于外墙外模板内侧，并安装0 6 钢筋作为辅助固定件。浇灌混凝土后，E P S 单面钢丝网架板挑头钢丝和西6 钢筋与混凝土结合为一体，E P S单面钢丝网架板表面抹掺#l-力n 剂的水泥砂浆形成厚抹面层，外表做饰面层，见图2 4。以涂料做饰面层时，应加抹抗裂砂浆薄抹面层(可贴面砖)。(5)机械固定E P S 钢丝网架板外墙外保温系统(机械固定系统)：由机械固定装置、腹丝非穿透型E P S 钢丝网架板掺外加剂的水泥砂浆厚抹灰层和饰面层构成(可贴面砖)，见图2 5。7无机保渴材料竹：外墒外保温体系中的府川o j 研究图2 1E P S 薄抹灰系统1 一基层；2 一胶粘剂；3 一E P S 板；4 _ 一玻纤网；5 一薄抹面层；仁饰面涂层；7 一锚栓图2 3 无网现浇系统l 一现浇混凝十外墙；2 E P S 板；3 一锚栓；4-一抗裂砂浆薄抹灰层5 一饰面层图2 2 保温浆料系统l 一基层；2 一界面砂浆；3 一胶粉E P S 颗粒保温浆料；4 一抗裂砂浆薄抹面层；5 一玻纤网：仁饰面层图2 4 有网现浇系统l 一现浇混凝土外墙；2 一E P S 单面钢丝网架板；3 一掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层；仁钢丝网架：5 一饰面层；6 钢筋图2 5 机械固定系统8硕十学何沦文l 一基层；2 一E P S 钢丝网架板；3 一掺加水泥外加剂的水泥砂浆厚抹灰层；4 一饰面层；5 一机械固定装置2 2 常见外墙外保温体系的特点2 2 1 外墙外保温体系的组成建筑节能包含的内容较广，其中围护结构的节能是最重要的部分之一，它包括外墙、屋面、门窗等部分。而围护结构节能中又以外墙节能最为复杂，外墙外保温系统是目前发展较快但问题也是最多的系统。经过以上的分析与比较，一般而言，一个比较完善的外墙外保温体系应有外保温专用粘结剂、耐碱玻璃纤维网格布、阻燃保温材料、面层饰材几部分构成。粘结剂：粘结剂是含水溶性丙烯酸共聚物的胶状腻子与水泥的混合物，其既有有机材料的粘弹性，又有水泥强度和稳定性能的双重特性，同时又具有良好的耐候性、耐久性和化学稳定性等。耐碱玻璃纤维网格布：在外保温体系中玻纤网格布一般有两种，一种是标准网格布；另一种是增强网格布，主要用于底部加强。网格布经耐碱处理后，增强了系统表面硬度和抗冲击强度，同时具有抗裂作用。其主要的理化及力学性能应满足J C T8 4 1 2 0 0 7(耐碱玻璃纤维网格布及J G1 4 9 2 0 0 3膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统中相关要求。2 2 2 几种典型外墙外保温体系的优势根据国内外常用的保温材料以及保温体系的比较研究，我们不难发现有机保温是外墙保温的主体，特别是在国内，其数量和规模更是远远超过了欧美发达国家，在不断的应用过程中，有机外墙外保温凸显的问题也越来越多，综合比较各种保温体系与结构层的相关性，总结出几种典型保温体系的优缺点如下：(1)聚苯颗粒保温砂浆：2 0 0 0 年左右，聚苯颗粒保温砂浆由于其低廉的成本和简单的施工应用比较广泛，聚苯颗粒保温砂浆是将废弃的聚苯乙烯塑料加工破碎成0 5 -4 m m 的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层，该系统施工简便，易于掌握，体系无空腔。(2)E P S(模塑)板：作为有机保温材料，在欧美国家E P S 外墙外保温系统是3 0 多年来最为通用的系统，在国内也得到了大规模的应用，与X P S 板相比，E P S板保温性更好、氧指数低、易造型、价格低、尺寸精确，对基面要求低，易于控制墙面平整度，国家和地方标准认可。(3)X P S(挤塑)板：材料本身强度较高，系统刚度较大，厚度较E P S 板薄。(4)聚氨酯硬泡：由聚氨酯防潮底漆层、现场喷涂成型的硬泡聚氨酯保温层、聚氨酯界面砂浆层、抗裂防护层及饰面层构成。喷涂的硬泡聚氨酯与一般墙体材9无机保温材料住外墙外保温体系中的府川j 硼冗料粘结强度高，无须任何胶粘剂和锚固件，是一种天然的胶粘材料，能形成连续的保温层，保证了保温材料与墙体的整体性并有效阻断热桥，因为是无空腔构造，抗风压能力强，而且喷涂方便，边角缝隙容易处理。2 2 3 几种典型外墙外保温体系的劣势(1)聚苯颗粒保温砂浆：该系统保温效果较差，很难达到节能5 0 的要求，只能作为一个过渡品种。(2)E P S(模塑)板：系统内部存在空腔，系统刚度小，强度偏低，施工较为复杂。(3)X P S(挤塑)板：透气性差，氧指数低，对基面要求高，易于翘曲变形，必须使用锚固件，加工余量远小于模塑板，不易控制整个系统的平整度与垂直度，不为国家和地方标准认可推荐。(4)聚氨酯硬泡：不加阻燃剂的聚氨酯防火性能特差，加阻燃剂的聚氨酯防火性能好于聚苯板。总体来说，中国城市人口居住密度高，居住建筑结构以多层和高层建筑为主，国内外保温施工