当前我国资源紧缺,能源问题已经成为我国实现经济发展的主要制约因素,节约能源刻不容缓。我国的建筑能耗占总能耗的三分之一,建筑节能问题成为关注之重。因此,建筑节能设计已经成为当前业内人士普遍关注的核心问题。我国自2001年起颁布实施居住建筑的节能标准,并且于2005年7月1日实施《公用建筑节能设计标准》。其中明确指出,建筑围护结构和采暖对于节能的贡献率达到了40%。可见,增强外围护结构的保温性能是提高建筑节能效率的关键因素之一。

因此,提高建筑围护结构保温节能效果是建筑节能的重要环节之一,发展建筑外墙保温技术及科学选用节能材料,是建筑围护结构节能的重要内容。

一、外墙外保温技术的优势

相对于其他的外墙保温体系,外墙外保温技术具有诸多的优点:

1、适用范围广。其不仅适用于北方需冬季保温的采暖建筑,也适用于南方需夏季隔热的空调建筑。

2、外保温的保温效果比较好。由于保温层外侧,可以有效地防止“冷热桥”的影响。中国建筑科学研究院物理所的杨善勤教授通过有关传热学理论计算得出,就外墙主体部位而言,外保温和内保温的传热系数是相同的,但是,由于墙体中的构造柱、圈梁等热桥的影响,外保温的优势更为明显,从而充分发挥了轻质高效保温材料的节能效果。

3、可以很好地保护建筑的主体结构。由于保温层设在外面,可以大大减少太阳辐射、温度变化、风雨等气候及其他外界条件对围护结构的损害,从而可以延长主体结构的使用寿命及安全期。

4、可以较好地改善室内的环境。室内环境包括室内物理环境和心理环境。与内保温相比,可使每户使用面积约增加1.3～1.8m2。同时由于外围护结构的热稳性能增强后,能够使室内保持较为稳定的温度范围,从而使室内热环境较为舒适。此外,外保温层的设置使墙体具有较好的防潮性能,可避免室内的结露、霉斑等现象,因而创造了舒适的室内居住环境。

5、对于旧房改造,外保温处理效果最好。目前,我国有许多既有建筑,由于外墙保温效果差,耗能量大,冬季室内墙体结露、发霉,居住环境差。而采用外墙外保温进行节能改造,不影响居民在室内的正常生活和工作。

6、外保温可以丰富建筑的立面效果,在施工的同时,还可以利用各种保温板做成凹进或凸出墙面的线条及其他各种形状的装饰物,不仅施工方便,而且强化了建筑物外立面的艺术效果。

二、当前外墙外保温体系构造

1、聚苯板系列保温构造

（1）EPS—膨胀聚苯板薄抹灰系统基本构造

该体系粘结层采用胶粘剂施工现场加入一定比例的水泥或干粉状胶粘剂加入水现场施工两种;保温层为密度为18～22kg/m3、导热系数小于0.041w/m·k的阻燃型膨胀聚苯板,以点粘或条粘的方法固定在基层墙面上;抗裂面层采用聚合物抹面胶浆,用水泥或其他无机胶凝材料、高分子聚合物和填料等组合,其具有较好的抗裂性能;饰面层为各种涂料。

（2）ZL胶粉聚苯颗粒外保温系统

该保温体系与上述EPS相比,只是保温层换成硅酸盐类胶粉颗粒和EPS颗粒轻骨料按一定比例加水搅拌而成的浆体材料。材料密度不大于230kf/m3,导热系数不大于0.060w/m·k;饰面层采用柔性耐水腻子加涂料;抗裂面层采用ZL水泥抗裂沙浆复合耐碱玻纤网格布。前者由聚合物乳液加入抗裂剂、中细砂和水泥配置,用来增加表面的抗裂能力并提高表面强度;后者可增加面层砂浆的抗裂和冲击能力。

（3）挤塑聚苯板(XPS)外保温体系

外墙构造层次:(螺栓固定保温层)饰面层为各种涂料;抗裂层采用聚合物抹面胶浆,用水泥或其他无机胶凝材料、高分子聚合物和填料等组合,其具有好的抗裂性能;保温层采用XPS,上海有两种:一种是南京欧文斯科宁有限公司的FM福满乐板,一种是美国陶氏公司生产的舒泰龙板。二者的导热系数:温度25℃时为0.028w/m·k;10℃时0.026w/m·k;粘结层为胶粘剂施工现场加入一定比例的水泥或干粉状胶粘剂加入水现场施工两种,该体系在采用粘结层的基础上,外加螺栓固定保温层。

三、外保温技术裂缝产生及控制

当前外保温技术虽然取得了一定的成效,积累了些许经验,但是外保温仍存在着一些技术缺陷,归纳起来,主要体现在外保温体系的耐候性、使用寿命(一般建筑要求25年)以及容易出现裂缝等现象。

由于常年经受季节变化、室外气温变化,外墙外保温面层比较容易出现裂缝现象,这是保温建筑的质量通病中的重症,防裂是墙体保温体系要解决的关键技术之一。裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝。肉眼可见的裂缝范围一般以0.05mm为界,小于0.05mm的裂缝成为微观裂缝,宏观裂缝是微观裂缝的扩展的结果。裂缝产生的原因是很复杂的,由于外保温层设在外墙的外侧,直接承受来自自然界的各种因素的影响,就太阳辐射及环境温度变化对其影响来说,保温层外的抗裂防护层只有3～20mm,且保温材料具有较大的热阻,因此在受热相同的情况下,外保温抗裂防护层温度变化速度比无保温情况下主体外墙温度变化速度提高8～30倍。从建筑构造的角度看,提高抗裂防护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性能起着关键的作用。因此,聚苯保温板在上墙以前应要求足够的养护时间(42天),而实际在施工中,往往达不到上述要求,因而,施工完成以后在保温板的灰缝处出现裂缝。此外,保温层和抗裂砂浆的导热系数相差达20多倍,这样在夏季由于太阳辐射使抗裂砂浆热量集中,温度高达50～70℃,而突然降温时,由于保温板的热容量较大,抗裂砂浆层抗温差35～65℃,抗裂砂浆的柔韧性不满足要求,很容易出现裂缝现象。

就构造层材料而言,如砂子粒径,砂浆含泥量过高,易引起裂缝,保护层胶浆吸水率过大,冬天则容易涨裂;就网格布

而言,网格布的搭接长度不够、网眼太大或太小(一般要求80%强度保留率)、铺装不够规范等都可能引起面层裂缝。

四、外墙外保温的耐候性及使用寿命

外保温的另一个技术要求就是它必须有很好的耐候性,使用安全期期间,外保温板与基层墙体的粘接强度与外保温的施工工艺直接相关,稍有不慎,就可能出现施工中的空鼓现象或者保温板的脱落等,这些都极大地影响建筑的外观,在外保温体系的施工中应予以高度重视。

五、提高外保温耐久性的措施

为了提高外墙外保温耐久性通常我们可以考虑如下措施:

1、提高保温板和基层墙体的粘接强度防止保温板的脱落;

2、提高防护砂浆的柔韧性、防水能力、增强聚苯保温板的养护强度、加强粘接砂浆的颗粒级配以及网格布的有关技术性能等,使外保温面层出现裂缝的可能性降低;

3、做好建筑外保温的防水措施:外保温体系应遵循“合理设防、复合防水、因地制宜、综合治理”的原则,采用“逐层渐变、柔性抗裂、以抗为辅、以放为主”的技术路线,使外保温层各构造层外侧的柔性高于内侧的变形量以免面层出现裂缝从而不利于其防水性能。

六、结论

我国自然能源消耗不断增加,建筑节能设计已成为当前和今后建筑设计不可缺少的设计理念,而建筑节能能否取得较大成功,外墙外保温技术是不可缺少的一环。外墙外保温存在着外在环境优势和技术优势,在我国有了一定的发展,其构造技术也有一定的雏形,但其裂缝的产生和耐久性是外墙保温存在突出问题,我们可以通过加强施工管理,材料控制,构造处理等措施来解决这些问题,从而使外墙外保温技术能更好地为建筑节能服务。