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摘要：本文选取了芜湖地区一些有代表性的外墙保温案例进行采样，分析了民用建筑的墙体节能保温工艺及应用情况。这些样本是从芜湖市2010年被批准为“全国第二批可再生能源城市“以来所属的示范项目中选取的。作为安徽第二大城市，芜湖地区建筑墙体的节能发展不仅对自身，且对整个安徽省的建筑节能发展都具有深远的影响和意义。
关键词：芜湖 夏热冬冷地区 外墙墙体保温材料 可再生能源城市
随着我们国家建筑节能工作的展开，各地区纷纷对建筑节能工作采取了很多措施。由于我国幅员辽阔，各地区在气候上呈现不同的特点，故而对其节能工作的侧重方面存在千差万别。芜湖市地处安徽省南部，位于长江下游，属于亚热带湿润性季风气候，地处中亚热带向北亚热带过渡区，年平均气温17-19°，是典型的夏热冬冷地区。在夏热冬冷地区，夏季需降温、冬季需采暖，能量消耗大。据相关数据统计，在整个建筑物的热量损失中，围护结构热量损失最大，高达70%-80%。而围护结构中消耗能量最大的是墙体，墙体节能实现最大化即时实现了建筑节能最大化，所以加墙建筑外墙体的保温隔热性能必将是推广建筑节能趋势的重点方向。
目前，芜湖地区常见的适用于建筑结构的外墙保温工艺方法为墙体外保温，外墙保温材料应用比较多的主要有无机保温砂浆、膨胀珍珠岩保温板、聚氨酯复合保温板、膨胀聚苯板（EPS）等优质保温材料。下面将具体介绍芜湖地区这4 种外墙保温系统的应用情况。
一、芜湖地区外墙保温材料的现状调研
1.无机保温砂浆应用现状存在的问题
1.1原料以次充好
按照相关标准规定，材料的导热系数应能达到0.085以下，而在工程实践中，往往大多少企业生产的材料达不到此要求，近日，安徽省相关的质量监督部门在全省范围内检查市场当中的建筑保温材料，总共抽查了30组墙体外保温材料，有无机类的，有机累的，和复合型保温材料。最后得出结果为合格24组，质量合格率为84%。检验项目为建筑保温材料常规项目：有密度、抗压强度、吸水率，导热系数、软化系数、拉伸强度、透水性等。令人出乎意料的是抽检不合格的6组产品全部是无机保温砂浆。从检测数据来看，不合格的项目主要集中在导热系数过大、强度过小，粘接强度不达标等，这些问题出现，就会使得无机保温砂浆的热工性能不能满足设计要求，严重降低了建筑节能的实际效果。
1.2保温砂浆设计厚度过大
在建筑节能初步设机审查以及施工图审查时发现，许多建筑节能工程项目为了能通过审查，硬搬建筑节能设机规范标准，比如无机保温砂浆外墙保温设计厚度过大（大于30mm）未采取加强措施、未考虑设计的操作性与经济性，使保温砂浆施工后存在脱落的安全隐患。另外部分项目为了确保使用不脱落，不按设计要求施工，降低保温砂浆的厚度，使得施工阶段的建筑节能实施质量无法得到保证，降低了建筑节能效果。
1.3保温砂浆搅拌工艺不当
无机保温砂浆的成分膨胀玻化微珠属于脆性材料，一些无机保温砂浆生产企业在生产环节中不规范，图省事，比如没有使用自动化专用生产线、搅拌制度不按照规范要求去做，使得膨胀玻化微珠颗粒破损的较多，这样无机保温砂浆的热工性能就大幅下降。另外，在施工环节由于搅拌制度不合理（时间过长或搅拌强度过大），使得膨胀玻化微珠又遭受破损，导致无机保温砂浆的热工性能进一步下降。项目实践证明当拌合料的湿容重在 560～600kg/m3范围内时，无机保温砂浆拌合物的质量才能得到保证。
对于以上描述的无机保温砂浆注意事项，其问题最终归结于受人为因素影响之大，对其控制很难把握。近期，合肥市住建委发布了《合肥市建筑节能技术与产品推广、限制、禁止使用目录》（第一批）公告（合建设[2015]15号），公告规定，“对无机保温浆料系统，自《目录》发布之日起民用建筑节能工程选用无机保温砂浆时，应执行导热系数≤0.085W/（m.K）；2015年7月1日起不得设计选用；2015年12月31日起合肥市城市规划区内禁止使用（含巢湖市）；2016年6月30日起合肥市行政区内全面禁止使用”。相信在不久的将来，芜湖肯定也会对无机保温浆料系统使用有所限制。
2.聚氨酯复合保温板应用现状存在的问题
2.1板缝起鼓
绝大部分聚氨酯复合板薄抹灰外保温工程都存在明显的板缝，板缝处起鼓明显；
2.2面层开裂
保护面层开裂原因其一是由于聚氨酯复合板尺寸稳定性差以及面层的防护层又比较薄，使得外界热量很快传递到聚氨酯复合板表面促使其板材的温度显着升高，温度的应力超过其表面抗压强度引起保护面层开裂。通过实践证明，再其表面采用一定厚度的过渡层（胶粉聚苯颗粒浆料或玻化微珠保温砂浆）过度会不同程度的限制裂缝的产生。当过渡层太薄（<10mm），也会看到比较明显的聚氨酯复合板板缝，若采用了足够厚度（10mm～15mm）的过渡层，聚氨酯复合板没有出现裂缝问题。当过渡层厚度超过20mm时，工程质量表现稳定，表面平整度好，没有开裂、起鼓等不良现象。
图3.6外墙基面不平整 来源：自拍
Fig 3-6 The wall surface is uneven at the same time
3.2玻纤维网格布操作不当
耐碱玻璃纤维网格布是聚苯板薄抹灰外墙外保温系统中非常重要的一个部分，其作用在于使保温层形成一个整体，提高表面因受环境作用的抗裂能力，保证系统的可靠性。保温系统的抗裂能力与网格布的孔径尺寸、耐碱性能及本身的强度有关。网格布的孔径尺寸应符合规范规程要求，不能过大，强度不能偏低。如果网格布不符合质量要求，一旦受到环境温度变化作用，就会拉断网格布，导致系统开裂。另外，网格布的耐碱性能如果不符合要求，由于保温系统的面层抗裂砂浆为水泥基材料，这样在长期使用过程中玻璃纤维将受到水泥中碱的腐蚀，使保温系统的整体性下降、面层开裂，降低建筑保温效果。
3.3 EPS板的接缝处理不当
膨胀聚苯保温板施工完毕后，经常会出现边缘不平整、破损及板间接缝过大等缺陷，通常的用做法是用水泥砂浆来填充，这容易会造成外墙外保温墙面出现裂缝，这主要是因为水泥砂浆是无机材料，膨胀聚苯保温板是有机材料，二者的热膨胀系数相差甚远。一旦裂缝发展，，外界环境中雨水、雪水会会沿着缝隙这一通道慢慢的渗进保温系统中去，如果在冬季则又会出现冻融现象，加大裂缝发展;如果在炎热的夏天，渗入到外保温系统中，水分在在高温作用下产生水蒸汽，从而影响膨胀聚苯保温板的粘结强度，同时对涂料面层与抹面砂浆之间的粘结能力也带来破坏性的影响。
本次分析釆样了芜湖市2个公共建筑及2个住宅小区，共4栋建筑的墙体节能保温应用情况。从以上统计情况可以看出，芜湖地区的外墙保温材料主要有无机保温砂浆、聚氨酯保温板、聚苯乙烯泡沫板、膨胀珍珠岩保温板等优质保温材料。对于这四种材料，无机保温砂浆应用最为普遍，但是安徽省合肥市已经利用行政命令全面禁止在行政区内使用，这使得安徽其他城市也会对无机保温浆料系统进行限制。聚氨酯保温板、聚苯乙烯泡沫板这两种有机保温材料在应用的过程中呈现出较多的缺陷，日后的使用必将会让新型的保温材料替代。另一类膨胀珍珠岩保温板在应用过程中出现的问题较少，并且本身的保温性能也好，预计在今后的应用范围上会增大。
二、外墙保温今后发展应遵循的原则
2.1系统性原则
保温系统不仅仅是保温隔热材料，而是由多种不同性能的材料组合形成，每种材料的线膨胀系数不一样，所以系统中采用的保温材料、锚固件、砂浆、胶粘剂、界面剂、玻纤网格布网、饰面材料等应具有相容性，进入施工现场需要对它们的主要性能指标进行复验，复验结果应符合规范规定。除了要考虑系统内的组成外，还要考虑保温材料与其他构造层次的相容性问题，比如在外墙外保温外涂饰工程中，应考虑各构造层次之间的相容性，只有这样才能确保整个外墙保温系统符合设计要求。
2.2安全性原则
实践发现，外墙外保温系统及块状饰面材料暴露在空气中，受环境影响大，加上施工操作不当，时常会出现外保温材料、饰面材料脱落砸伤人的情况。因此，安全性是外墙外保温系统应用必须要考虑的问题。一般外墙外保温系统适用于建筑总高度小于50m的公共建筑或层数低于18层的居住建筑。在外墙外保温系统上铺贴饰面砖时还应充分考虑自重、大气环境、地震荷载、风荷载对基层材料变形的影响，确保保温系统和饰面砖的安全性、稳定性和耐久性。而在外墙外保温施工前应制定完善的技术方案，视工程具体情况，增加必要的安全技术措施。
2.3防火性原则
近些年，由墙体保温材料引起的火灾事件时常发生。2009年小年夜央视大楼裙楼发生火灾。大火系燃放烟花所致。事故调查发现，央视大楼外墙保温材料为挤塑板并且系统中没有按照设计规范要求设置防火构造措施。2010年11月15日，上海胶州路一座高层住宅起火，造成58人死亡的惨剧。专家指出，这起重大事故的原因是由于施工人员违章电焊作业引燃了大聚氨酯泡沫保温材料，形成了猛烈燃烧，最终导致多人死亡。公安部联合住建部发文（公通字[2009]46号）：“民用建筑外保温材料的燃烧性能等级宜为A级，且不应低于B2级”；之后相隔2年，消防局又下发了一通知是关于再次明确保温材料要加强监督管理，对于新建的民用建筑物要求使用燃烧性能等级A级的不可燃材料。这一条严厉的规定给市场认可的聚苯板（EPS）、聚氨酯等有机保温体系泼了一盆冷水。
2012年2月10日，住建部又下发通知要求，外墙采用B1和B2级保温材料时，必须设置防火隔离带，使得之前一段时间受冷的有机外墙保温材料又重出市场。
从2007年7月1日起，全国各省市开始全面执行建筑总节能50%的标准。2011年，安徽省新修订的公共建筑和居住建筑节能设计标准正式发布实施。新标准对提出了更为严格的节能要求。同样是2011年，北京市还公布了《北京市居住建筑节能设计标准（征求意见稿）》，文中指出:"北京市`十二五'时期建筑节能发展规划中的重点工作任务是，从2012年起，北京市新建居住建筑节能设计标准，节能幅度将达到75%以上”。欧美国家更是提出建筑节能零能耗的要求。面对这样的国内外发展趋势，完全依靠单一的传统的外保温形式和保温材料，难以满足国家提出的建筑节能要求。目前，芜湖地区的外墙保温材料主要有无机保温砂浆、膨胀珍珠岩保温板、聚氨酯复合保温板、膨胀聚苯板（EPS）等优质保温材料。釆用新型复合保温材料的工程比例较少，这在今后需要改善。另外，芜湖采用的保温技术没有自行编制的技术标准，主要是参照国家及其他地方已有的技术标准。除常见的保温材料有几家厂家外，绝大多数的新型保温材料是从外省市引进。此外芜湖自行研究的墙体保温材料和技术几乎没有，大多数都是采用其他省市地区研究的材料和技术，从在芜湖备案的新材料来看，90%以上是从外引进，这在一定程度上制约了芜湖墙体节能的发展，但是同时我们也能看到芜湖墙体节能有很大的发展空间。
今后，我们应采取多种方式加以改善，比如采用多种保温方式混合使用的方法，内外混合的保温、墙体的自保温等方法；广泛采用新型复合保温材料替代代缺陷较多的保温材料品种；加强自主创新研发适合芜湖自然气候的保温材料，争取在“十三五”时期打开墙体节能的新局面。芜湖是安徽的第二大城市之一，是创新之城，理应担负起建筑墙体节能快速发展的责任，这将至对整个安徽省的建筑节能发展具有深远的影响和意义。
参考文献
[1]张慧，李峥.浅议我国墙体保温材料的应用及存在的问题[J].河南建材.2008年第1期.
[2]刘柱平.建筑墙体保温材料的研究现状与发展趋势[J].2010年第7期.
[3]张泽平，王亚杰，李珠，樊丽军，董彦莉.玻化微珠保温砂浆保温系统技术经济分析[J].绿色建材.2012年第2期.
[4]李珠，张巍，穆启华.玻化微珠保温砂浆性能分析[J].绿色建材.2012年第2期.
[5]公安部消防局.中华人民共和国公安部关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知.建筑节能.2011.
[6]安徽省住房和城乡建设厅安徽省质量技术监督局.安徽省公共建筑节能设计标准[S].2011.
[7]安徽省住房和城乡建设厅安徽省质量技术监督局.安徽省居住建筑节能设计标准[S].2011.
论文作者:陈龙信
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/3/2
标签：保温材料论文; 砂浆论文; 芜湖论文; 无机论文; 建筑节能论文; 墙体论文; 外墙论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;