外墻保溫的發(fā)展論文

外墻保溫的發(fā)展論文外墻保溫的發(fā)展論文論文關鍵詞：外墻保溫,保溫板,體系,建筑,建材,阻燃,保溫,隔熱,發(fā)展,未來引言進入21世紀以來，隨著國內建筑面積的逐年遞增，建筑節(jié)能也被提上了日程，其中建筑材料的節(jié)能性和可施工性就成了研究的重中之重。外墻保溫材料作為現代建筑中主體材料當中的一種同時也成為了一個成熟的建材行業(yè)，有獨立的研發(fā)團隊、高端的生產線、龐大的銷售團隊、完善的外墻保溫系統(tǒng)技術、配套的監(jiān)管部門和全面的國際國內標準及行業(yè)企業(yè)標準。因此我們研究了外墻保溫國際及國內發(fā)展現狀，并對其歷史及今后的成長趨勢產生了濃厚的興趣外墻保溫簡介及作用外墻保溫，顧名思義就是在建筑空間內部墻體附加保溫材料,具體來說是將保溫隔熱體系置于外墻內側或外側，使建筑達到保溫的施工方法，從而達到節(jié)能的目的；從有利于結構穩(wěn)定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優(yōu)勢。外墻保溫板是將外墻保溫理論的實物化延伸的產物，其是集保溫、防潮、隔音、飾面等功能于一體的建筑材料。外墻保溫板是由工廠化生產，現場粘結施工，是滿足當前房屋建筑節(jié)能需求，提高工業(yè)與民用建筑外墻保溫水平的優(yōu)選材料也是對既有建筑節(jié)能改造的首先材料。其作用在于：一是保護主體結構，延長建筑物壽命；二是基本消除“熱橋”影響；三是使墻體潮濕情況得到改善；四是有利于室溫保持穩(wěn)定；五是便于舊建筑物進行節(jié)能改造；六是可以避免裝修對保溫層的破壞；七是增加房屋使用面積。外墻保溫的起源在遠古時期，我們的祖先就住在樹上，據考證當時的類人猿已經會利用簡單的工具筑造“樹屋”。隨著人類大腦的不斷進化，上肢的退化和下肢的壯大，使人類的整個身體結果也有了明顯的變化。他們從樹上轉移到了樹下生活，為了避免野獸的襲擊，大多數的類人猿選擇住在巖穴內生活。他們會將泥土填充在巖壁的孔洞至上，堵住空洞防止蛇蟲鼠蟻的侵擾，同時達到保溫效果，由此可見當時的祖先們已經有了保溫的初級意識。古代有些游牧民族會將新鮮的牛糞在冬天來臨之前貼到墻壁之上，一則說是為曬干后可以當做燃料，以供寒冷的冬天取暖之用；還有一種作用就是可以給墻壁增加一個外層保護，這樣既能加厚墻壁以保暖，又可填補墻壁縫隙，減少冷空氣侵入室內，達到居室保暖的目的。根據中國黃河流域的考古發(fā)現，現在的窯洞就是洞穴和房屋二者轉型過程中的過度時期。當時的人們就知道往穴壁上貼黃色的餅狀墻泥，這種外附物雖然不甚堅固、美觀，但可以達到保溫的作用。因此我們認為這些貼在墻壁上的物質就是現代外墻保溫板的雛形。而發(fā)展至盛唐時期，一些中外古籍中也有提及在建筑宮殿或寺廟時，會使用一些中空距離很大的墻板，有的則在中空的空間填充一些纖維織物。也有干脆在原有墻壁上附著另外一層新的墻面外皮，材料從貴重木材、貴重金屬、多層蠶絲、壓制棉絮、高級香料、漆畫彩繪無所不用其極，為的目的往往是盡顯奢華，體現房屋主人身份地位。也許當時的人們只是注重美觀和價值給自己的面子帶來的榮耀，但更多的卻成就了屋子本身結構的穩(wěn)定、工學構造的合理、室內保溫系統(tǒng)的完善。玩笑的講，這就是科學領域之中常說的：“一個偉大的發(fā)明，往往來源于偶然”。外墻保溫的分類及特點一般來說外墻保溫技術主要分為外墻內保溫和外墻外保溫兩大類除此以外還有墻體自保溫系統(tǒng)和外墻夾芯保溫，但由于這兩種保溫效果不佳且局限性很大，并不被廣泛應用。內保溫技術及其特點墻內保溫是將保溫材料置于外墻結構的內部加做保溫層。它的特點是主要適用于室內，施工速度快,可以保證施工進度；操作方便靈活,不用搭設腳手架，可以保證施工進度；綜合投資低，對基層墻體平整度要求不高，應用時間較長；技術成熟、檢驗標準完善。但缺點是會占用過多的房屋使用面積；施工時擾民現象嚴重；熱橋問題無法解決,容易開裂；并且影響居民的二次裝修,施工后內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。此種保溫系統(tǒng)雖然存在許多弊端但是由于其歷史因素，所以現在還在廣泛應用中。其中比較成熟的有以下幾種系統(tǒng)：A、 石膏基無機防火內保溫節(jié)能體系：特點是綜合投資低、施工工藝簡單，無需占用外施工腳手，易于在基層墻體上施工、隔音效果好、防火性能高，阻燃性A級、抗裂效果好、特別適用于夏熱冬冷地區(qū)的外墻內保溫、內隔墻的保溫或作為外墻外保溫的補充。缺點是熱工性能低于有機板系統(tǒng)、同樣的熱工性能有一定的厚度，影響一定的室內使用面積。B、 酚醛板外墻內保溫體系統(tǒng)：特點是防寒隔熱,熱工性能高，保溫效果好、隔音效果好、石膏基酚醛板系統(tǒng)防火等級為A級。缺點是酚醛板應用技術目前還不夠成熟，無相關規(guī)范、綜合造價高、須做熱橋處理。C、 無機保溫漿料外墻內保溫體系：施工材料天然環(huán)保、隔音效果好、保溫材料本身的防火等級為A級,無需設置防火隔離帶。缺點是綜合造價高、保溫砂漿的熱工性能低于有機類板材、施工厚度不容易控制，要控制好吸水率就要增加材料成本。外保溫技術及其特點所謂外墻外保溫，就是給建筑物穿上一件保溫外套，這件保溫外套既要保溫，最好又能隔熱，還要漂亮。具體說是在主體墻結構外側在粘結材料的作用下,用固定材料（膠粘劑、錨固件等）固定一層非承重隔熱保溫層,并在保溫材料的外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿，使之成為一個封閉的保溫外殼，有效阻斷冷（熱）橋，使建筑達到保溫的。外墻外保溫保溫效果好，技術合理，科技含量高；不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造；作用在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命；有效減少熱橋效應,增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。外墻外保溫一般有以下幾種體系：A、EPS膨脹聚苯板外墻保溫節(jié)能體系：EPS膨脹聚苯板是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經發(fā)泡劑發(fā)泡而成的內部具有無數封閉微孔的材料。其特點是綜合投資低、防寒隔熱,熱工性能高，吸水率低、保溫好、隔音好、沒有冷凝點、對建筑主體長期保護。但是燃點低，煙毒性高，且防火性能差自身強度不高，對于系統(tǒng)的施工工藝要求較高。B、 XPS膨脹聚苯板外墻保溫節(jié)能體系:XPS膨脹聚苯板是以XPS板為保溫材料,采用粘釘結合的方式將XPS板固定在墻面的外表面上，聚合物膠漿為保護層，以耐堿玻璃纖維網格布為增強層，外飾面為涂料或面磚的外墻外保溫系統(tǒng)。其特點是綜合投資低、防寒隔熱，熱工性能略好于EPS，保溫效果好、隔音好、對建筑主體長期的保護，可提高主體結構耐久性、避免墻體產生冷橋、防止發(fā)霉等作用。缺點是燃點低，防火性能較差，需設置防火隔離帶，施工工藝要求較高，一旦墻面發(fā)生滲漏水，難以修復、透氣性極差、煙毒性高。目前XPS板材在我國外墻保溫的市場份額逐漸增大，但將其應用于外墻保溫系統(tǒng)時，應當解決XPS板材的可粘結性、尺寸穩(wěn)定性、透氣性以及耐火性等。C、 噴涂聚氨酯外墻保溫節(jié)能體系：一般是利用聚氨酯發(fā)泡工藝將聚氨酯保溫材料噴涂或澆注于基層墻體上，其面層用輕質找平材料找平，飾面層可采用涂料或面磚等進行裝飾。另外，也可以采用專用的粘結材料或干掛件將聚氨酯硬泡保溫板或保溫裝飾復合板固定于外墻基層表面形成保溫層或保溫裝飾復合層。其特點是防水保溫一體化，連續(xù)噴涂無接縫，施工速度快；能夠徹底解決墻體防水保溫問題，性價比很高；聚氨酯是常用保溫材料里熱工性能最好的材料，其質量輕、保溫效果好、隔音效果好、耐老化、對建筑主體長期的保護，提高主體結構的耐久性缺點是防火性能較差，大多數情況下根據相關規(guī)定及規(guī)范需設置防火隔離帶，但聚氨酯是熱固型材料，系統(tǒng)形成后系統(tǒng)的防火性能要遠遠優(yōu)于EPS(XPS)薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，系統(tǒng)構造措施合理時系統(tǒng)的防火等級可達到A級；現場噴涂，受氣候條件影響較大，尤其在低溫時系統(tǒng)的造價有顯著的增加。D、 EPS保溫漿料外墻外保溫體系：EPS顆粒保溫漿料是由聚苯顆粒與水泥及添加劑組成，因此導熱系數高于EPS板。其特點是綜合投資低、透氣性能好、隔音效果好節(jié)能利廢、保護環(huán)境、在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)市場占有率較高保溫材料本身的防火等級為B1級,100m高度內住宅建筑無需設置防火隔離帶、適用于建筑各種形狀的基面。主要缺點是保溫砂漿的熱工性能低于有機類板材、現場施工厚度不容易控制。E、 無機保溫漿料外墻外保溫體系：無機保溫砂漿一般是指由無機膠凝材料、輕骨料以及其他多種化學外加劑等復合組成的能對建筑物墻體起到保溫作用的砂漿。按輕質骨料種類的不同(包括開孔珍珠巖、?；⒅椤㈤]孔珍珠巖、膨脹蛭石等)，由于它們自身具有多孔結構，因此是一種較好的保溫材料。此系統(tǒng)施工材料天然環(huán)保、隔音效果好、施工性好、耐候、抗裂性好、保溫材料本身的防火等級為A級，無需設置防火隔離帶。系統(tǒng)主要缺點是綜合造價高、保溫性能相對較低、施工厚度不容易控制、吸水性高，要控制好吸水率就要增加材料成本；往往需要和其他保溫材料配合使用，才能達到節(jié)能設計要求。F、 酚醛板外墻外保溫體系：所用主體材料酚醛板遇到明火會表面碳化、隔離熱源，不產生有毒氣體、不產生粉塵，并且無明火狀態(tài)下，酚醛板材不會自然。此系統(tǒng)防寒隔熱、熱工性能高、保溫效果好、耐久性長、隔音效果好保溫材料本身的防火等級為B1級,100m高度內住宅建筑無需設置防火隔離帶。主要缺點是酚醛板應用技術不夠成熟、完善，且無相關規(guī)范及性能指標；綜合造價較高。G、 保溫飾面一體化板外墻外保溫體系：防寒隔熱,熱工性能高，保溫效果好；干作業(yè)，施工工期縮短；隔音效果好；系統(tǒng)主要缺點是空腔系統(tǒng)，目前一體化板所用的保溫板防火等級均不高，防火性能較差；綜合造價較高，是目前常用保溫系統(tǒng)的2-8倍。H、 巖棉板保溫系統(tǒng)：以巖棉為主作為外墻外保溫材料與混凝土澆注一次成型或采用鋼絲網架機械錨固件進行巖棉板錨固。巖棉是一種來自天然礦物、無毒無害的綠色產品，后經工業(yè)化高溫熔煉成絲的產品。其防火性能好、耐久性好，尤其適用于防火等級要求高的建筑。目前巖棉在墻體保溫應用中存在的主要問題是材料本身的強度小，施工性較差，特別是巖棉吸水、受潮后就會嚴重影響其保溫效果，甚至墻體發(fā)生霉變、空鼓脫落，因此對施工的工藝要求較高。巖棉廠家和科研機構如能解決巖棉本身缺陷，在未來墻體保溫市場份額將增大。I、 泡沫玻璃保溫系統(tǒng)：泡沫玻璃是由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑等，經過細粉碎和均勻混合后，再經過高溫熔化、發(fā)泡、退火制成。泡沫玻璃是一種性能優(yōu)越、絕熱防潮、防火保溫裝飾材料，A級不燃燒與建筑物同壽命。目前最大問題是成本極高，降低成本成為其推廣應用的關鍵。J、 發(fā)泡陶瓷保溫板保溫系統(tǒng)：發(fā)泡陶瓷保溫板是以陶土尾礦，陶瓷碎片，河道淤泥，摻假料等作為主要原料，采用先進的生產工藝和發(fā)泡技術經高溫焙燒而成的高氣孔率的閉孔陶瓷材料。產品適用于工業(yè)耐火保溫、建筑外墻防火隔離帶，建筑自保溫冷熱橋處理等。產品具有防火阻燃，變形系數小，抗老化，性能穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)保性好，與墻基層和抹面層相容性好，安全穩(wěn)固性好，可與建筑物同壽命。更重要的是材料防火等級為A1級，克服有機材料怕明火，易老化的致命弱點，填補了建筑無機防火保溫材料的國內空白，但其保溫性能欠缺，不能單獨用于外墻保溫使用。墻體自保溫系統(tǒng)只是單一墻體就能滿足外墻的保溫性能的保溫系統(tǒng)。該技術體系一般采用無機材料，目前常見的墻體自保溫材料有加氣混凝土、淤泥燒結保溫磚、陶?；炷疗鰤K、泡沫混凝土砌塊、混凝土復合保溫砌塊（磚）、石膏保溫砌塊等。其特點在于與建筑同壽命、建筑成本低廉、便于維修改造、防火、環(huán)保、安全、耐久，減少了建筑工序，縮短了施工周期未來將有很大發(fā)展前景。缺點是需要冷橋處理、僅適用于剪力墻占外墻面積比例不大的建筑或內隔墻的保溫。外墻夾芯保溫外墻夾心保溫是將保溫材料置于同一外墻的內、外側墻片之間，內、外側墻片均可采用傳統(tǒng)的粘土磚、混凝土空心砌塊等。一般為外保溫和內保溫相互結合使用的系統(tǒng)，適用于建筑節(jié)能標準較高的建筑，目前應用較多的EPS保溫砂漿外墻外保溫及石膏基無機內保溫相結合的方式，特別是夏熱冬冷地區(qū)非常適用。其特點是防水、耐候等性能良好、施工要求不高、材料選擇廣泛。缺點是熱橋問題嚴重、建筑面積利用率低、墻體易開裂漏雨。近代國內外外墻保溫的發(fā)展雖然很早就有“外墻保溫”，但是其真正命名，并且使外墻外保溫技術形成系統(tǒng)化還是經過了一個漫長的過程。因為外墻內保溫體系的缺陷性，雖然也有使用，但市場占有率不是很大。因此當前國內外使用的外墻保溫體系多指外墻外保溫體系。而這項技術直至今日國內外的發(fā)展狀況和標準政策也是各有不同的。國外發(fā)展的狀況4.1.1國外保溫系統(tǒng)發(fā)展的歷史最早建立外墻保溫體系的國家普遍認為是德國于1965年提出的（也有學者認為是瑞典），其背景是為了緩解能源危機問題。因為二戰(zhàn)時德國有大量建筑物受到破壞，當時德國人在建筑物外墻粘貼一層聚苯乙烯或巖棉板，來修補裂縫，后來發(fā)現這種做法不但能填補裂縫，還可以保溫、隔音、防潮性能大幅提高，而且居住舒適度也有所提高。后來外墻外保溫系統(tǒng)作為一種對新建建筑和既有建筑均方便實施的保溫系統(tǒng)，由于其技術、經濟、環(huán)境等各方面的優(yōu)點而被廣泛應用。但真正的發(fā)展高峰期是從1976年到1980年，這一時期外墻保溫工作成為了一次大范圍的政策性工作被歐洲諸國所推崇。90年代發(fā)展逐步趨于平穩(wěn)，但每年仍有1%?2.2%的增長率。由于外墻外保溫技術在節(jié)約能源、改善室內居住環(huán)境、延長建筑壽命提高社會及經濟效益等諸多方面優(yōu)勢。在德國墻體保溫采用外墻外保溫體系的占絕對優(yōu)勢，約占整個建筑保溫體系的85%,只此一項一年節(jié)約的能耗相當于10萬噸標煤，大大緩解了能源緊缺的難題。90年代后期，外墻外保溫技術受到了世界范圍內的高度重視，各國開始了實際的對建筑墻體的節(jié)能指標實施工作，這種被稱之為外墻外保溫及裝飾系統(tǒng)的建筑節(jié)能技術迅速在全球開展起來。美國采用外墻外保溫技術的時間較短，是在20世紀60年代后期才開始使用。據1976年的數據統(tǒng)計，當時在歐洲南部部分地區(qū)應用最多的是外墻內保溫系統(tǒng)，而在北美地區(qū)自保溫的結構墻體保溫系統(tǒng)更受推崇。80年代由于能源短缺問題引發(fā)了歐美各國政府大力推動外墻外保溫技術，使其市場容量以每年15%的速度迅速增長。如今，外墻外保溫建筑已經成為歐美等發(fā)達國家市場占有率最高的一種建筑節(jié)能技術。國外的外墻保溫系統(tǒng)最初的做法都是直奔節(jié)能、保溫的主題，而且做得相當成功。但自從9.11發(fā)生以后，專家得出結論美國世貿大廈倒塌的真正原因不是由于飛機撞擊，而是由于主體結構奔潰、以及部分材料不具備阻燃功效。由此人們認識到高層、超高層的保溫防火性能的重要性。因此歐美國家規(guī)定22m以上的建筑禁止使用可燃的聚苯乙烯板，聚氨酯板等有機材料組成的外墻保溫系統(tǒng)。目前美國、歐洲部分國家都將目光轉向使用新型的、具有阻燃性能的外墻保溫裝飾材料。其中酚醛復合材料、無機復合材料、新型高分子材料都將作為以后發(fā)展方向，一輩輩的科技人員在艱難中探索前行歐洲是世界上最早開展外保溫技術認定的地區(qū)，1979年，歐洲建筑技術鑒定聯合會發(fā)布了EPS板薄抹面外保溫系統(tǒng)鑒定指南，并于1988年發(fā)布了更新版。1992年，發(fā)布了無機抹面層的外保溫系統(tǒng)鑒定指南。2000年，歐洲技術認定組織發(fā)布了《有抹面復合外保溫系統(tǒng)歐洲技術認定指南》，該指南對外保溫系統(tǒng)的技術性能、試驗方法以及技術認定要求做了全面規(guī)定，是對外保溫系統(tǒng)進行技術認定的依據。在歐洲是把外保溫系統(tǒng)作為一個整體進行認定的，包括外保溫系統(tǒng)的構造和設計、施工要點，系統(tǒng)和組成材料性能及生產過程質量控制等諸多方面。4.1.2國外保溫系統(tǒng)分類及應用情況外墻外保溫體系在國外稱為EIFS系統(tǒng)，即外墻保溫和裝飾系統(tǒng)其由界面層、保溫層、抗裂防護層和飾面層組成。這一系統(tǒng)以其輕質、環(huán)保、節(jié)能、保溫、隔音、能源利用率高、設計靈活性、創(chuàng)意性強等特點受到人們的推崇。目前，外墻外保溫技術在歐洲國家使用最多的外墻外保溫系統(tǒng)主要有三種：發(fā)泡聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、巖棉纖維平行于墻面的外墻外保溫系統(tǒng)、巖棉纖維垂直于墻面的外墻外保溫系統(tǒng)。其他應用系統(tǒng)還有玻璃棉外保溫系統(tǒng)、聚氨酯外保溫系統(tǒng)等，但這些使用的很少，其主要原因是出于當地法令和人力資源匱乏等客觀原因所致。值得提到的還有近年來由于全世界性重視建筑材料防火功能的勢頭正猛，除了各種新型材料層出不窮外，其中研發(fā)、生產規(guī)模、產品口碑等成就優(yōu)異的企業(yè)也很多諸如：英國普瑪洛克、英國可耐福、英國金斯潘、德國藝高、美國西碧、美國泡沫技術、美國陶氏、美國歐文斯科寧、日本旭化成等國內發(fā)展的狀況4.2.1國內保溫系統(tǒng)發(fā)展的歷史在我國，外墻保溫已經有了二十幾年的發(fā)展歷史，自20世紀80年代起步，當時是以科研院所為主，開始時多為內保溫技術。由于地理和氣候條件影響，最早開始的是北方寒冷并采用供熱采暖地區(qū)使用，主要在外墻內保溫方面做了一些應用。經過實踐，由于室內外溫差過大易形成冷凝水，內墻發(fā)霉等問題；90年代初，國外一大批知名的.保溫企業(yè)入駐中國，他們起到的作用包括引導政策、引進技術、培育人才、樹立行業(yè)標桿等，并且這些企業(yè)大都建立了自己的研發(fā)生產基地和分公司，在這一特定時期起到了相當大的作用；90年代中后期，國內也涌現了一批有眼光、有實力的本土企業(yè)，他們擁有自己的科研力量，致力于推廣和完善外墻保溫的工藝、施工方案、材料技術等體系之中的方方面面；90年代末，在學習和引進國外先進技術的基礎上已初步形成了一套完整的技術體系，基本與世界總體水平保持同步，在北京和東北的一些地區(qū)已經大范圍開始使用外墻保溫技術。21世紀伊始，由于國家整體政策大方向的影響全國各地省級以上城市將強制執(zhí)行建筑材料行業(yè)節(jié)能標準。在節(jié)能降耗的呼聲下，降低建筑業(yè)能耗，努力提高建筑物居住舒適度就成了一項長期而艱巨的任務。近年來國內高層建筑，如央視文化中心、中央美院學生宿舍、烏魯木齊供水高層、上海濱江大道湯臣一品大廈、濟南奧體中心、北京大學體育館（奧運乒乓球館）、中國科技館新館、哈爾濱經緯360度雙子星大廈、沈陽皇朝萬鑫大廈、上海膠州教師公寓、南京中環(huán)國際廣場等連續(xù)出現大型火災，這些高層建筑一旦發(fā)生火災，火勢蔓延快、疏散困難、撲救難度大、人員傷亡嚴重、財產損失巨大。為解決這一問題，根據我國城市建筑的特點，對外墻保溫系統(tǒng)的防火性能要求更加嚴格。無論是國內自主創(chuàng)新研發(fā)的系統(tǒng)產品，還是從國外引進的系統(tǒng)產品，都一定要滿足防火安全要求，并且防火等級正在逐步提高。因此對外墻保溫體系的要求是不僅保溫效果要好，而且防火等級都要達到A級。在國內新型的復合材料尤為引人注意，如酚醛復合保溫板和近年來新出的一種GVES無機復合材料防火保溫板尤為突出，其不僅防火等級達標、保溫性能好，且性價比和施工條件及人員費用都令人滿意。國內的相關標準制度有：1995年頒布《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》開始，1997年的《建筑材料燃燒性能分級方法》、2002年建《外墻外保溫建筑構造（一）》《建設領域推廣應用新技術管理規(guī)定》《建設部推廣應用新技術管理細則》《輕骨料混凝土技術規(guī)程》、2003年《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》、2004年《中華人民共和國行業(yè)標準-外墻外保溫工程技術規(guī)程》、2005年《外墻外保溫工程技術規(guī)程》《公共建筑節(jié)能標準》《江蘇省工程質