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【摘要】当前的筑外墙外保温系统存在的着许多问题，这一点和相关业内人士对其实际施工状况了解不透彻有关，其次就是不够重视其耐候性。部分地区外墙外保温系统的实际工况与目前相关标准的耐候性试验条件基本吻合，建议相关单位对严寒地区和夏热冬暖地区的外墙外保温系统的实际工况进行监测，以制定更为合理的耐候性检测标准；外墙外保温系统的抹面砂浆宜厚些、饰面材料应以浅颜色为主。本文的监测与研究结果将有助于业内人士提高对外墙外保温系统工况的认识并更加重视其耐候性，也将有助于相关标准的制定与修订，并为今后更深入的理论研究奠定基础。本文就外墙外保温系统在设计及应用中的系统构成、贴面砖、热工计算等几个关键问题进行探讨，并提出相关意见，以达到正确设计与选用外墙外保温系统的目的。
【关键词】外墙外保温系统；建筑节能；热工计算；问题；探讨
中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：
引言：
外墙外保温系统在我国已应用多年，成绩斐然。然而，由此产生的问题也不少，空鼓、开裂的现象屡见不鲜。究其主要原因，笔者认为关键是业内人士对外墙外保温系统的耐候性认识不够。建筑节能所包含的内容非常多，当中最重要的部分就是围护结构的节能，它又包括了屋面、外墙、分户墙、门窗等方面。围护结构节能中最为复杂的部分就是外墙节能了，外墙外保温系统是当下有着较快发展速度的系统。本文将要针对外墙外保温系统关于设计及主要材料选用方面的几个关键性部分，结合我们在研究及实际应用中所获得的经验，加以探讨。
一．系统构成及主要材料技术指标与选用
针对市场上一些各式各样的外墙外保温系统，通过对其进行了比较和分析，一般情况下，一个相对完善的外墙外保温系统应当是由耐碱玻璃纤维网格布、外保温专用粘结剂、面层饰材、阻燃保温材料这四个部分组成，如下图。
从上图可以看出最内层为基面，在基面与膨胀聚苯乙烯泡沫板之间则为粘结剂（专业粘结剂+水泥的混合物），然后在标准型耐碱玻璃纤维网格布和膨胀聚苯乙烯泡沫板中间在铺上一层专用粘结剂，最后在墙内侧涂上碱性涂料（涂料应该在墙体最外侧，如果考虑耐久性应该使用耐酸性外墙涂料，大气中的硫化物、氮氧化物使空气呈酸性）。
（一）粘结剂
因为粘结剂是由具有水溶性的丙烯酸共聚物的胶状腻子和水泥的混合物，所以其不仅具有有机材料的粘弹性，而且还有水泥的强度以及性能稳定的双重特性；与此同时还具有良好的耐久性、耐冻融性、化学稳定性等优点。然而其主要的指标为：吸水量应不超过1 000g/m；并且要求压剪粘结强度为：7d（与砂浆）1.5MPa,14d外加浸水24个小时；或者（与砂浆）0.9MPa；具体拉伸粘结强度如表1。
表1．粘结剂的拉伸粘结强度
(二)耐碱玻璃纤维网格布
一般在外保温系统中，通常采用的是2种不同类型的玻纤网格布，其中一种是标准网格布；另一种则是增强网格布，主要目的是用于加强底部结构。经由耐碱处理之后的玻纤网格布，明显增强了抗冲击强度以及系统表面硬度，与此同时还具有抗裂等作用。耐碱玻璃纤维网格布的主要力学以及理化性能，例如单位面积质量、TiO2、ZrO2含量、断裂应变、耐碱保留率以及耐碱断裂强度以及初始断裂强度等指标与尺寸应当满足JC/T 841-1999和JC149-2003中相关规定要求。需要注意的是玻璃纤维网格布一定要具有耐碱性，不然很容易被水泥浆中的碱给腐蚀掉；与此同时它的断裂应变能力应当尽可能的低，通常不应大于5%，防止在聚苯板接头处发生断裂。除此之外，网格布的网孔大小也是十分地重要，不仅要考虑网格布外的粘结剂间是否互相穿透，又要考虑到面层砂浆内部的应力是否使网格布发生转移。按照一般经验，网孔尺寸大小应当为4mm×4mmm或者5mm×5mm。
（三）阻燃绝热材料
一般而言能够用作外墙保温系统的绝热材料，其选择的范围相对较为广泛，其中包括有胶粉聚苯颗粒保温浆料系统、膨胀聚苯板（即EPS板）、聚氨酯发泡板、挤塑聚苯板（即XPS板）以及半硬质矿棉板等绝热材料。表2列出了以上一些绝热材料在外墙外保温系统中的优点与不足做出了详细地比较。
表2.外墙外保温系统中使用不同绝热材料的对比
当前我国聚苯颗粒保温砂浆系统的应用范围相对广泛，其主要原因是因为该系统施工起来简单方便并且成本低廉，然而聚苯颗粒保温砂浆系统达不到节能50%的标准要求，因此它只能充当一个过渡产品。为了使得节能目标相对可靠且达到50%，除此之外还可以采用外墙外保温系统EPS或者XPS。相比于XPS板,EPS板具有氧指数低、保温性好、价格低、易造型、易于控制墙面平整度、尺寸精确等优势，按照以往的一些经验，通常会选择EPS板作为保温绝热材料。尽管XPS板的强度相对较高，但是其实践结果却证明XPS板的抗拉强度离散性非常大。因此在国家将要颁布实施的相关行业标准规定当中，将EPS材料作为惟一推荐选用的绝热材料。甚至在欧美等一些国家，EPS外墙外保温系统已经被运用近30年之久，可见其运用效果与范围的广泛程度。其次，EPS板的外观及尺寸、物理机械性能需要满足GB10801-89中所规定的相关要求。具体要求包括EPS板一定要为自熄型，其氧指数应超过30，从而达到防火安全的目的；密度上应当大于18Kg/cm3，密度较小，则强度就会相对较弱，促使在承受机械荷载时发生较大形变，难以保证工程的质量。除此之外，还应当注意EPS板存在着后收缩性问题：具体就是当聚苯乙烯颗粒经过加热膨胀成型为块材之后，在冷却的过程中会渐渐地收缩。刚开始时还比较快，之后逐步减慢，大约到第7周末时其收缩率达到0.1%-0.2%，这个时候才可在工程中使用EPS板。但是假使刚刚生产出来的聚苯板能够在60℃的条件下养护5d以上，可以进一步完成收缩过程。为此，在选用外保温用聚苯板的时候一定要注意养护方式和出厂日期，从而使尺寸的稳定性得到保证。
（四）面层饰材
面层饰材通常可以选用弹性防水涂料较好。这是由于弹性涂料的柔性相对较好，从而对外保温系统起到很好的维护性。
二．整个系统的主材匹配
就外墙外保温系统而言，一定要注意系统各主材之间是否匹配的问题。如果各主材之间不是很匹配，几年之后，一旦发生剥落或层间破坏，就会导致整个系统失去其稳定性，从而导致保温系统很难修复的问题。为此，应当定期对整个系统的水蒸气渗透性以及耐冻融性等进行逐一的测试。
三．外墙外保温系统贴面砖
当前，外墙选用贴面砖来替代涂料充当装饰在许多地方渐渐成为了一种时尚。然而直接在外保温层上贴上面砖需要十分谨慎。这点可以依据建设部将要出台的外保温行业相关标准，但是没有提出能否直接在外保温层贴上面砖的规定做法。在保温材料外面直接贴砖，现有的工艺可靠性不高，所以新标准不推荐也不禁止,假使一定要做，需要建議的是仅在建筑物的第1层或者第2层上使用即可。但是如果是在第3层或者第4层要用面砖的话，就一定要采用相关特殊的做法，例如将EPS板的密度提高到25Kg/cm3；采用双层500-600g/m3耐碱玻纤网，然后纵向连续布网以及横向搭接20cm以上；粘贴聚苯板时，选用满贴工艺，并且在每平方米板上采用10-12个Φ8mm型塑料锚固栓进行梅花状布置，将锚栓在基础墙面嵌入50mm深以上；然后再对每层用铝合金L形支撑架进行分隔。与此同时对整个系统做一些例如面砖粘接强度测试、附着力拉拔测试、抗风压性测试等一系列必要测试。具体相关性能要求如下：
表3.耐碱玻璃纤維网格布性能指标
因为聚苯板是作为外保温体系的主要组成部分，在符合JG149--2003标准的前提条件下，膨胀聚苯板的密度必须要超过20kg／m3，氧指数要求不小于30。按照上述调整，各材料所构成的外保温系统内部抗拉强度最薄弱的部分是膨胀聚苯板与粘结胶浆之间的界面，抗拉强度应为O.1MPa(按40％粘贴面积计算)，高于欧标ETAG004要求的0．08 MPa(按40％粘贴面积计算)。
面砖粘贴的时候要格外注意勾缝的防水。通过采用这种方法，就可以直接在外保温墙面粘贴50kg/c㎡的面砖。但是对于5层以上的楼层最好不要粘贴面砖，有助于避免安全隐患。
四．关于热工计算的问题
按照ＪＣＪ１３４《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中的公式内容，可以对外墙外保温系统、窗户以及屋顶分别进行相关设计计算。
外墙部分
依据新的标准中规定可以知道：外墙的平均传热系数不应超过１.５ｗ／㎡ｋ。因此我们可以通过下式计算出平均传热系数Ｋｍ。
其中：
Ｋm---表示外墙的平均传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ；
Ｋp---表示外墙主体部位的传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ
KB1、KB2、KB3---表示外墙各热桥部位的传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ
Fp---表示外墙主体部位的面积，单位㎡
FB1、FB2、FB3---表示外墙各热桥部位的面积，单位㎡。
为了计算出各热绝缘系数，可以通过下列方程式解出：
其中：
Rin---表示整个系统内表面上的热绝缘系数，取值0.11㎡·K/W；
Rex—表示整个系统外表面上的热绝缘系数，取值0.04㎡·K/W；
RT—表示由外保温系统热绝缘系数、外墙体热绝缘系数、外保温系统以及墙体间隙部分热绝缘系数三个部分共同构成，即：
如果换成20cm厚的钢筋混凝土，导热系数应为1.75W/m·K。按照民用建筑热工设计标准规定将R gap取值规定为0.1㎡K/m。而且EPS板导热系数不得超过0.04W/mk，也就是说如果选用的是4cm厚的EPS板，就需要按照下式进行计算。
从而使得计算结果满足新的节能标准规定要求。
（二）屋顶部分
因为屋顶部分的要求相对而言要高于外墙，为此可以选择6cm厚的EPS板。其计算过程跟外墙计算相类似：RT=1.69㎡·K/W, Km=0.59W/㎡K，也可达到节能标准规定要求。保温要求虽然高，但是屋面和外墙保温相比较好固定，厚度增加容易实现，不用要求保温材料的透气性，所以达到保温要求比较容易实现。屋面保温考虑上人和不上人屋面即可。
（三）窗
关于选用双层玻璃塑钢窗，它的传热系数大约是3.2W/㎡·K，也满足节能标准规定要求。外墙采用玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙、裙墙和防火构造措施应符合现行防火规范的要求。金属幕墙与保温层之间可以通过设置保护层，有效隔绝热传导，防止保温材料间接受到高温作用而燃烧，也可避免幕墙被高温火花击穿引燃保温材料。
结束语
国内对外墙外保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够，几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能，在外保温行业标准中对有机保温材料的要求也仅仅是氧指数和可燃性试验指标。外墙外保温系统是当今建筑节能体系中相对而言比较先进地一种墙体节能系统。因此国家正在起草相关标准规章制度体系，旨在设计选型过程中切实把握住该的系统要点及重，与此同时还要保证是否真正掌握了后续施工的工序要求，特别是节点的处理工作，只有全面统筹兼顾才能更好地保证外墙保温系统的长期使用。
参考文献:
【1】季广其. 我国外墙外保温防火的技术途径[J]. 建设科技. 2009(19)
【2】季广其,廖伟. 当前建筑节能外墙外保温施工中防火安全应注意的几点问题[J]. 住宅产业. 2009(08)
【3】陈谨勇. 模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的试制与应用[D]. 华东理工大学 2011
【4】杨秀燕. EPS薄抹灰外墙外保温系统的开裂成因与对策研究[D]. 山东建筑大学 2011
【5】马淑婧. 外墙保温材料发生火灾的危险性及对策分析[J]. 现代职业安全. 2009(09)
【关键词】外墙外保温系统；建筑节能；热工计算；问题；探讨
中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：
引言：
外墙外保温系统在我国已应用多年，成绩斐然。然而，由此产生的问题也不少，空鼓、开裂的现象屡见不鲜。究其主要原因，笔者认为关键是业内人士对外墙外保温系统的耐候性认识不够。建筑节能所包含的内容非常多，当中最重要的部分就是围护结构的节能，它又包括了屋面、外墙、分户墙、门窗等方面。围护结构节能中最为复杂的部分就是外墙节能了，外墙外保温系统是当下有着较快发展速度的系统。本文将要针对外墙外保温系统关于设计及主要材料选用方面的几个关键性部分，结合我们在研究及实际应用中所获得的经验，加以探讨。
一．系统构成及主要材料技术指标与选用
针对市场上一些各式各样的外墙外保温系统，通过对其进行了比较和分析，一般情况下，一个相对完善的外墙外保温系统应当是由耐碱玻璃纤维网格布、外保温专用粘结剂、面层饰材、阻燃保温材料这四个部分组成，如下图。
从上图可以看出最内层为基面，在基面与膨胀聚苯乙烯泡沫板之间则为粘结剂（专业粘结剂+水泥的混合物），然后在标准型耐碱玻璃纤维网格布和膨胀聚苯乙烯泡沫板中间在铺上一层专用粘结剂，最后在墙内侧涂上碱性涂料（涂料应该在墙体最外侧，如果考虑耐久性应该使用耐酸性外墙涂料，大气中的硫化物、氮氧化物使空气呈酸性）。
（一）粘结剂
因为粘结剂是由具有水溶性的丙烯酸共聚物的胶状腻子和水泥的混合物，所以其不仅具有有机材料的粘弹性，而且还有水泥的强度以及性能稳定的双重特性；与此同时还具有良好的耐久性、耐冻融性、化学稳定性等优点。然而其主要的指标为：吸水量应不超过1 000g/m；并且要求压剪粘结强度为：7d（与砂浆）1.5MPa,14d外加浸水24个小时；或者（与砂浆）0.9MPa；具体拉伸粘结强度如表1。
表1．粘结剂的拉伸粘结强度
(二)耐碱玻璃纤维网格布
一般在外保温系统中，通常采用的是2种不同类型的玻纤网格布，其中一种是标准网格布；另一种则是增强网格布，主要目的是用于加强底部结构。经由耐碱处理之后的玻纤网格布，明显增强了抗冲击强度以及系统表面硬度，与此同时还具有抗裂等作用。耐碱玻璃纤维网格布的主要力学以及理化性能，例如单位面积质量、TiO2、ZrO2含量、断裂应变、耐碱保留率以及耐碱断裂强度以及初始断裂强度等指标与尺寸应当满足JC/T 841-1999和JC149-2003中相关规定要求。需要注意的是玻璃纤维网格布一定要具有耐碱性，不然很容易被水泥浆中的碱给腐蚀掉；与此同时它的断裂应变能力应当尽可能的低，通常不应大于5%，防止在聚苯板接头处发生断裂。除此之外，网格布的网孔大小也是十分地重要，不仅要考虑网格布外的粘结剂间是否互相穿透，又要考虑到面层砂浆内部的应力是否使网格布发生转移。按照一般经验，网孔尺寸大小应当为4mm×4mmm或者5mm×5mm。
（三）阻燃绝热材料
一般而言能够用作外墙保温系统的绝热材料，其选择的范围相对较为广泛，其中包括有胶粉聚苯颗粒保温浆料系统、膨胀聚苯板（即EPS板）、聚氨酯发泡板、挤塑聚苯板（即XPS板）以及半硬质矿棉板等绝热材料。表2列出了以上一些绝热材料在外墙外保温系统中的优点与不足做出了详细地比较。
表2.外墙外保温系统中使用不同绝热材料的对比
当前我国聚苯颗粒保温砂浆系统的应用范围相对广泛，其主要原因是因为该系统施工起来简单方便并且成本低廉，然而聚苯颗粒保温砂浆系统达不到节能50%的标准要求，因此它只能充当一个过渡产品。为了使得节能目标相对可靠且达到50%，除此之外还可以采用外墙外保温系统EPS或者XPS。相比于XPS板,EPS板具有氧指数低、保温性好、价格低、易造型、易于控制墙面平整度、尺寸精确等优势，按照以往的一些经验，通常会选择EPS板作为保温绝热材料。尽管XPS板的强度相对较高，但是其实践结果却证明XPS板的抗拉强度离散性非常大。因此在国家将要颁布实施的相关行业标准规定当中，将EPS材料作为惟一推荐选用的绝热材料。甚至在欧美等一些国家，EPS外墙外保温系统已经被运用近30年之久，可见其运用效果与范围的广泛程度。其次，EPS板的外观及尺寸、物理机械性能需要满足GB10801-89中所规定的相关要求。具体要求包括EPS板一定要为自熄型，其氧指数应超过30，从而达到防火安全的目的；密度上应当大于18Kg/cm3，密度较小，则强度就会相对较弱，促使在承受机械荷载时发生较大形变，难以保证工程的质量。除此之外，还应当注意EPS板存在着后收缩性问题：具体就是当聚苯乙烯颗粒经过加热膨胀成型为块材之后，在冷却的过程中会渐渐地收缩。刚开始时还比较快，之后逐步减慢，大约到第7周末时其收缩率达到0.1%-0.2%，这个时候才可在工程中使用EPS板。但是假使刚刚生产出来的聚苯板能够在60℃的条件下养护5d以上，可以进一步完成收缩过程。为此，在选用外保温用聚苯板的时候一定要注意养护方式和出厂日期，从而使尺寸的稳定性得到保证。
（四）面层饰材
面层饰材通常可以选用弹性防水涂料较好。这是由于弹性涂料的柔性相对较好，从而对外保温系统起到很好的维护性。
二．整个系统的主材匹配
就外墙外保温系统而言，一定要注意系统各主材之间是否匹配的问题。如果各主材之间不是很匹配，几年之后，一旦发生剥落或层间破坏，就会导致整个系统失去其稳定性，从而导致保温系统很难修复的问题。为此，应当定期对整个系统的水蒸气渗透性以及耐冻融性等进行逐一的测试。
三．外墙外保温系统贴面砖
当前，外墙选用贴面砖来替代涂料充当装饰在许多地方渐渐成为了一种时尚。然而直接在外保温层上贴上面砖需要十分谨慎。这点可以依据建设部将要出台的外保温行业相关标准，但是没有提出能否直接在外保温层贴上面砖的规定做法。在保温材料外面直接贴砖，现有的工艺可靠性不高，所以新标准不推荐也不禁止,假使一定要做，需要建議的是仅在建筑物的第1层或者第2层上使用即可。但是如果是在第3层或者第4层要用面砖的话，就一定要采用相关特殊的做法，例如将EPS板的密度提高到25Kg/cm3；采用双层500-600g/m3耐碱玻纤网，然后纵向连续布网以及横向搭接20cm以上；粘贴聚苯板时，选用满贴工艺，并且在每平方米板上采用10-12个Φ8mm型塑料锚固栓进行梅花状布置，将锚栓在基础墙面嵌入50mm深以上；然后再对每层用铝合金L形支撑架进行分隔。与此同时对整个系统做一些例如面砖粘接强度测试、附着力拉拔测试、抗风压性测试等一系列必要测试。具体相关性能要求如下：
表3.耐碱玻璃纤維网格布性能指标
因为聚苯板是作为外保温体系的主要组成部分，在符合JG149--2003标准的前提条件下，膨胀聚苯板的密度必须要超过20kg／m3，氧指数要求不小于30。按照上述调整，各材料所构成的外保温系统内部抗拉强度最薄弱的部分是膨胀聚苯板与粘结胶浆之间的界面，抗拉强度应为O.1MPa(按40％粘贴面积计算)，高于欧标ETAG004要求的0．08 MPa(按40％粘贴面积计算)。
面砖粘贴的时候要格外注意勾缝的防水。通过采用这种方法，就可以直接在外保温墙面粘贴50kg/c㎡的面砖。但是对于5层以上的楼层最好不要粘贴面砖，有助于避免安全隐患。
四．关于热工计算的问题
按照ＪＣＪ１３４《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中的公式内容，可以对外墙外保温系统、窗户以及屋顶分别进行相关设计计算。
外墙部分
依据新的标准中规定可以知道：外墙的平均传热系数不应超过１.５ｗ／㎡ｋ。因此我们可以通过下式计算出平均传热系数Ｋｍ。
其中：
Ｋm---表示外墙的平均传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ；
Ｋp---表示外墙主体部位的传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ
KB1、KB2、KB3---表示外墙各热桥部位的传热系数，单位Ｗ／㎡Ｋ
Fp---表示外墙主体部位的面积，单位㎡
FB1、FB2、FB3---表示外墙各热桥部位的面积，单位㎡。
为了计算出各热绝缘系数，可以通过下列方程式解出：
其中：
Rin---表示整个系统内表面上的热绝缘系数，取值0.11㎡·K/W；
Rex—表示整个系统外表面上的热绝缘系数，取值0.04㎡·K/W；
RT—表示由外保温系统热绝缘系数、外墙体热绝缘系数、外保温系统以及墙体间隙部分热绝缘系数三个部分共同构成，即：
如果换成20cm厚的钢筋混凝土，导热系数应为1.75W/m·K。按照民用建筑热工设计标准规定将R gap取值规定为0.1㎡K/m。而且EPS板导热系数不得超过0.04W/mk，也就是说如果选用的是4cm厚的EPS板，就需要按照下式进行计算。
从而使得计算结果满足新的节能标准规定要求。
（二）屋顶部分
因为屋顶部分的要求相对而言要高于外墙，为此可以选择6cm厚的EPS板。其计算过程跟外墙计算相类似：RT=1.69㎡·K/W, Km=0.59W/㎡K，也可达到节能标准规定要求。保温要求虽然高，但是屋面和外墙保温相比较好固定，厚度增加容易实现，不用要求保温材料的透气性，所以达到保温要求比较容易实现。屋面保温考虑上人和不上人屋面即可。
（三）窗
关于选用双层玻璃塑钢窗，它的传热系数大约是3.2W/㎡·K，也满足节能标准规定要求。外墙采用玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙、裙墙和防火构造措施应符合现行防火规范的要求。金属幕墙与保温层之间可以通过设置保护层，有效隔绝热传导，防止保温材料间接受到高温作用而燃烧，也可避免幕墙被高温火花击穿引燃保温材料。
结束语
国内对外墙外保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够，几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能，在外保温行业标准中对有机保温材料的要求也仅仅是氧指数和可燃性试验指标。外墙外保温系统是当今建筑节能体系中相对而言比较先进地一种墙体节能系统。因此国家正在起草相关标准规章制度体系，旨在设计选型过程中切实把握住该的系统要点及重，与此同时还要保证是否真正掌握了后续施工的工序要求，特别是节点的处理工作，只有全面统筹兼顾才能更好地保证外墙保温系统的长期使用。
参考文献:
【1】季广其. 我国外墙外保温防火的技术途径[J]. 建设科技. 2009(19)
【2】季广其,廖伟. 当前建筑节能外墙外保温施工中防火安全应注意的几点问题[J]. 住宅产业. 2009(08)
【3】陈谨勇. 模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的试制与应用[D]. 华东理工大学 2011
【4】杨秀燕. EPS薄抹灰外墙外保温系统的开裂成因与对策研究[D]. 山东建筑大学 2011
【5】马淑婧. 外墙保温材料发生火灾的危险性及对策分析[J]. 现代职业安全. 2009(09)