运用新型保温复合材料引领建筑节能降耗新标准

　　摘要：近年来，建筑行业的节能降耗问题一直是困扰该行业发展的重点课题，相关外墙保温的施工应用技术标准和涂料涂装的技术规程层出不穷。我国“十四五规划纲要”对建筑外墙保温在节能环保和防火安全等方面提出了更高标准的要求，因此，传统的外墙保温和建筑材料的使用已经不能满足节能建筑发展需要，迫切需要探索新型材料在该领域的应用，本文在充分满足我国建筑行业的节能降耗要求的同时，也对和行业标准制定的精准化、靶向性和施工落地性提出了更高的要求。

　　关键词：外墙保温，复合材料，纤维增强保温板，泡沫玻璃保温板，气凝胶技术

　　1引言

　　根据能源局的统计，“十三五”期间，我国超越美国成为世界第一大能源消耗国，单位GDP能耗是发达平均值的3倍多，建筑能耗在总能耗的比重已接近27.5%，因此，在产能一定的情况下，降低单位能耗、提高城市新建建筑的节能标准要求，将会成为实现节能减排总目标的重要手段。2传统建筑外墙保温技术近半个多世纪以来，特别是世界石油危机以后，以德国为代表欧洲等发达，建筑外墙外保温系统得到了长足发展。其基本施工体系是以薄抹灰EPS/SEPS/岩棉（垂直纤维）体系为基础，采用胶结剂或者锚栓以及两种方式组合的施工工艺。

　　2.1薄抹灰外墙外保温系统（Externalthermalinsulationcompositesystems）

　　主要有岩棉板外墙外保温系统和EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统两种类型。（1）岩棉板外墙外保温系统。主要以经摆锤法生产的憎水型岩棉板为保温隔热层材料，采用粘、钉结合工艺与基层墙体连接固定，并由抹面胶浆和增强用玻纤网布复合而成的抹面层以及装饰砂浆饰面层或涂料构成的A级不燃型建筑节能保温系统。该系统构造主要包括：粘结层、保温层、保护层、饰面层及配件。粘结层由粘结砂浆构成，保温层通常使用聚苯颗粒保温砂浆、膨胀聚苯乙烯泡沫保温板（EPS）、挤塑型聚苯乙烯保温板（XPS）3种材料中任意一种构成，保护层由耐碱网格布、热镀锌钢丝网、锚固件、抹面砂浆组合构成，饰面层采用饰面砂浆、装饰灰浆等轻质功能性涂层或有良好透气性的水性外墙涂料[1]。（2）EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统。该系统是国内外目前使用最普遍、技术上相对最为成熟的外保温系统。主要采用EPS/SEPS聚苯乙烯泡沫塑料板作为建筑物的外保温材料，当建筑主体结构完成后，将苯板用专用粘结砂浆按要求粘贴上墙，如有特殊加固要求，可使用塑料膨胀螺钉加以锚固。然后在苯板表面抹聚合物水泥砂浆，其中压入耐碱涂塑玻纤网格布加强以形成抗裂砂浆保护层，最后为腻子和涂料或者镀锌钢丝网和专用瓷砖粘结剂、勾缝剂的装饰面层[2]。

　　2.2传统外墙保温系统的优缺点分析

　　目前广泛应用的外墙保温系统主要由保温砂浆、保温岩棉、XPS聚苯乙烯挤塑板等有机材料构成，导热系数低、透气性好、燃烧性能级别高、性价比高，应用广泛。但同时业内人士指出，这些材料往往在耐水性、阻燃性以及强度等指标有不同的缺陷，导致开裂、空鼓、脱落等现象频频发生。另外，对施工工序把关不严，把界面剂、胶粘剂、抹面胶浆、锚栓、网格布、腻子等界定为辅助材料，将其质量和耗量进行“打骨折”式的处理，导致保温却不阻燃、阻燃又不能满足更高标准的节能建筑保温要求，这些问题成为外墙保温行业的难点痛点，制约着行业的发展。

　　3建筑节能要求的提升对保温行业带来的新的机遇和挑战

　　为达到新建建筑65%的节能目标，我国先后出台了JGJ26-95《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》、DBJ01—97—2005《居住建筑节能保温工程施工质量验收规程》、GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》和GB50016-2014《建筑设计防火规范》等多部强制性标准。对建筑外墙薄抹灰外保温系统的使用进行了严格的规定，从此，在国内掀起了建筑外墙薄抹灰无机外保温系统应用的热潮，浆料外保温、板材外保温、有机外保温、无机外保温，各种改性类“A级”外保温；现场涂膜上墙施工、粘锚结合施工、结构与保温一体化施工等各种施工上墙方式层出不穷。建筑科学研究院能源与环境检测中心专业总工程师杨玉忠指出，近两三年，有关外墙节能和保温领域的标准变化非常大，随着建筑节能的要求提升，对建筑保温层的厚度就相应增加，比如：近零能耗建筑对外墙保温的要求相当于从现在60mm～80mm厚提高到200mm以上。这给外墙外保温的施工质量带来更高的安全隐患。随之而来从问题是，外墙保温层越来越重，施工工艺提升不足，保温节能与安装牢固之间不可避免的出现冲突。有业内人士指出：“现在的外墙保温层每个平方米接近20公斤，固定的要求也会加高，但很多工人在现场习惯于原来比较简易的操作，难免发生一些局部固定不是很到位的情况。”

　　4运用新型复合材料、构建外墙自保温体系或成为解决问题的关键

　　4.1复合材料的出现及发展

　　最早的复合材料出现于上世纪中叶，是一类工程材料，为现代技术提供了新的前景。一般而言，复合材料分为填充式和增强型两种方式构成，将两种或两种以上具有不同性质和不同组分之间边界的组分组成的材料都可以称为复合材料，它几乎以某种形式渗透进各个行业。

　　4.2复合材料的主要优点及应用优势

　　相比以水泥、粉煤灰、矿渣、建筑垃圾等为原料的普通墙材产品，复合材料在保温、耐燃、强度、模量重量比和定制性能等各个方面均呈现出巨大优势。先进的复合材料表现出理想的动态特性，并具有高抗蠕变性和良好的阻尼特性，这些功能可以将系统的重量减少多达20%到30%。

　　5几种新型复合材料在构建节能绿色环保建材方面的应用展望

　　5.1纤维增强保温板（Fiberreinforcedthermalinsulationboard）

　　该材料是近年来开发的一种新型墙体外保温建材，通过强而硬的增强材料与较弱、硬度较低的基体之间的牢固结合来实现其大部分有益特性。主要原料为阻燃发泡材料、粘结剂及和各种改性剂等，采用科学配方，利用先进生产工艺，经模压或拉挤等专业自动化流水线一次压制成型，再经蒸汽养护和自然养护而成[3]。

　　5.2泡沫玻璃保温板（Foamglassthermalinsulationboard）

　　该材料是一种新型的保温、隔燃、吸声材料。主要是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。它是由大量直径为1～2毫米的均匀气泡结构组成的，其中吸声泡沫玻璃保温板为50%以上开孔气泡，绝热泡沫玻璃为75%以上的闭孔气泡，制品密度范围160～220kg/m3，可以根据使用的要求，通过生产技术参数的变更进行调整。

　　结语

　　标准是一系列标准化活动的产物，任何保温系统或保温材料都有优点、缺陷或不足。在实际应用中，要结合当地气候条件、资源条件，在施工中克服和解决。其中，材料质量及施工质量是构建整个建筑节能产业链的两个核心要素，二者缺一不可。打造相对低成本且能保证系统安全的外墙外保温系统，特别是复合性材料的广泛应用，无论对标准制定者、应用者还是监管者都提出了更高的要求。例如：基层或保温板界面的处理、粘结面积率及粘结方式、排版达减少板缝及板缝分散且分布状况、锚栓锚固位置及数量、抹面胶浆和网格布复合抹面层厚度、系统中网格布数量及放置位置、涂料涂装找平层等诸多细节问题，需要在制定标准时进一步细化、量化。目前，政府最有力的管理方式是“禁止使用”，以禁促管，强调追责，但仅靠政府职能部门的“监管”是无法有效根治保温行业群雄逐鹿的现状。在未出台强硬的质量责任要求并辅以重典治理的情况下，建筑产业链中的龙头单位从业者自觉地提高认知，停止以偷工减料、低价中标为目地的恶性循环，提高相关标准的“标靶准确性”和施工落地性，减少相关标准解读误差，行业才能做到“可持续健康发展”。除此之外，政府层面应积极探索完善装配式建筑发展配套支持政策，大力发展装配式混凝土建筑和钢结构建筑，鼓励主体结构竖向构件围护墙采用墙体、保温、隔热、装饰一体化；推进装配式建筑评价标准，规范评价过程管理；健全项目设计、部品部件生产、施工等全过程管理体系，确保装配式建筑标准落实和工程质量安全。

　　参考文献

　　中国建筑标准设计研究院.《外墙外保温建筑构造》10J121[S].北京：计划出版社，2010：H-14.

　　住房和城乡建设部科技发展促进中心.EPS板薄抹灰外墙外保温系统[M].北京：建筑工业出版社，2009：14-16.

　　陈一全.建筑保温结构一体化技术应用实践探析与发展策略[M].北京：建材工业出版社，2019：8-10.

　　陈一全.建筑保温结构一体化技术应用实践探析与发展策略[M].北京：建材工业出版社，2019：24-26.

　　马士杰1王磊2

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