摘要 建筑保温材料及其施工工艺,既要保证具有较高的保温节能效率,又要符合安全环保、经济实用等要求。本文根椐保温材料及系统的实际应用情况,对几种常用的外保温材料及系统进行综合性的探讨与评价。
关键词 保温材料 节能降耗 节能技术
一、前言
世界人口己达到70亿,2050年将突破100亿,我国人口已超过14亿,但人均能源占有量约为世界人均占有量三分之一,仅为美国人均占有量的百分之五,随着经济不断发展和生活水平的提高,我国资源、能源的消费量也在不断地增加,公共建筑和住宅楼除要一次性消耗大量的水泥、钢材、木材、装饰等资源性建筑材料外,还要长期耗用大量的电能、热能,而水、电、煤、油这四大基础能源供需矛盾日益加剧,又特别是在经济发达地区,我国各级政府对建筑节能工作都十分重视,实行强制性推广政策,经过多年努力推广应用,己初见成效。提高建筑保温节能效率及建筑保温节能工程的质量技术水平,是保温节能技术研究与应用工作的重点,笔者在长期的研究与实践中,通过对几种不同的保温材料及工艺质量方面各自的优点与缺陷、经济性、实用性,从保温隔热效率、防火性、工程造价、系统的稳定使用性和使用寿命等几个重要方面进行对比分析与评价,供保温材料制造、建筑节能工程设计与施工、质监部门等相关从业人员参考。
二、膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统在北京率先推广应用,并迅速推广到天津、河北、东北三省,甚至上海、江苏、四川、湖南等一些南方省份,目前仍在大量应用于外墙外保温工程,特别是在北方冬冷地区,是我国保温节能工程应用量最大、推广较快的项目之一,它的品种有主要有发泡板、挤塑板,辅助材料及装饰材料有专用膨胀螺丝钉、玻璃纤维网格布、聚合物粘结砂浆、抹面砂浆、外墙腻子、外墙涂料或装饰面砖等,施工方法是先用聚合物粘结砂浆将泡沫板或挤塑板粘贴于墙体上,用专用膨胀螺丝钉铆固,将玻璃纤维网格布贴在泡沫板或挤塑板上,抹3—5MM厚聚合物抗裂砂浆,用外墙腻子找平,刷外墙涂料或做面砖装饰。其优点有:保温性能好,施工也比较规范;缺点是系统传热系数高、防火性能很差、工艺繁杂、工程造价高;保温层稳定性较差和使用寿命有限,工程应用上容易出现粘贴不牢固、抹面砂浆常出现大面积龟裂、空鼓、脱落等现象。
从技术上分析,膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,用水泥类聚合物砂浆来粘结塑料类板材,这在材料选择与工艺上本身就有错误,从我国建筑材料数十年的应用经验表明,水泥浆料与木质类、塑料类材料进行冷粘,是不会有长期稳定的粘结效果的,为了使砂浆粘牢泡沫板、挤塑板,要往水泥砂浆中添加大量化学乳胶粉、聚乙烯醇或化学合成乳液,但这种所谓的聚合物砂浆技术暴露的缺陷也很明显,主要问题如下:
1、化学合成树脂与水泥砂浆强度的形成过程相反:化学合成树脂固化达到强度很快,由于老化降解速度快,其强度由高强逐渐衰减,而水泥的强度形成是由弱到强。水泥是强碱性材料,强碱性环境会加剧化学合成树脂的不稳定性,化学合成树脂本身在干燥凝固时,产生很强的收缩力,受高温会变软,使砂浆产生更强的内应力和变形系数,容易导致水泥砂浆出现老化、龟裂、空鼓、脱落等现象,另一方面化学合成树脂成膜性好,其膜具有较强的封闭性,可迅速封闭水泥微孔,影响水泥水化、水泥与水和空气的持续性反应、水泥砂浆后期自然养护、水泥砂浆后期强度和稳定性等,违背了水泥产品属于无机水硬性材料这一基本的技术原理,即:水泥的强度是依靠水,水化越充分、水养护的越好,水泥的强度和稳定性越好;水泥本身就是很好的胶凝材料,水泥的强度形成、粘结的稳定性、使用寿命等都与水气环境密切相关,与其它胶的关系并不大。
膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的抗风压、抗冲击能力较差,其保温层的牢固度和耐长久性已为业内人士普遍置疑,主要担忧的是粘结与抹面砂浆质量不过硬、铆钉未铆牢固或老化、锈蚀、泡沫板、挤塑板变形、慢慢降解等问题,每年都有保温层大面积龟裂、空鼓、脱落等发生,随着时间的推移,迟早还会有更多的质量问题和安全隐患,一旦出现质量问题,不仅其维修或返工重做的费用会很高,还会产生大量有害废弃物。
膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的优点是质轻、材料的导热系数低,缺点是系统的传热系数较高(板缝、钉子产生大量冷热桥),透气性差、容易结露,防火与安全隐患很大,健康与环保性差,变形系数大、系统的稳定性及使用寿命有限。
如果从环保、节能、安全、适用性等多方面考虑,膨胀型聚苯板保温材料及系统,比较适合临时性建筑或可移动式轻体房屋和我国北方冬季气候寒冷、较干燥的地区有限使用。
三、颗粒类轻质保温浆料
颗粒类轻质保温浆料包括聚苯颗粒保温浆料、膨胀珍珠岩保温浆料、轻质复合型浆料等,在南方、北方都有推广应用,特别是在上海、江苏、安徽、湖南、四川等夏热冬冷、空气潮湿地区,应用量较大。它的主要保温材料是废弃聚苯颗粒料、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、硅藻土、优质粉煤灰等,辅助材料是聚合物浆料及其它外加剂,施工方法是平抹上墙,层厚20MM—50MM。
颗粒类轻质保温浆料的缺点是材料容重较大、导热系数较高,优点是系统的保温隔热效率较好(无缝、无冷热桥),保温层与墙体容易粘结,牢固度及耐久性比较好,施工工艺简便,工程造价较低,防火性能较好,健康环保,变形系数小,不出现大面积龟裂、空鼓、脱落等问题。
颗粒类轻质保温浆料的透气性好,不结露,热稳定性和绝热保温效果较好,一些技术性能好的复合型高效保温浆料,还可以代替普通找平砂浆直接找平内外墙体。从保温绝热性能、资源与环保、防火安全、系统稳定性及使用寿命、经济适用性等综合考虑,因此,比较适合我国南方气候炎热、空气潮湿和一些夏热冬冷地区,值得大面积推广。
四、几种外保温材料与工艺的经济性、实用性和技术性分析
五、评价原则
1、节能效率
既要考虑材料的保温性能,更要研究材料与系统的节能效率、效益,还要考虑系统与自然环境的关系、材料与系统对建筑物充分利用自然的光热、风能的影响等。
2、系统稳定性
材料与系统的稳定性特别重要,又特别是永久性建筑,如果稳定性差,一旦出现质量问题,材料与系统的效率就会受到直接影响,甚至影响建筑物的正常使用。
3、施工工艺
如施工技术及施工工艺复杂,就会增加施工和工程管理的难度,也会提高工程费用。
4、安全环保
系统如有火灾隐患和大面积脱落的风险,会时刻危及居民、行人的生命及财物安全。材料属高耗能,生产过程、使用过程和寿命终止对人体健康和环境有危害和毒害,如大量使用,容易引发环境灾难和健康风险,因此,安全环保比节能更重要。
5、使用寿命
如材料与系统的使用寿命短、不能与建筑保持同等寿命,将短命材料和系统,无知地大量用于永久性建筑,就会涉嫌浪费资源、滥用材料。
6、综合评价
建筑节能降耗,其目的是节能资源与能源、减少环境污染,如果保温材料及系统本身就是大量消耗资源、高能耗、高污染项目,就毫无任何价值和意义,因此,只要大量消耗资源、能源、污染严重的保温材料和系统,无论保温性有多好,对其评价都是差的。
六、综述,
我们不能只看材料的优点,还要重视材料的缺点,必须谨慎使用保温材料,对保温材料进行充分认识和研究,科学合理地使用保温材料,客观评价材料及系统。
