外墻外保溫層的承重與安全性研究

　　保溫材料在建筑保溫節(jié)能工程上的應用與實踐中，已取得了很多成果，同時也面臨一些課題，本文對外墻外保溫系統(tǒng)的原材料體系及其安全性、防火性、使用壽命、以及對外墻裝飾工程質量的影響等方面進行探討，供業(yè)內人士參考。
　　一、前言
　　建筑節(jié)能是國家的一項長期性的強制性推廣政策，建筑外墻外保溫與外墻裝飾是融為一體的，先做保溫層，后在保溫層上做裝飾，而外墻裝飾質量與內墻裝飾不同，內裝修質量不好，再重做也容易，而外裝修如出質量問題，再重做就很難，費用也會很高，而且一旦保溫層出現(xiàn)脫落，整個外裝修也就隨之毀掉。外墻外保溫系統(tǒng)，經(jīng)過多年的發(fā)展，進步很大，推廣的也很快，但在實際應用上還存在一些問題，本文主要對業(yè)內普遍關心膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)的承重與安全性、防火、防開裂、使用壽命等方面的技術現(xiàn)狀進行探討，理論與實踐結合，力求通俗易懂，供與建筑節(jié)能保溫相關的從業(yè)人員（生產(chǎn)技術人員、施工人員、工程監(jiān)理人員等）參考。
　　二、外墻外保溫的應用與技術現(xiàn)狀
　　從國際能源供應日趨緊張的形勢和我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的高度上看，建筑節(jié)能是非常重要的，現(xiàn)在新的建筑要求強制性保溫節(jié)能，今后正在使用的舊建筑也會要求保溫節(jié)能，這是一項長期的工作，從發(fā)展趨勢看來，是一個難得的發(fā)展機遇，前景看好。
　　外墻外保溫系統(tǒng)在北京地區(qū)的研究與應用比其它地區(qū)開展的早些，無論發(fā)展規(guī)模與技術水平都處于國內領先水平，現(xiàn)已在天津、河北、東北三省、山東、山西、內蒙古、甘肅、寧夏等多個冬寒和嚴寒地區(qū)省市的建筑上廣泛應用，在南方一些省市如江蘇、浙江、重慶、成都、合肥、鄭州、武漢等城市也開始強制推廣應用，甚至在北方寒冷地區(qū)，由于煤、電價格上調，一些郊區(qū)農(nóng)村的私人住宅，為減少能源消費支出，也自費在自家的建筑外墻上做保溫隔熱層，全國性的建筑保溫節(jié)能工程建設熱潮已形成。
　　外墻外保溫系統(tǒng)在技術和施工工藝上也經(jīng)歷了一個不斷發(fā)展過程，北京早期的膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的技術和施工工藝比較簡單，主要采用聚合物粘結砂漿將聚苯乙烯發(fā)泡板材直接粘貼在墻上，將玻璃纖維網(wǎng)格布貼在聚苯板上，然后再抹3-5MM厚的聚合物抹面砂漿，而聚合物粘結砂漿和抹面砂漿所用聚合物基本上都是從國外進口的，價格昂貴，但這些材料和施工工藝在外墻外保溫中的一些質量技術問題很快就暴露出來，常出現(xiàn)開裂、脫落問題，（這并不是說進口的產(chǎn)品質量上有什么不好），近幾年，為穩(wěn)固聚苯板，在粘貼好聚苯板后，用膨脹螺絲釘鉚固，剛開始是每平方米鉚4個鋼釘，后來覺得鉚4個鋼釘不很保險，現(xiàn)在有的要鉚6個甚至達到10個鋼釘，只要鉚釘起到了作用，可能暫時在二三年或數(shù)年內聚苯板及薄抹灰層是掉不下來，但難以保證數(shù)十年、上百年不脫落，從目前狀況看，外墻外保溫層安全可靠性程度如何，能使用多少年，可能誰也難以做結論。目前，我國的建筑保溫節(jié)能工程己進入經(jīng)濟實用階段，但仍然普遍存在對材料、技術、工藝上的認識不夠，筆者認為，外墻外保溫系統(tǒng)現(xiàn)在最主要問題，就是要解決好保溫層的承重問題，確保保溫層達到安全穩(wěn)固性能，提高其使用壽命。
　　三、發(fā)泡塑料板與外保溫層的承重與安全性
　　1、膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)標準問題
　　膨脹型聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)（JG149－2003）、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)（JG158－2004）等外墻外保溫標準體系，對保溫層的承重與安全性問題，均未考慮進去，現(xiàn)有的施工技術規(guī)程，也沒有很好地解決好這個問題。
　　美國的哥倫比亞航天飛機升空后不久，發(fā)生大爆炸，其爆炸原因，攝像資料上顯示，升空后不久，從航天飛機上掉下一塊板狀物，后經(jīng)專家多方分析，結論是飛機上的一塊保溫隔熱層從機體上脫落后，引起此嚴重事故，其主要因素是該航天飛機的保溫隔熱層所設計的承受能力（主要是承受風阻能力），大大小于實際所能承受的能力。同樣的道理，建筑保溫層所承受的實際重量一旦大于其承重能力，也會不可避免地出現(xiàn)解體、脫落等質量與安全事故問題。
　2、聚苯乙烯發(fā)泡塑料板的性能問題膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)所使用的是3－10公分厚度的聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯板作為保溫材料，其保溫隔熱效率是優(yōu)良的，可加工性也很好，其主要缺陷是強度低、易彎曲變形、承重能力小、還有氧化、降解等問題（又特別是密度低，容重差的產(chǎn)品），從粘結、抹面后的拉撥強度實驗情況，一般都是聚合物粘結砂漿與墻基層的粘結非常牢固，而粘結砂漿與聚苯板的粘結都是聚苯板很容易被破壞掉，這說明了不僅泡沫板的抗拉強度極低，而且其抗壓強度、抗折強度、抗沖擊能力、防火性能等都是很差的，事實上，很多建筑的外保溫層出現(xiàn)空鼓、脫落甚至是大面積脫落，都是與發(fā)泡塑料保溫板有直接關系，而砂漿與墻基層的粘結不易出問題，這種低強度油性的發(fā)泡材料其承重能力以及抗沖擊力都很差，很難只用粘結的辦法或者鉚釘加固的辦法來保證外保溫層的強度及承重力，這是外墻外保溫工程材料與施工工藝上的主要技術問題之一。
　　3、外墻外保溫層的承重問題
　　外墻保溫層上要抹3－5MM的抗裂砂漿，抹1－2MM的抗裂膩子，再刷涂料，經(jīng)估算，每平方保溫層承重約8公斤左右，如在保溫層上鋪設鋼絲網(wǎng)，粘貼瓷磚，則每平方米承重可達40公斤左右。目前的外墻外保溫工程的做法都是從上至下連成一片，又特別是貼磚掛鋼絲網(wǎng)的保溫工程，在鋼網(wǎng)上做成幾公分長的斜插鋼絲，將鋼絲網(wǎng)的斜插鋼絲插入發(fā)泡塑料板材中，在用鉚釘加固的辦法，這種做法仍然是泡沫板承受下垂重量，一旦下垂的重力超過泡沫板和鉚釘所能承受的重力，就會造成大面積或者是整體脫落，現(xiàn)在的商品居住小區(qū)人口密度較大，人的活動空間小，樓前車滿為患，人們要上車下車，特別是大型高層建筑，整面數(shù)百平方米、甚至上千平方米面積的重達數(shù)噸、數(shù)十噸的保溫層，一旦整體脫落，后果是難以預料的，其安全隱患是很大的，因此，解決好外墻外保溫層的承重問題，對于外保溫層的安全是非常重要的。
　　4、外墻外保溫層的防火問題
　　現(xiàn)代建筑物要求要防火，特別是從美國發(fā)生9.11事件后，人們認真吸取教訓，現(xiàn)很多建筑物的鋼結構都做防火涂層，而外保溫層，又特別是膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)的防火問題，已引起了業(yè)內人士的關注。泡沫板易燃燒，防火性很差，在北京就有工地因施工不慎引燃保溫材料發(fā)生火災，河北涿州某泡沫塑料板廠發(fā)生火災將成品泡沫塑料板連同原材料燃燒貽盡。如建筑物發(fā)生火災，引燃了泡沫塑料保溫層，不僅整個保溫層和外墻裝飾材料會毀于一旦，而且還會產(chǎn)生二惡英等劇毒物質和大量的浮塵，造成環(huán)境污染，還有可能導致安全事故。
　　四、外墻外保溫工程應用新技術
　　外墻外保溫工程最重要問題有兩個，一個是保溫隔熱效率，另一個就是安全可靠性，保溫隔熱效率主要取決于保溫材料及保溫材料的密度、厚度等，安全可靠性主要靠保溫工程所用各種材料的品質以及科學地去應用，嚴格規(guī)范施工工藝，精心施工，杜絕安全隱患。技術上可以借鑒以下適用措施：
　　1、界面劑
　　在粘貼、抹面前，將干燥的發(fā)泡塑料板材底面與表面涂刷上界面劑，進行封底處理，界面劑選擇水性合成樹脂類乳液，而且其濃度（固含量）要適當。進行過封底處理后的發(fā)泡塑料板材，其淺表微孔被封閉，起到增強保溫效率和加固的作用，可以減緩發(fā)泡塑料板材的氧化、老化、降解速度，同時還有利于與聚合物砂漿的粘結。
　　2、鋼絲網(wǎng)從上至下用螺紋鋼筋與建筑主體定位連接
　　膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)，只要其保溫層上不承重，先用聚合物粘結砂漿粘結，再用鉚釘加固，其安全隱患不大，本文主要針對在發(fā)泡塑料板材保溫層上貼瓷磚的工程，鑒于泡沫板其重量輕、強度較低，承重能力小，如果要在保溫層上貼瓷磚，只是將鋼絲網(wǎng)或焊有斜插鋼絲的鋼絲網(wǎng)簡單地固定或插入發(fā)泡塑料材板，再用粘結砂漿抹在鋼絲網(wǎng)上貼瓷磚，這樣，瓷磚和粘結砂漿的重量就會承受在泡沫板上，即使有鉚釘固定，也會有很大的安全隱患。只有先將泡沫板粘牢并用鉚釘加固，再將鋼絲網(wǎng)另行固定在建筑主體上，讓粘結砂漿和瓷磚下垂的重量全部承受在鋼絲網(wǎng)上，才會更安全些。但這又要決于鋼絲網(wǎng)的強度、承重力和與建筑主體的固定情況，因此，要選擇鋼絲直徑大一些的、質量好的鋼絲網(wǎng)，在與外主體墻的固定技術上，要從上至下，即從最上端做起，上半部的固定接觸點要盡量多于下半部，而且最好的辦法是在建筑設計上就考慮到這個問題，在外主體墻砌筑或澆鑄時，預留好固定鋼絲網(wǎng)的螺紋鋼筋。
　3、發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料的承重與安全性問題
　　從材料與施工工藝上，發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料的安全性比膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)要高一些，這是因為聚苯顆粒分散于聚合物砂漿中并被聚合物砂漿所包裹，聚苯顆粒并不承重，由高強度的聚合物砂漿承重，但在科學與應用上，聚合物砂漿與發(fā)泡聚苯顆粒的摻和比例及其施工是技術關鍵，如保溫漿料中發(fā)泡聚苯顆粒含量多、聚合物砂漿含量小，則保溫層的強度低、承重能力小、保溫效率高，與之相反，如保溫漿料中發(fā)泡聚苯顆粒含量少，聚合物砂漿含量大，則保溫層的強度高、承重能力大、保溫效率低；在施工技術方面，為保證工程質量，在抹發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料前，應先用聚合物砂漿將墻基層“拉毛”或者在墻基層上抹一遍聚合物界面砂漿，這樣會有利于發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料與墻體的粘附。
　　如是在發(fā)泡聚苯顆粒保溫層上抹抗裂砂漿、刷涂料，保溫層的承重力小，只要施工上從嚴要求，一般不會有多大的安全性問題；但要在發(fā)泡聚苯顆粒保溫層上貼瓷磚（如要鋪設鋼絲網(wǎng)，其施工與固定方法可參考膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)相關技術辦法），除了施工從嚴要求外，發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料中的發(fā)泡聚苯顆粒的含量應盡量少一些，讓保溫層的強度及承重能力大一些，同時，可將發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料層適當增加厚度，以解決因減少發(fā)泡聚苯顆粒含量而對保溫效率的影響。以上也適用于中空�；�微珠保溫漿料、膨脹珍珠巖保溫漿料、閉孔珍珠巖保溫漿料等保溫節(jié)能工程。
　　4、伸縮縫與間隔問題
　　目前的外保溫層，無論是發(fā)泡塑料板材、還是顆粒保溫漿料保溫層，大都采用從上至下整體相連，中間沒有間隔，這種設計與施工工藝不易解決好保溫層的熱脹冷縮、墻體所產(chǎn)生應力等問題，一旦因此保溫層產(chǎn)生裂縫或保溫層脫落，均會是大面積出現(xiàn)，不僅安全隱患大，而且會造成后期維修困難和增大維修費用，是否應以每一樓層的保溫層為一個單元，在正對著樓板中間留一道伸縮縫間隔，并做相應的技術處理，這樣，不僅可以解決保溫層的熱脹冷縮和墻體所產(chǎn)生應力而出現(xiàn)大面積裂縫問題，而且還可以有效防止大面積空鼓、脫落，這是一個值得我們思考的問題。
　　五、綜述
　　外墻外保溫層的承重問題，涉及到原材料品質、產(chǎn)品配方、建筑設計、施工工藝技術、工程質量監(jiān)督與管理等，需要多方面的共同努力，正確地解決好保溫層的承重問題，不僅關系到保溫層的安全可靠性，而且還關系到其使用壽命的長短，因此，應引起業(yè)內人士的足夠重視。