正确认识EPS薄抹灰外保温技术和应用

正确认识EPS薄抹灰外保温技术和应用
吕大鹏
【摘要】外墙外保温在建筑节能领域占有重要比重,使用技术和材料成熟的外墙外保温系统至关重要,体现在国家对相关外保温标准编制的重视程度上,对EPS薄抹灰外保温系统与聚苯颗粒外保温系统的性能进行了对比,以及玻纤网薄抹灰与钢丝网厚抹灰在工艺和技术上进行对比,可以使更多的外保温用户了解应该怎样选用外墙外保温系统,在选用过程中应该注意哪些问题.特别是目前在施工领域存在的一些误区,有待于进一步的调整,从而促进外保温事业健康发展.
【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2010(037)001
【总页数】4页(P51-54)
【关键词】EPS薄抹灰外保温;外保温系统选择;饰面砖做法
【作者】吕大鹏
【作者单位】中国矿业大学(北京),北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TU111.4
目前，有40%的能源消耗在建筑领域，而在建筑领域又有60%以上的能源消耗在建筑物外墙上，由此可见，建筑物外墙保温节能在整个国民经济能耗中所占的比重十分可观，必须引起高度重视。

建筑外墙保温主要有3种形式：外墙内保温、夹芯保温和外墙外保温。

随着建筑
领域技术的进步，以及工程实践的检验，外墙外保温已经成为建筑外墙保温节能技术发展的必然结果，其优势和特点较目前其它外墙保温形式具有更多的先进性和成熟性。

我国的建筑外墙外保温节能事业发展时间较晚，但发展速度惊人。

目前，应用的外墙外保温系统主要有以下几种形式：膨胀聚苯板（EPS）薄抹灰外墙外保温系统、大模内置（有网、无网）外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、聚氨酯（喷涂、板材）外墙外保温系统及挤塑板（XPS）外墙外保温系统。

众多的房屋建设开发商和业主对外墙外保温缺乏深入的了解，在外墙外保温系统及产品的选择上经常被误导，本文就EPS薄抹灰外保温技术和应用进行一些初步说明。

1 外墙外保温系统的选择
2003年，建设部下发通知要求所有新建建筑从设计、施工、验收都必须强制实施外墙外保温节能措施。

一时间，外墙保温节能材料的市场迅猛发展，各种各样的外墙保温工艺、技术及材料借机涌入，许多厂商及个人都想通过国家的这种强制性政策获益。

但值得注意的是，由于我国外墙外保温工作起步很晚（1998年开始实施50%节能标准），发展初期没有自己的数据和经验作为依据和支持，许多外保温
产品的形式、技术、工艺及产品质量存在严重缺陷，而这些厂家却以低价吸引用户。

当前建筑节能领域中外保温体系的形式很多，但一些外保温形式研制出来的时间都不长（2年，5年），可以说连研制者自己都不知道5年或8年后他们研制的这些外保温体系会有什么结果、会产生什么问题。

但可以确定的是：当外墙体系材料发生问题并产生破坏时，唯一能够补救的办法就是拆除所有材料，然后重新一层一层的再安装施工，其所造成的经济损失和严重的不利社会影响是不可估量的。

EPS薄抹灰外保温系统是技术、工艺和材料最稳定和成熟的外保温系统，已经历近
50年的实践检验。

正是因为被工程所验证，从而成为中国第一册最权威的外保温产品标准JG 149—2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》，也是第一个由建材行业标准修编为国家标准的外墙外保温系统标准。

用户选用技术、工艺极其成熟的外墙外保温体系，不仅能够大大降低用户在产品质量方面出现问题的风险，同时也能大大降低产品维护和保养方面支出的风险，这也是为什么EPS薄抹灰外墙外保温系统在全球经久不衰近50年，至今仍占90%以上外保温市场的原因。

2 外墙外保温技术发展中有关问题的初步分析
在外墙外保温技术发展过程中，存在着许多误区，本文就几项争议较大的问题进行初步分析。

2.1 EPS薄抹灰外保温系统与聚苯颗粒保温浆料体系的对比
外墙外保温系统必须要求的性能有：保温性能、耐久性能、防水性能、舒适性能以及施工简便。

（1）保温性能
保温性能是外墙外保温系统的首要性能，膨胀聚苯板（EPS）理论导热系数为0.041 W/（m·K），而EPS制造厂商的产品实际已经达到0.032～0.038 W/（m·K）。

EPS的吸水率为1.5%左右，即使完全吸水，由于吸水量很小，0.041 W/（m·K）的导热系数几乎不受影响。

聚苯颗粒浆料主要是由聚苯颗粒与水泥、粉煤灰及石灰等材料按照一定比例混合，由于水泥是良好的冷热导体，且其掺量又会影响该体系的强度，因此，聚苯颗粒保温浆料系统的理论导热系数是0.060 W/（m·K），而实际上会更高。

这是由于其吸水率很高，特别是南方地区，潮气大，雨水多，聚苯颗粒会常年保持较高的吸水量，而水是良好的冷热载体，因此，聚苯颗粒0.060 W/（m·K）的导热系数是在完全干燥的状态下测得的，在实际情况中就很难确定了。

（2）耐久和耐候性能
外墙材料的一个最大特点是要经得起时间和气候的考验。

膨胀聚苯板外保温系统不但能通过目前国内最严格的实验室检验，更重要的是其产品经过了近50年自然条件下的检验，证明该材料和技术非常成熟。

而聚苯颗粒体系使用至今有十年左右的时间，目前长江以北地区已经很少使用。

（3）防水性能——弹性和抗裂
EPS系统中EPS、保护层（抹面胶浆和网格布）及系统的各个组成部分都有良好的弹性，那么整个系统的弹性就会被整体发挥出来。

相反，在聚苯颗粒体系中，只有最外一层抗裂砂浆有一定的弹性，因此其系统的整体弹性很小（聚苯颗粒与水泥的混合物几乎没有弹性），从而导致抗裂性差，因此聚苯颗粒的防水性能还有待于进一步提高，以满足外保温工程的需要。

（4）舒适性能——透气性
聚苯颗粒体系，由于保温性能不达标，导致室内温度不稳定；其次，该体系的吸水率非常高，水蒸气透过指标较差。

而EPS薄抹灰外保温系统的吸水率很低，有较好的透气性和舒适性。

（5）施工简便
贴30 mm厚EPS薄抹灰系统，可以达到目前的节能标准要求，只需要贴、抹各1遍就可以完成，施工环节少，施工质量容易控制和监督。

使用聚苯颗粒做法时，基层上涂抹1遍界面剂、抹3层颗粒浆料、抹面层之前上1遍界面剂、再抹1遍抹面砂浆，共需要多增加4道工序，中间环节越多，质量越不容易控制。

2.2 外保温外贴面砖抹面层的选用
外保温外贴面砖抹面层可选择玻纤网薄抹灰系统或钢丝网厚抹灰体系。

2.2.1 钢丝网的使用
钢丝网用在外保温系统中一般半年就会开始生锈，生锈后不但起不到抗裂和抗拉伸
的作用，反而使锈渣残留在外保温系统的抹面层中，降低系统的各项性能。

该体系采用厚抹灰水泥砂浆做法（20～30 mm），开裂现象不可避免，其原因为普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形，并且存在强度增长周期短、体积收缩周期长的矛盾，在约束条件下，当体积收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时，就会出现裂缝。

处于保温层保护下的主体结构受温度变形影响较小，而20～30 mm的找平砂浆处于热阻很大的聚苯板的外侧，因受环境温度影响而产生较大变形。

聚苯板两侧的水泥材质受环境温差影响而产生较大相对变形差，引起开裂。

另外，使用钢丝网的外保温体系实际工程中都存在较大的保温板平整度偏差，容易造成找平抹灰厚度的不均，导致局部收缩和温差应力不均从而引起裂缝。

配筋不合理引起裂缝：钢丝网架在水泥砂浆中的位置相当于单面配筋方式，且靠近保温隔热层。

在正负风压、热胀冷缩、干缩湿涨及地震等作用都是双向或多向。

该种方式的配筋对靠近外墙饰面应力的分散作用很有限，起不到应有的抗裂作用。

2.2.2 EPS薄抹灰外保温系统外贴面砖的技术分析
从1998年我国开始推广外保温技术，就有相关人员尝试将饰面砖使用在外墙外保温体系上。

到目前为止，通过工程实践的检验，有许多有效的方法来保证饰面砖在外保温体系上的使用。

EPS薄抹灰外保温系统外贴面砖做法的相关说明如下。

（1）涂料饰面
以涂料饰面（后粘贴EPS板外保温方法中体系与基层墙体连接）的外墙外保温体系承受的荷载有体系自重带来的重力、弯矩和负风压。

外保温体系与基层墙体的压剪粘结力用以抵抗重力的影响，体系与基层墙体的拉伸粘结力用以抵抗重力弯矩和负风压引起的拉力影响。

涂料饰面外墙外保温体系的可靠性计算如下：
①100 m高度最大风压值W（北京地区）
最大风压计算值则为：2.56×1.4=3.58 kPa
式中：βz、μs、μz、Wo均为结构设计风压系数，1.4 为最大风压计算系数。

②外保温体系自重带来的拉力和弯矩（见表1）
表1 涂料饰面外保温体系自重带来的拉力和弯矩弯矩带来的最大拉力/kPa粘结剂5 2 0.05 0.10 EPS板 1 35 0.01 0.35抹面粘结剂 5 56 0.05 2.80饰面 2 59 0.02 1.18合计 13 - 0.13 4.43 0.013项目质量/（kg/m2）力矩/mm重力/kPa弯矩/×10-3kN·m
③风压和自重拉力弯矩的组合。

弯矩所带来的最大拉力为0.013 kPa，负风压为
3.58 kPa，以上2项的组合为3.59 kPa。

从上述计算可以看到，重力只有负风压的3.6%，所带来的弯矩几乎可以忽略不计。

④安全系数。

外保温体系各项材料中，EPS的抗拉强度最低（0.1 MPa），按照目前国家规范的要求，粘接面积为30%，则粘接剂提供给外保温体系的最低抗拉力为0.1 MPa×30%=30 kPa。

EPS薄抹灰外保温体系提供的克服自重的安全系数为30/0.13=230＞200，安全系数（100 m高度处风压）为30/3.59=8.4＞8，连接是安全的。

（2）面砖饰面
用面砖饰面加大了体系的自重（见表2）。

①风压和自重拉力弯矩的组合。

弯矩所带来的最大拉力为0.034 kPa，负风压为
3.58 kPa，以上2项的组合为3.61 kPa。

根据计算，重力不到负风压的10%，在受力组合中，其弯矩带来的拉力可以忽略不计。

表2 面砖饰面外保温体系自重带来的拉力和弯矩弯矩带来的最大拉力/kPa粘结剂5 2 0.05 0.01 EPS板 1 35 0.02 0.35抹面粘结剂 6 70 0.06 4.20面砖及粘结剂25 72 0.21 18.00合计 37 - 0.34 22.56 0.034项目质量/（kg/m2）力矩/mm 重力/kPa弯矩/×10-3kN·m
②安全系数。

与涂料饰面相比，面砖饰面的自重增加2倍多（＞200%），风压和重力弯矩的组合拉力仅增加5%。

粘接剂提供给外保温体系的最低抗拉力为：0.1 MPa×50%=50 kPa。

安全系数（100 m高度处风压）为50/3.61=13.9＞8.4（涂料饰面系数）。

面砖饰面需要
将粘接面积提高到40%～50%，粘接力会有较大的提高，最后计算的安全系数反
而比涂料饰面做法还要高。

在实际工程中，面砖饰面的外保温工程使用的EPS板的密度通常达到22～25
kg/m3，其实际的抗拉伸和压剪强度为0.15 MPa，也就是说实际提供的粘接力为：拉伸和压剪0.15 MPa×50%=75 kPa，这表明，在实际工程中，EPS薄抹灰外保
温体系提供的克服自重的安全系数为75/0.34=221＞200，提供的抵抗风压的安
全系数为75/3.61=21＞13.9＞8.4（涂料饰面系统），更为安全。

（3）小结
上述验算表明，按上述做法，使用薄抹灰外保温体系外贴面砖比涂料饰面其安全系数反而要高，加上EPS薄抹灰外保温体系是目前安全的外保温体系，因此，这种
外保温系统外贴面砖较为可靠和合理。

为安全起见，需对外保温体系采取如下的加强措施：①增加EPS保温板的密度到22～25 kg/m3；②在门窗洞口及一些细部节点部位，采取必要的具体构造措施，从而加强外保温系统与主体结构之间的抗剪切和抗拉强度，使外保温系统安全系数得到进一步提高，具体做法可参见一些有经验的公司外保温的标准做法和大样详图；
③选择高质量的外保温粘结胶浆、抹面胶浆和玻璃纤维网格布，提高整体外保温系统的耐久性，对支撑面砖饰面起到关键性作用。

2.2.3 说明事项
（1）从工程实践出发，目前薄抹灰体系粘贴外墙面砖的工程实例很多，效果均十分显著。

（2）目前一些图集和地方标准均要求使用钢丝网面层粘贴面砖，这种现象并不合理，误导用户使用质劣价高的产品。

（3）一些厚抹灰厂家为了防止钢丝网生锈，采用热镀锌方法，但钢丝网防腐要求达到一定的镀锌膜厚度，目前所有外保温系统用钢丝网镀锌膜厚度还有待于进一步证实。

但有一点应该可以明确，即镀锌膜太厚会导致钢丝网不能弯折，一旦弯折镀锌膜发脆极易脱落。

目前施工现场的条件无法避免钢丝网的弯折，而且钢丝网难以弯折，又扎手，手工操作有难度，易造成细部节点的施工粗糙，本来是防水的重点部位，却极易造成漏水。

3 通过正确的施工实现材料的高品质
3.1 加强对施工人员的管理
在外墙外保温系统的施工中，出现施工质量问题的主要原因有施工管理人员和工人不够重视，操作时不认真，不按规范和要求去做。

因为外墙外保温系统是一种新材料、新技术，由此带来的问题不光是工程验收不易通过，且一旦出现问题，更是使一些开发商或业主认为外保温技术不成熟，做了外保温还不如不做，从而影响外保温系统的使用，给外墙外保温行业的发展人为地制造了障碍。

3.2 施工培训指导工作有待进一步加强
外墙外保温从业时间较长的企业，对施工有一整套相关的理论与实践经验，知道哪些部位容易出现问题，什么样的操作手法能提高工作效率，施工中易出现哪些干扰因素，材料可能出现问题时的临界状态及解决质量通病的一些小技术窍门，从而在施工进行到相关过程和部位时，提前告知工人应该注意什么，怎样操作可以避免问题隐患。

而这些对于成立时间较短，技术力量较弱，匆匆进入这个领域的企业，则无法做到。

因此，今后在工程项目中如何通过高效的专业培训提高施工质量是一个不容忽视的大问题。

3.3 开发商的分包形式有待改进
由于外墙外保温系统对于绝大多数开发商和总承包商来说还是一项新技术、新材料，为确保竣工后系统不出现任何问题，通常开发商和总承包商都要求外保温材料商承包材料和施工。

这样做的出发点可以理解，但结果却相反。

因为材料商就不得不去召集施工人员，再派遣现场管理人员管理工程和工人，而这些人管理经验欠缺，其结果往往是质量和进度都无法满足要求。

这种状况的出现，无论是从市场经济的角度出发，还是从本着对开发商和总承包商负责的态度出发，以及从管理的角度来看，都极不合理。

将有限的资源做最大限度的合理分配，是促进事物良好发展的规律。

外墙外保温系统的施工由专业的外保温系统厂商提供材料和技术指导，由具有专业施工流程管理和丰富施工管理经验及良好技术水平的总承包单位负责施工，每个部分发挥各自的优势和专长，共同完成外墙外保温工程，施工质量和进度是完全可以达到要求的。

目前，膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统新的产品国家标准正在编制中，相信我国的外墙外保温技术会发展得更快、更好。