外墙外保温层的承重与安全性研究.doc

外墙外保温层的承重与安全性研究保温材料在建筑保温节能工程上的应用与实践中，已取得了很多成果，同时也面临一些课题，本文对外墙外保温系统的原材料体系及其安全性、防火性、使用寿命、以及对外墙装饰工程质量的影响等方面进行探讨，供业内人士参考。 一、前言 建筑节能是国家的一项长期性的强制性推广政策，建筑外墙外保温与外墙装饰是融为一体的，先做保温层，后在保温层上做装饰，而外墙装饰质量与内墙装饰不同，内装修质量不好，再重做也容易，而外装修如出质量问题，再重做就很难，费用也会很高，而且一旦保温层出现脱落，整个外装修也就随之毁掉。外墙外保温系统，经过多年的发展，进步很大，推广的也很快，但在实际应用上还存在一些问题，本文主要对业内普遍关心膨胀型聚苯板薄抹灰系统的承重与安全性、防火、防开裂、使用寿命等方面的技术现状进行探讨，理论与实践结合，力求通俗易懂，供与建筑节能保温相关的从业人员(生产技术人员、施工人员、工程监理人员等)参考。 二、外墙外保温的应用与技术现状 从国际能源供应日趋紧张的形势和我国社会经济的可持续发展的高度上看，建筑节能是非常重要的，现在新的建筑要求强制性保温节能，今后正在使用的旧建筑也会要求保温节能，这是一项长期的工作，从发展趋势看来，是一个难得的发展机遇，前景看好。 外墙外保温系统在北京地区的研究与应用比其它地区开展的早些，无论发展规模与技术水平都处于国内领先水平，现已在天津、河北、东北三省、山东、山西、内蒙古、甘肃、宁夏等多个冬寒和严寒地区省市的建筑上广泛应用，在南方一些省市如江苏、浙江、重庆、成都、合肥、郑州、武汉等城市也开始强制推广应用，甚至在北方寒冷地区，由于煤、电价格上调，一些郊区农村的私人住宅，为减少能源消费支出，也自费在自家的建筑外墙上做保温隔热层，全国性的建筑保温节能工程建设热潮已形成。 外墙外保温系统在技术和施工工艺上也经历了一个不断发展过程，北京早期的膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的技术和施工工艺比较简单，主要采用聚合物粘结砂浆将聚苯乙烯发泡板材直接粘贴在墙上，将玻璃纤维网格布贴在聚苯板上，然后再抹3-5MM厚的聚合物抹面砂浆，而聚合物粘结砂浆和抹面砂浆所用聚合物基本上都是从国外进口的，价格昂贵，但这些材料和施工工艺在外墙外保温中的一些质量技术问题很快就暴露出来，常出现开裂、脱落问题，(这并不是说进口的产品质量上有什么不好)，近几年，为稳固聚苯板，在粘贴好聚苯板后，用膨胀螺丝钉铆固，刚开始是每平方米铆4个钢钉，后来觉得铆4个钢钉不很保险，现在有的要铆6个甚至达到10个钢钉，只要铆钉起到了作用，可能暂时在二三年或数年内聚苯板及薄抹灰层是掉不下来，但难以保证数十年、上百年不脱落，从目前状况看，外墙外保温层安全可靠性程度如何，能使用多少年，可能谁也难以做结论。目前，我国的建筑保温节能工程己进入经济实用阶段，但仍然普遍存在对材料、技术、工艺上的认识不够，笔者认为，外墙外保温系统现在最主要问题，就是要解决好保温层的承重问题，确保保温层达到安全稳固性能，提高其使用寿命。 三、发泡塑料板与外保温层的承重与安全性 1、膨胀型聚苯板薄抹灰系统标准问题 膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统（JG1492003）、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统（JG1582004）等外墙外保温标准体系，对保温层的承重与安全性问题，均未考虑进去，现有的施工技术规程，也没有很好地解决好这个问题。 美国的哥伦比亚航天飞机升空后不久，发生大爆炸，其爆炸原因，摄像资料上显示，升空后不久，从航天飞机上掉下一块板状物，后经专家多方分析，结论是飞机上的一块保温隔热层从机体上脱落后，引起此严重事故，其主要因素是该航天飞机的保温隔热层所设计的承受能力（主要是承受风阻能力），大大小于实际所能承受的能力。同样的道理，建筑保温层所承受的实际重量一旦大于其承重能力，也会不可避免地出现解体、脱落等质量与安全事故问题。 2、聚苯乙烯发泡塑料板的性能问题膨胀型聚苯板薄抹灰系统所使用的是310公分厚度的聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯板作为保温材料，其保温隔热效率是优良的，可加工性也很好，其主要缺陷是强度低、易弯曲变形、承重能力小、还有氧化、降解等问题（又特别是密度低，容重差的产品），从粘结、抹面后的拉拨强度实验情况，一般都是聚合物粘结砂浆与墙基层的粘结非常牢固，而粘结砂浆与聚苯板的粘结都是聚苯板很容易被破坏掉，这说明了不仅泡沫板的抗拉强度极低，而且其抗压强度、抗折强度、抗冲击能力、防火性能等都是很差的，事实上，很多建筑的外保温层出现空鼓、脱落甚至是大面积脱落，都是与发泡塑料保温板有直接关系，而砂浆与墙基层的粘结不易出问题，这种低强度油性的发泡材料其承重能力以及抗冲击力都很差，很难只用粘结的办法或者铆钉加固的办法来保证外保温层的强度及承重力，这是外墙外保温工程材料与施工工艺上的主要技术问题之一。 3、外墙外保温层的承重问题 外墙保温层上要抹35MM的抗裂砂浆，抹12MM的抗裂腻子，再刷涂料，经估算，每平方保温层承重约8公斤左右，如在保温层上铺设钢丝网，粘贴瓷砖，则每平方米承重可达40公斤左右。目前的外墙外保温工程的做法都是从上至下连成一片，又特别是贴砖挂钢丝网的保温工程，在钢网上做成几公分长的斜插钢丝，将钢丝网的斜插钢丝插入发泡塑料板材中，在用铆钉加固的办法，这种做法仍然是泡沫板承受下垂重量，一旦下垂的重力超过泡沫板和铆钉所能承受的重力，就会造成大面积或者是整体脱落，现在的商品居住小区人口密度较大，人的活动空间小，楼前车满为患，人们要上车下车，特别是大型高层建筑，整面数百平方米、甚至上千平方米面积的重达数吨、数十吨的保温层，一旦整体脱落，后果是难以预料的，其安全隐患是很大的，因此，解决好外墙外保温层的承重问题，对于外保温层的安全是非常重要的。 4、外墙外保温层的防火问题 现代建筑物要求要防火，特别是从美国发生9.11事件后，人们认真吸取教训，现很多建筑物的钢结构都做防火涂层，而外保温层，又特别是膨胀型聚苯板薄抹灰系统的防火问题，已引起了业内人士的关注。泡沫板易燃烧，防火性很差，在北京就有工地因施工不慎引燃保温材料发生火灾，河北涿州某泡沫塑料板厂发生火灾将成品泡沫塑料板连同原材料燃烧贻尽。如建筑物发生火灾，引燃了泡沫塑料保温层，不仅整个保温层和外墙装饰材料会毁于一旦，而且还会产生二恶英等剧毒物质和大量的浮尘，造成环境污染，还有可能导致安全事故。 四、外墙外保温工程应用新技术 外墙外保温工程最重要问题有两个，一个是保温隔热效率，另一个就是安全可靠性，保温隔热效率主要取决于保温材料及保温材料的密度、厚度等，安全可靠性主要靠保温工程所用各种材料的品质以及科学地去应用，严格规范施工工艺，精心施工，杜绝安全隐患。技术上可以借鉴以下适用措施： 1、界面剂 在粘贴、抹面前，将干燥的发泡塑料板材底面与表面涂刷上界面剂，进行封底处理，界面剂选择水性合成树脂类乳液，而且其浓度（固含量）要适当。进行过封底处理后的发泡塑料板材，其浅表微孔被封闭，起到增强保温效率和加固的作用，可以减缓发泡塑料板材的氧化、老化、降解速度，同时还有利于与聚合物砂浆的粘结。 2、钢丝网从上至下用螺纹钢筋与建筑主体定位连接 膨胀型聚苯板薄抹灰系统，只要其保温层上不承重，先用聚合物粘结砂浆粘结，再用铆钉加固，其安全隐患不大，本文主要针对在发泡塑料板材保温层上贴瓷砖的工程，鉴于泡沫板其重量轻、强度较低，承重能力小，如果要在保温层上贴瓷砖，只是将钢丝网或焊有斜插钢丝的钢丝网简单地固定或插入发泡塑料材板，再用粘结砂浆抹在钢丝网上贴瓷砖，这样，瓷砖和粘结砂浆的重量就会承受在泡沫板上，即使有铆钉固定，也会有很大的安全隐患。只有先将泡沫板粘牢并用铆钉加固，再将钢丝网另行固定在建筑主体上，让粘结砂浆和瓷砖下垂的重量全部承受在钢丝网上，才会更安全些。但这又要决于钢丝网的强度、承重力和与建筑主体的固定情况，因此，要选择钢丝直径大一些的、质量好的钢丝网，在与外主体墙的固定技术上，要从上至下，即从最上端做起，上半部的固定接触点要尽量多于下半部，而且最好的办法是在建筑设计上就考虑到这个问题，在外主体墙砌筑或浇铸时，预留好固定钢丝网的螺纹钢筋。 3、发泡聚苯颗粒保温浆料的承重与安全性问题 从材料与施工工艺上，发泡聚苯颗粒保温浆料的安全性比膨胀型聚苯板薄抹灰系统要高一些，这是因为聚苯颗粒分散于聚合物砂浆中并被聚合物砂浆所包裹，聚苯颗粒并不承重，由高强度的聚合物砂浆承重，但在科学与应用上，聚合物砂浆与发泡聚苯颗粒的掺和比例及其施工是技术关键，如保温浆料中发泡聚苯颗粒含量多、聚合物砂浆含量小，则保温层的强度低、承重能力小、保温效率高，与之相反，如保温浆料中发泡聚苯颗粒含量少，聚合物砂浆含量大，则保温层的强度高、承重能力大、保温效率低；在施工技术方面，为保证工程质量，在抹发泡聚苯颗粒保温浆料前，应先用聚合物砂浆将墙基层“拉毛”或者在墙基层上抹一遍聚合物界面砂浆，这样会有利于发泡聚苯颗粒保温浆料与墙体的粘附。 如是在发泡聚苯颗粒保温层上抹抗裂砂浆、刷涂料，保温层的承重力小，只要施工上从严要求，一般不会有多大的安全性问题；但要在发泡聚苯颗粒保温层上贴瓷砖（如要铺设钢丝网，其施工与固定方法可参考膨胀型聚苯板薄抹灰系统相关技术办法），除了施工从严要求外，发泡聚苯颗粒保温浆料中的发泡聚苯颗粒的含量应尽量少一些，让保温层的强度及承重能力大一些，同时，可将发泡聚苯颗粒保温浆料层适当增加厚度，以解决因减少发泡聚苯颗粒含量而对保温效率的影响。以上也适用于中空玻化微珠保温浆料、膨胀珍珠岩保温浆料、闭孔珍珠岩保温浆料等保温节能工程。 4、伸缩缝与间隔问题 目前的外保温层，无论是发泡塑料板材、还是颗粒保温浆料保温层，大都采用从上至下整体相连，中间没有间隔，这种设计与施工工艺不易解决好保温层的热胀冷缩、墙体所产生应力等问题，一旦因此保温层产生裂缝或保温层脱落，均会是大面积出现，不仅安全隐患大，而且会造成后期维修困难和增大维修费用，是否应以每一楼层的保温层为一个单元，在正对着楼板中间留一道伸缩缝间隔，并做相应的技术处理，这样，不仅可以解决保温层的热胀冷缩和墙体所产生应力而出现大面积裂缝问题，而且还可以有效防止大面积空鼓、脱落，这是一个值得我们思考的问题。 五、综述 外墙外保温层的承重问题，涉及到原材料品质、产品配方、建筑设计、施工工艺技术、工程质量监督与管理等，需要多方面的共同努力，正确地解决好保温层的承重问题，不仅关系到保温层的安全可靠性，而且还关系到其使用寿命的长短，因此，应引起业内人士的足够重视。