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(yīng)用與實(shí)踐中，已取得了很多成果，同時(shí)也面臨一些課題，本文對(duì)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(duì)外墻裝飾工程質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行探討，供業(yè)內(nèi)人士參考。
一、前言
建筑節(jié)能是國家的一項(xiàng)長期性的強(qiáng)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(zhì)量與內(nèi)墻裝飾不同，內(nèi)裝修質(zhì)量不好，再重做也容易，而外裝修如出質(zhì)量問題，再重做就很難，費(fèi)用也會(huì)很高，而且一旦保溫層出現(xiàn)脫落，整個(gè)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(jìn)步很大，推廣的也很快，但在實(shí)際應(yīng)用上還存在一些問題，本文主要對(duì)業(yè)內(nèi)普遍關(guān)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(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行探討，理論與實(shí)踐結(jié)合，力求通俗易懂，供與建筑節(jié)能保溫相關(guān)的從業(yè)人員（生產(chǎn)技術(shù)人員、施工人員、工程監(jiān)理人員等）參考。
二、外墻外保溫的應(yīng)用與技術(shù)現(xiàn)狀
從國際能源供應(yīng)日趨緊張的形勢(shì)和我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(qiáng)制性保溫節(jié)能，今后正在使用的舊建筑也會(huì)要求保溫節(jié)能，這是一項(xiàng)長期的工作，從發(fā)展趨勢(shì)看來，是一個(gè)難得的發(fā)展機(jī)遇，前景看好。
外墻外保溫系統(tǒng)在北京地區(qū)的研究與應(yīng)用比其它地區(qū)開展的早些，無論發(fā)展規(guī)模與技術(shù)水平都處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，現(xiàn)已在天津、河北、東北三省、山東、山西、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等多個(gè)冬寒和嚴(yán)寒地區(qū)省市的建筑上廣泛應(yīng)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(qiáng)制推廣應(yīng)用，甚至在北方寒冷地區(qū)，由于煤、電價(jià)格上調(diào)，一些郊區(qū)農(nóng)村的私人住宅，為減少能源消費(fèi)支出，也自費(fèi)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(shè)熱潮已形成。
外墻外保溫系統(tǒng)在技術(shù)和施工工藝上也經(jīng)歷了一個(gè)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(shù)和施工工藝比較簡單，主要采用聚合物粘結(jié)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(jié)砂漿和抹面砂漿所用聚合物基本上都是從國外進(jìn)口的，價(jià)格昂貴，但這些材料和施工工藝在外墻外保溫中的一些質(zhì)量技術(shù)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(jìn)口的產(chǎn)品質(zhì)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(gè)鋼釘，后來覺得鉚4個(gè)鋼釘不很保險(xiǎn)，現(xiàn)在有的要鉚6個(gè)甚至達(dá)到10個(gè)鋼釘，只要鉚釘起到了作用，可能暫時(shí)在二三年或數(shù)年內(nèi)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(jié)論。目前，我國的建筑保溫節(jié)能工程己進(jìn)入經(jīng)濟(jì)實(shí)用階段，但仍然普遍存在對(duì)材料、技術(shù)、工藝上的認(rèn)識(shí)不夠，筆者認(rèn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)保溫層的承重與安全性問題，均未考慮進(jìn)去，現(xiàn)有的施工技術(shù)規(guī)程，也沒有很好地解決好這個(gè)問題。
美國的哥倫比亞航天飛機(jī)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(jī)上掉下一塊板狀物，后經(jīng)專家多方分析，結(jié)論是飛機(jī)上的一塊保溫隔熱層從機(jī)體上脫落后，引起此嚴(yán)重事故，其主要因素是該航天飛機(jī)的保溫隔熱層所設(shè)計(jì)的承受能力（主要是承受風(fēng)阻能力），大大小于實(shí)際所能承受的能力。同樣的道理，建筑保溫層所承受的實(shí)際重量一旦大于其承重能力，也會(huì)不可避免地出現(xiàn)解體、脫落等質(zhì)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(qiáng)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(jié)、抹面后的拉撥強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)情況，一般都是聚合物粘結(jié)砂漿與墻基層的粘結(jié)非常牢固，而粘結(jié)砂漿與聚苯板的粘結(jié)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(qiáng)度極低，而且其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊能力、防火性能等都是很差的，事實(shí)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(guān)系，而砂漿與墻基層的粘結(jié)不易出問題，這種低強(qiáng)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(jié)的辦法或者鉚釘加固的辦法來保證外保溫層的強(qiáng)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(shù)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?zhàn)樱偎⑼苛?，?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(shè)鋼絲網(wǎng)，粘貼瓷磚，則每平方米承重可達(dá)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(huì)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(dòng)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(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸的保溫層，一旦整體脫落，后果是難以預(yù)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(duì)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(rèn)真吸取教訓(xùn)，現(xiàn)很多建筑物的鋼結(jié)構(gòu)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(nèi)人士的關(guān)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(zāi)，河北涿州某泡沫塑料板廠發(fā)生火災(zāi)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(zāi)，引燃了泡沫塑料保溫層，不僅整個(gè)保溫層和外墻裝飾材料會(huì)毀于一旦，而且還會(huì)產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)和大量的浮塵，造成環(huán)境污染，還有可能導(dǎo)致安全事故。
四、外墻外保溫工程應(yīng)用新技術(shù)
外墻外保溫工程最重要問題有兩個(gè)，一個(gè)是保溫隔熱效率，另一個(gè)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(zhì)以及科學(xué)地去應(yīng)用，嚴(yán)格規(guī)范施工工藝，精心施工，杜絕安全隱患。技術(shù)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(jìn)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(dāng)。進(jìn)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(qiáng)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(shí)還有利于與聚合物砂漿的粘結(jié)。
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(jié)砂漿粘結(jié)，再用鉚釘加固，其安全隱患不大，本文主要針對(duì)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(qiáng)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(jié)砂漿抹在鋼絲網(wǎng)上貼瓷磚，這樣，瓷磚和粘結(jié)砂漿的重量就會(huì)承受在泡沫板上，即使有鉚釘固定，也會(huì)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(jié)砂漿和瓷磚下垂的重量全部承受在鋼絲網(wǎng)上，才會(huì)更安全些。但這又要決于鋼絲網(wǎng)的強(qiáng)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(zhì)量好的鋼絲網(wǎng)，在與外主體墻的固定技術(shù)上，要從上至下，即從最上端做起，上半部的固定接觸點(diǎn)要盡量多于下半部，而且最好的辦法是在建筑設(shè)計(jì)上就考慮到這個(gè)問題，在外主體墻砌筑或澆鑄時(shí)，預(yù)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?yàn)榫郾筋w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(qiáng)度的聚合物砂漿承重，但在科學(xué)與應(yīng)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(shù)關(guān)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(qiáng)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(qiáng)度高、承重能力大、保溫效率低；在施工技術(shù)方面，為保證工程質(zhì)量，在抹發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料前，應(yīng)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(huì)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(yán)要求，一般不會(huì)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(shè)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(guān)技術(shù)辦法），除了施工從嚴(yán)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(yīng)盡量少一些，讓保溫層的強(qiáng)度及承重能力大一些，同時(shí)，可將發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料層適當(dāng)增加厚度，以解決因減少發(fā)泡聚苯顆粒含量而對(duì)保溫效率的影響。以上也適用于中空?；⒅楸貪{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(shè)計(jì)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(yīng)力等問題，一旦因此保溫層產(chǎn)生裂縫或保溫層脫落，均會(huì)是大面積出現(xiàn)，不僅安全隱患大，而且會(huì)造成后期維修困難和增大維修費(fèi)用，是否應(yīng)以每一樓層的保溫層為一個(gè)單元，在正對(duì)著樓板中間留一道伸縮縫間隔，并做相應(yīng)的技術(shù)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(yīng)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(gè)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(zhì)、產(chǎn)品配方、建筑設(shè)計(jì)、施工工藝技術(shù)、工程質(zhì)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(guān)系到保溫層的安全可靠性，而且還關(guān)系到其使用壽命的長短，因此，應(yīng)引起業(yè)內(nèi)人士的足夠重視。