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【摘要】随着对节约能源与保护环境的要求的不断提高，建筑维护结构的保温技术也在日益加强，尤其是外墙保温技术得到了长足的发展，巳成为我国一项重要的建筑节能技术。本文介绍了外墙节能保温材料及其检测技术。
【关键词】外墙 保温 节能 材料 检测
中图分类号：TE867 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在我国能源消耗中,建筑能耗约占全国能源消耗总量的30%左右,建筑能耗是以使用过程的能耗,特别是其中的采暖和空调能耗为主,因此建筑节能的重点应放在采暖和降温的能耗上。最有效、最经济的节能措施之一,就是加强建筑保温隔热。
二、外墙节能保温材料
1、保温隔热材料
保温隔热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。另外,保温绝热材料还必须有一定的力学性能,能抵抗定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。常用的外墙保温隔热材料有以下材料。
(1)模塑聚苯乙烯泡沫板:聚苯乙烯泡沫塑料是由可发性聚乙烯珠粒径加热预发泡后在模具中加热成型而制成的内部具有无数封闭微孔的材料,英文缩写EPS。其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好、机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。
(2)挤塑聚苯乙烯泡沫板:以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分,添加少量添加剂,通过加热挤塑成型而制的德具有闭孔结构的硬质泡沫塑料,英文缩写XPS。此种材料有良好的抗湿,防潮性能和高抗压、抗冲击能力,并具有吸水率和导热系数都很低的优点。因此近一段时期有应用量加大的趋势。
(3)硬质聚氨酯防水保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料是以异氰酸酯(MDI)和多元醇(polyo1)两组份液体为主要原料,在发泡剂、催化剂、改性剂、抗老化剂等多种助剂的作用下,按照特定比例均匀混合、高压喷涂、现场无氟发泡形成的高分子聚物新型防水保温材料。拥有连续致密的表层及闭孔率高达95％以上的互联壁高强度蜂窝结构。是一种集防水,保温隔热于一体的新型材料。作屋面防水保温效果良好。该产品性能优良、工艺成熟,综合性价比方面比传统的保温材料具有优势,达到了良好的防水保温效果。
(4)胶粉聚苯颗粒保温砂浆:胶粉聚苯颗粒保温砂浆由胶粉聚苯颗粒轻骨料+聚合物胶粉组成,是复合聚苯颗粒外墙保温系统中的主要保温材料。复合聚苯颗粒外墙外保温系统是一种在现场成型的保温系统。该系统由界面层+胶粉聚苯颗粒保温层+招面砂浆复合玻纤网格布+外饰面层构成,集墙体保温、装饰功能于一体,且适用范围广、材料配套齐全,工艺简便、合理,能满足我国大部分地区不同气候条件下的建筑节能要求。
2、胶粘剂及抹面胶浆
胶粘剂是外墙保温系统的核心材料之一,起着连接墙面和保温层的作用,其性能的好坏直接关系到整个外墙保温系统的耐水、抗裂、耐候、耐久性。产品形式有两种:一种是在工厂生产的液状胶粘剂,在施工现场按使用说明加入一定比例的水泥或由厂商提供的干粉料,搅拌均匀即可使用。另一种是在工厂里预混合好的干粉状胶粘剂,在施工现场只需要按使用说明加入一定比例的拌合用水,搅拌均匀即可使用。聚合物抹面胶浆,由水泥基或其他无机胶接材料、高分子聚合物和填料以及其他外加剂等配制而成,用作外保温系统的粘结剂和抹面砂浆。常用的有界面剂和抗裂砂浆等。
3、增强网
铺设在抹面胶浆内,增强抹面层的抗裂和抗冲击性能。饰面层做涂料时,采用耐碱玻璃纤维网格布;饰面层粘贴饰面砖时,采用镀锌电焊网。
三、保温材料检测中的问题
1、膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
聚苯乙烯泡沫塑料的检测项目，严格来讲有5项，即表观密度、导热系数、尺寸稳定性、抗拉强度、压缩强度，但根据标准不同，检测项目会出现缺项。如《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002中，聚苯乙烯泡沫塑料物理性能检测就缺少抗拉强度这一指标。考虑到聚苯乙烯泡沫塑料抗拉应变涉及整个保温系统的结构使用和安全功能，笔者认为抗拉强度对于聚苯乙烯泡沫塑料来说，也是非常重要的一项指标。若将《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002 与《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149－2003 结合起来判定，则能满足检测项目数量（只限于Ⅱ类板），但两种标准的尺寸稳定性指标却又相互矛盾（前者的尺寸稳定性指标为≤3%，后者的尺寸稳定性指标为≤0.3%），判定模糊。笔者认为，如委托方确定以两种标准综合判定，根据江苏省地方标准，其尺寸稳定性指标为≤0.3%比较合理；压缩强度指标判定参照GB/T10801.1－2002，其它指标均参照JG149－2003。若聚苯乙烯泡沫塑料板在Ⅲ类以上，则适用标准为《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002。
國家、地方、行业节能标准的检测方法多种多样,检测方法的选择不容易确定。比如增强网中耐碱网格布的耐碱断裂强力检测,在《增强用玻璃纤维网格布 第二部分:聚合物基外墙外保温用玻璃纤维网布》(JC561.2-2006)、《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG158-2004)、《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149-2003)、《耐碱玻璃纤维网格布》(JC/T841-1999)、《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)等标准中都阐述了其检测方法,但是,各种检测方法在试件的制备过程、试验周期等有所不同,如果在选择检测方法时,不明确产品标准的要求、外墙外保温系统类型,很容易选产生混乱,选错检测标准。
目前导热系数检测设备操作起来比较简便，有些检测单位将试样制备调节完毕后直接放入仪器中检测，造成检测数据偏离。保温板、保温浆料的导热系数测定与试件的干、湿程度非常相关，应按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法和热流计法》GB10294～10295－88 的要求，对试件进行干燥处理至恒重。但如用烘箱，则有可能破坏保温板结构，笔者认为不如采用干燥器干燥较为安全方便。另外，厚度测量偏差对导热系数结果的影响也应引起重视。
聚苯乙烯泡沫塑料保温板的压缩强度，规范上规定其相对形变为10%的压缩应力，而对XPS 挤塑板则没有明确规定。有些检测单位将XPS 挤塑板的压缩试验形变也控制在10%，笔者认为此举不妥。XPS 板是通过加热挤塑成型的硬质泡沫塑料，表观密度大，压缩强度高，一般来说，大多数XPS 保温板在未达到相对形变10%时其力值即明显下降，但也有个别保温板在达到形变10%后力值仍然增长。笔者认为，XPS 保温板压缩强度判定应取最大值较为合理，更能反映XPS 板压缩强度指标值。
胶粘剂、抹面胶浆（与膨胀聚苯板）的拉伸粘结强度试验方法看似简单，但有一个环节最容易被人忽视，即制作试件后没有在试件上加载适当重物（重量以不破坏试件为宜，建议控制在1.5kg） 约30s 后再养护。笔者认为，这是涉及试验结果的重要环节，它能保证试件、胶粘剂、抹面胶浆、膨胀聚苯板很好地粘结成一个整体。如果没有这个环节，可能导致拉伸粘结强度达到要求，但破坏界面不在膨胀聚苯板内的情况。由于这一原因而判定胶粘剂、抹面胶浆不合格，似乎并不合理，而且会给委托方造成错误的理解，认为应该更换胶粘剂、抹面胶浆，从而给委托方造成经济上的损失。
2、保温浆料外墙外保温系统
常用水泥基复合保温砂浆分为水泥基聚苯颗粒保温砂浆和无机矿物轻骨料保温砂浆，其中水泥基聚苯颗粒保温砂浆又分为加强W 型及普通L型。W 型水泥基聚苯颗粒保温砂浆与无机矿物轻骨料保温砂浆强度较高，受压时形变较小，直至受压破坏也未达到10%的形变。笔者认为，对于W 型水泥基聚苯颗粒保温砂浆与无机矿物轻骨料保温砂浆，用抗压强度这一指标来代替压缩强度指标似乎更为合理。
结论
我国的建筑保温节能工作持续健康向前发展,这是一项长期的任务。在墙体保温材料的发展方面,在国家大力倡导下,会有更多的新型保温材料涌现出来,极大地促进了我国的建筑节能的发展。在节能检测方面应提高认识,实施全过程监控,对节能检测严格执行,依法推进建筑节能检测工作。
【参考文献】
[1] 韩韫.建筑墙体节能材料与检测探讨[J]. 江西建材. 2013(02)
[2] 姜艳,彭浩.节能保温材料(EPS、XPS)参数检测的要点[J]. 上海计量测试. 2012(03)
【关键词】外墙 保温 节能 材料 检测
中图分类号：TE867 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在我国能源消耗中,建筑能耗约占全国能源消耗总量的30%左右,建筑能耗是以使用过程的能耗,特别是其中的采暖和空调能耗为主,因此建筑节能的重点应放在采暖和降温的能耗上。最有效、最经济的节能措施之一,就是加强建筑保温隔热。
二、外墙节能保温材料
1、保温隔热材料
保温隔热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。另外,保温绝热材料还必须有一定的力学性能,能抵抗定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。常用的外墙保温隔热材料有以下材料。
(1)模塑聚苯乙烯泡沫板:聚苯乙烯泡沫塑料是由可发性聚乙烯珠粒径加热预发泡后在模具中加热成型而制成的内部具有无数封闭微孔的材料,英文缩写EPS。其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好、机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。
(2)挤塑聚苯乙烯泡沫板:以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分,添加少量添加剂,通过加热挤塑成型而制的德具有闭孔结构的硬质泡沫塑料,英文缩写XPS。此种材料有良好的抗湿,防潮性能和高抗压、抗冲击能力,并具有吸水率和导热系数都很低的优点。因此近一段时期有应用量加大的趋势。
(3)硬质聚氨酯防水保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料是以异氰酸酯(MDI)和多元醇(polyo1)两组份液体为主要原料,在发泡剂、催化剂、改性剂、抗老化剂等多种助剂的作用下,按照特定比例均匀混合、高压喷涂、现场无氟发泡形成的高分子聚物新型防水保温材料。拥有连续致密的表层及闭孔率高达95％以上的互联壁高强度蜂窝结构。是一种集防水,保温隔热于一体的新型材料。作屋面防水保温效果良好。该产品性能优良、工艺成熟,综合性价比方面比传统的保温材料具有优势,达到了良好的防水保温效果。
(4)胶粉聚苯颗粒保温砂浆:胶粉聚苯颗粒保温砂浆由胶粉聚苯颗粒轻骨料+聚合物胶粉组成,是复合聚苯颗粒外墙保温系统中的主要保温材料。复合聚苯颗粒外墙外保温系统是一种在现场成型的保温系统。该系统由界面层+胶粉聚苯颗粒保温层+招面砂浆复合玻纤网格布+外饰面层构成,集墙体保温、装饰功能于一体,且适用范围广、材料配套齐全,工艺简便、合理,能满足我国大部分地区不同气候条件下的建筑节能要求。
2、胶粘剂及抹面胶浆
胶粘剂是外墙保温系统的核心材料之一,起着连接墙面和保温层的作用,其性能的好坏直接关系到整个外墙保温系统的耐水、抗裂、耐候、耐久性。产品形式有两种:一种是在工厂生产的液状胶粘剂,在施工现场按使用说明加入一定比例的水泥或由厂商提供的干粉料,搅拌均匀即可使用。另一种是在工厂里预混合好的干粉状胶粘剂,在施工现场只需要按使用说明加入一定比例的拌合用水,搅拌均匀即可使用。聚合物抹面胶浆,由水泥基或其他无机胶接材料、高分子聚合物和填料以及其他外加剂等配制而成,用作外保温系统的粘结剂和抹面砂浆。常用的有界面剂和抗裂砂浆等。
3、增强网
铺设在抹面胶浆内,增强抹面层的抗裂和抗冲击性能。饰面层做涂料时,采用耐碱玻璃纤维网格布;饰面层粘贴饰面砖时,采用镀锌电焊网。
三、保温材料检测中的问题
1、膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
聚苯乙烯泡沫塑料的检测项目，严格来讲有5项，即表观密度、导热系数、尺寸稳定性、抗拉强度、压缩强度，但根据标准不同，检测项目会出现缺项。如《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002中，聚苯乙烯泡沫塑料物理性能检测就缺少抗拉强度这一指标。考虑到聚苯乙烯泡沫塑料抗拉应变涉及整个保温系统的结构使用和安全功能，笔者认为抗拉强度对于聚苯乙烯泡沫塑料来说，也是非常重要的一项指标。若将《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002 与《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149－2003 结合起来判定，则能满足检测项目数量（只限于Ⅱ类板），但两种标准的尺寸稳定性指标却又相互矛盾（前者的尺寸稳定性指标为≤3%，后者的尺寸稳定性指标为≤0.3%），判定模糊。笔者认为，如委托方确定以两种标准综合判定，根据江苏省地方标准，其尺寸稳定性指标为≤0.3%比较合理；压缩强度指标判定参照GB/T10801.1－2002，其它指标均参照JG149－2003。若聚苯乙烯泡沫塑料板在Ⅲ类以上，则适用标准为《绝热用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1－2002。
國家、地方、行业节能标准的检测方法多种多样,检测方法的选择不容易确定。比如增强网中耐碱网格布的耐碱断裂强力检测,在《增强用玻璃纤维网格布 第二部分:聚合物基外墙外保温用玻璃纤维网布》(JC561.2-2006)、《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG158-2004)、《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149-2003)、《耐碱玻璃纤维网格布》(JC/T841-1999)、《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)等标准中都阐述了其检测方法,但是,各种检测方法在试件的制备过程、试验周期等有所不同,如果在选择检测方法时,不明确产品标准的要求、外墙外保温系统类型,很容易选产生混乱,选错检测标准。
目前导热系数检测设备操作起来比较简便，有些检测单位将试样制备调节完毕后直接放入仪器中检测，造成检测数据偏离。保温板、保温浆料的导热系数测定与试件的干、湿程度非常相关，应按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法和热流计法》GB10294～10295－88 的要求，对试件进行干燥处理至恒重。但如用烘箱，则有可能破坏保温板结构，笔者认为不如采用干燥器干燥较为安全方便。另外，厚度测量偏差对导热系数结果的影响也应引起重视。
聚苯乙烯泡沫塑料保温板的压缩强度，规范上规定其相对形变为10%的压缩应力，而对XPS 挤塑板则没有明确规定。有些检测单位将XPS 挤塑板的压缩试验形变也控制在10%，笔者认为此举不妥。XPS 板是通过加热挤塑成型的硬质泡沫塑料，表观密度大，压缩强度高，一般来说，大多数XPS 保温板在未达到相对形变10%时其力值即明显下降，但也有个别保温板在达到形变10%后力值仍然增长。笔者认为，XPS 保温板压缩强度判定应取最大值较为合理，更能反映XPS 板压缩强度指标值。
胶粘剂、抹面胶浆（与膨胀聚苯板）的拉伸粘结强度试验方法看似简单，但有一个环节最容易被人忽视，即制作试件后没有在试件上加载适当重物（重量以不破坏试件为宜，建议控制在1.5kg） 约30s 后再养护。笔者认为，这是涉及试验结果的重要环节，它能保证试件、胶粘剂、抹面胶浆、膨胀聚苯板很好地粘结成一个整体。如果没有这个环节，可能导致拉伸粘结强度达到要求，但破坏界面不在膨胀聚苯板内的情况。由于这一原因而判定胶粘剂、抹面胶浆不合格，似乎并不合理，而且会给委托方造成错误的理解，认为应该更换胶粘剂、抹面胶浆，从而给委托方造成经济上的损失。
2、保温浆料外墙外保温系统
常用水泥基复合保温砂浆分为水泥基聚苯颗粒保温砂浆和无机矿物轻骨料保温砂浆，其中水泥基聚苯颗粒保温砂浆又分为加强W 型及普通L型。W 型水泥基聚苯颗粒保温砂浆与无机矿物轻骨料保温砂浆强度较高，受压时形变较小，直至受压破坏也未达到10%的形变。笔者认为，对于W 型水泥基聚苯颗粒保温砂浆与无机矿物轻骨料保温砂浆，用抗压强度这一指标来代替压缩强度指标似乎更为合理。
结论
我国的建筑保温节能工作持续健康向前发展,这是一项长期的任务。在墙体保温材料的发展方面,在国家大力倡导下,会有更多的新型保温材料涌现出来,极大地促进了我国的建筑节能的发展。在节能检测方面应提高认识,实施全过程监控,对节能检测严格执行,依法推进建筑节能检测工作。
【参考文献】
[1] 韩韫.建筑墙体节能材料与检测探讨[J]. 江西建材. 2013(02)
[2] 姜艳,彭浩.节能保温材料(EPS、XPS)参数检测的要点[J]. 上海计量测试. 2012(03)