外墙外保温体系

【学员问题】如何治疗外墙外保温体系的硬伤？

【解答】外墙外保温，是将保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑达到保温的施工方法。

由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷（热）桥，有利于结构寿命的延长。

然而，由于外保温隔热体系被置于外墙外侧，直接承受来自自然界的各种因素影响，因此对外墙外保温体系提出了更高的要求。就太阳辐射及环境温度变化对其影响来说，至于保温层之上的抗裂防护层只有3mm~20mm，且保温材料具有较大的热阻，因此在的热量相同的情况下，外保温抗裂保护层温度变化速度比无保温情况下主体外倾温度变化速度提高8~30倍。因此抗裂防护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性能起着关键的作用。

细数各保温系统的“硬伤”

1、聚苯板薄摸灰外保温系统

这类外保温隔热系统通常采用粘贴法将聚苯板固定在墙体的外侧，然后再保温板上抹抹面砂浆并将增强网铺压在抹面砂浆中，目前，此类做法很常见，然而出现裂缝的也非常多。从抗裂保护层受热应力的因素上看，该体系聚苯板保温层仅是3mm的抗裂砂浆复合网格布，膨胀聚苯板的导热系数为0.042W/m.K，而抗裂砂浆的导热系数为0.932W/m.K，两材料的导热系数相差22倍。由于聚苯板保温隔热层热阻很大从而使保护层的热量不易通过传导扩散，因此当受太阳直射时热量积聚在抗裂砂浆层，其表面温度将高达50℃（大连地区），遇突然降雨将温则温度会降至15℃左右，温差可达35℃，这样的温差变化以及受昼夜和季节室外气温的影响，对抹灰砂浆的柔韧性和网格布的耐久性提出了相当高的要求。另外一个应该考虑的因素是当聚苯板的温度超过70℃时，聚苯板会产生不可逆热收缩变形，造成较为严重的开裂变形，这种情况在高温干燥地区更为明显。

2、水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温

这类外保温隔热通常采用带有钢丝网架的聚苯板作为主体保温隔热材料，分为钢丝网穿透聚苯板和不穿透聚苯板两种类型。钢丝网穿透聚苯板的钢丝网架，聚苯板施工时通过预先浇混凝土整体一次性浇筑固定在基层墙体上，不穿透聚苯板的采用机械锚固的方式固定在基层墙体上，面层均采用20mm~30mm的普通砂浆找平。由于该类体系采用厚抹灰水泥砂浆做法，开裂现象比较普遍，原因如下：

1）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20~30mm的找平砂浆处于热阻很大的聚苯板的外侧，因策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。

另外由于保温隔热板平整度很难控制，会造成找平抹灰厚度的不均，造成局部收缩和温差应力不均从而引起裂缝。

2）配筋不合理引起裂缝。钢丝网架在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。四角钢网配筋对抵抗和分散与钢丝网网丝同向的应力具有良好的效果，但在网孔对角线方向无筋，因此对抵抗和分散网孔对角线方向的应力左用有限。从而易产生沿四角网对角线方向的裂缝，另外，四角钢网的十字交叉处水泥砂浆不易完全充分握裹，使水泥砂浆与钢网不能成为共同受力。

3）不完全外保温引起的裂缝。在外墙保温中，我们经常注重整体墙面的保温，然而却忽略了女儿墙、雨篷、老虎窗、凸窗、外阳台等部位的保温，而使此部分出现开裂或者降低使用寿命。

在保温层与其他材料的材质变换处，因为保温层与其他材料的材质的密度相差过大，这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不相同，在温度应力作用下的变形也不同，极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑防水处理，防止水分侵入到保温体系内，避免因冻涨作用而导致体系的破坏，影响体系的正常使用寿命和体系的耐久性。

3、无网聚苯板外保温

从构造设计上看，直接在玻纤网布复合抹灰砂浆的无网聚苯板外保温外面粘贴面砖是不合理的。一方面，从受力状况看，应用于外保温的聚苯板的通常采用点粘法，粘结面积35%左右，而聚苯板本身具有受力变形的特性，由聚苯板直接承受面砖饰面层（包括粘结砂浆）荷载，必然会发生徐变，短期或许不会发生严重事故，但长期的变形将导致受力的失衡从而引发开裂甚至脱落。另一方面，从抗风压性上看，粘贴聚苯板外保温体系存在空腔，抗风压尤其是抗负风压的性能差，会出现在刮大风时聚苯板刮落事件。第三，从防火性能上看，体系本身就存在整体连通的空气层，火灾时很容易形成“引火通道”，使火灾迅速蔓延。聚苯板外墙外保温体系在高温辐射下很快收缩、熔结，在明火状态下燃烧，即在火灾发生时，聚苯板外墙外保温体系将很快遭到破坏。从这个意义上说，在聚苯板外保温体系面层粘贴面砖的做法是非常危险的，火灾状态下聚苯板在受热后严重变形，使面砖层丧失依托，引起面砖层整体脱落造成人员伤害。

正确把脉，对症下药

以上都是外墙保温系统在设计、施工等过程中的不当，而造成施工质量的问题。那么，如何才能使建筑保温做到既满足保温要求，又满足建筑施工质量要求呢？

首先，由于外保温使建筑结构处于保温层的保护中，使建筑结构所处温度环境稳定，有利于建筑结构的保护，增强耐久性。另外，外保温将建筑在外面包裹，保温的面积大，更有利于保温节能。关于外保温存在墙体开裂的问题，我们可以通过在外保温材料及施工方法等方面的改进，使之达到规定的施工质量。

具体方法如下：

1）建筑的外保温应该是整个建筑全部的外保温。

上面我们曾讲过，由于不完全外保温使得建筑的雨篷等构件出现裂缝，因此，为避免裂缝的产生，应该对建筑进行全面的保温，包括雨篷等构件。

外墙外保温开裂的主要原因是因为保温材料与外装饰材料的线膨胀系数不同产生的，我们预防裂缝的原理是：通过减小建筑结构外保温材料同外装饰找平砂浆、外饰面等材料的线膨胀系数比，是材料之间产生逐层渐变，柔性释放应力，以起到预防裂缝的作用。

2）保温材料的选择。

现在施工的建筑中，保温材料的使用以挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒保温材料为主。挤密苯板具有密度大，导热系数小等优点，它的导热系数为0.029W/m.K，而抗裂砂浆的导热系数为0.93W/m.K），两种材料的导热系数相差32倍，而聚苯板的导热系数为0.042W/m.K，同抗裂砂浆相差22倍，因此挤密苯板与聚苯板相比，抗裂能力弱于聚苯板。一聚苯颗粒为主要原料的保温隔热材料由胶粉料和胶粉聚苯颗粒做成，胶粉材料作为聚苯颗粒的粘结材料一般采用熟石灰粉—粉煤灰—硅粉—水泥为主要成分的无机胶凝体系，该类材料的导热系数一般为0.06W/m.K，与抗裂砂浆相比相差16倍。该种材料与挤密苯板和聚苯板相比，导热系数要小得多，因而能够缓解热量在抗裂层的积聚，使体系受温度骤然变化产生的热负荷和应力得到较快释放，提高抗裂成的耐久性。

3）增强网的选择。

玻纤网格布作为抗裂保护层软赔进的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展，一方面它能有效的增加保护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散应力，将原本可以产生的款裂缝分散成许多较细裂缝，从而形成抗裂作用。由于保温层的外保护开裂砂浆为碱性，玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝就具有了决定性的意义。从耐久性上分析，高耐碱纤维网格布要比无碱网格布和中碱网格布的耐久性好得多，至少能够满足25年的使用要求，因此，在增强网的选择上，建议使用高耐碱的网格布。

4）保护层材料的选择。

由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形不够，直接作用在保温层外面，耐候性差，而引起开裂。为解决这一问题，必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网，并在砂浆中加入适量的纤维，抗裂砂浆的压折比小于3.如外饰面为面砖，在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片光，钢丝网片孔距不宜过小，也不宜过到，面砖的短边应至少覆盖在两个以上网孔上，钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。

5）无空腔构造提高体系的稳定性。

在采用聚苯板作外保温的设计中，保温层主要承受的是重力和风压，由于聚苯板强度的限制，使保温层开裂，甚至脱落。为了提高保温板的强度，应尽可能提高粘结面积，采用无空腔，以满足抗风压破坏的要求。

建筑外墙保温是近年来新兴的施工方法，由于内保温、混合保温等方法在设计中的缺陷，建议采用外保温，并按照逐层渐变，柔性释放应力的原则，选择材料及施工方法，以达到保温、抗裂的目的。由于外墙保温体系是一个有机的整体，组成的各相关层协同作用不仅要求柔性渐变，而且应有一定的相容性、协同性，形成一个复合整体。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

随着我国建筑节能事业的深入开展，全国大部分大中城市开始推广采用外墙外保温建筑，一些相对成熟的保温体系如：EPS（XPS）板薄抹灰体系、聚苯颗粒保温砂浆体系等开始得到广泛应用。同时，由于我国区域气候的巨大差异及保温系统的复杂性，外墙外保温工程中出现了很多开裂、空鼓、剥落等工程质量问题，建筑的外观与外墙质量遭受破坏，严重影响了建筑的形象。

一、外墙外保温工程产生裂缝的具体原因

建筑外墙外保温工程在构造上是一个完整的体系，主体结构（墙体）由保温层、保护层、腻面层及底漆面漆层组成，共同形成一个多功能的复合墙体。这种复合墙体长期暴露于大气环境中，对体系的耐久性有很高的要求。因此当外墙外保温工程出现问题时，应该从体系的角度考虑原因：

1.外墙外保温体系中的保温层导热系数很低，而保温体系夏季时表面温度可高达70℃。来自体系表面的热量集中在保护层（抹面砂浆）以上。而保温层与保护层（抹面砂浆）的材质密度不同，弹性模量和线性膨胀系数相差很大，在季节、昼夜的温度应力作用下变形也不同。一段时间后就会出现不同程度的裂缝（如图一）。

2.保温板（薄抹灰外保温体系）在昼夜及季节变化发生热胀冷缩、湿胀干缩时也会在板缝处集中产生变形应力。保温体系通常采用纯点粘或筐点粘，体系存在贯通的空腔，正负风压对有空腔的保温隔热墙面进行挤或拉，易造成板缝处开裂。极端情况下负风压甚至会将保温板掀掉。（如图二）

3.在聚苯颗粒保温砂浆体系中，保温砂浆密度小、体积大，聚苯颗粒又比较软，在受外力影响或温差变化时很容易产生变形收缩或膨胀裂缝。

4.目前在外墙外保温体系中保护层（抹面砂浆）一般都采用聚合物干混砂浆，要求高一点的采用聚合物乳液砂浆。这些砂浆不会自裂，但由于成本限制抗裂效果还不够理想。

二、解决外墙外保温工程中裂缝问题的几种途径

1.使用具有抗裂性能、粘结强度高的保护层（抹面砂浆）。

2.目前在采用外墙外保温体系的建筑涂装工程中已普遍开始使用弹性漆饰面。弹性漆能在一定范围弥补较小的龟裂纹，但由于弹性漆的一般成膜厚度只有不到0.1毫米，只能遮盖而不能阻止龟裂纹的扩展。

3.经过对大量的已完工外墙外保温工程实践应用，以及对开裂、剥落问题工程的分析研究，并结合试验检测发现，在建筑外墙外保温体系中，仅依靠弹性漆弥补、遮盖裂纹并不能从根本上解决问题。如果采用以弹性抗裂腻子为主抵抗裂纹、弹性漆为辅弥补裂纹，则从体系配合角度发挥了弹性体系的功能最大化。

从目前建筑外墙涂装工程（包括外保温工程）的应用现状来看，市场上普遍使用的是不具备柔韧性（弹性）、没有防水抗裂功能的普通腻子。外墙用腻子市场中，干粉腻子占70～80%；膏状或双组分低标准（动态抗开裂性低于JG/T157-2004标准）腻子占10～20%；膏状或双组分达标腻子占10%左右。具体而言：

干粉腻子。价格便宜、施工运输方便。干粉腻子主要黏结材料为水泥，故对基层含水率、气候要求均较低，质量也比较稳定，不容易出问题。但因可分散性胶粉本身的局限性，使得干粉腻子的动态抗开裂性很难达到JG/T157-2004标准，抗裂效果很不理想。水泥含量较高的干粉腻子批刮后还需及时进行保养，否则强度也会很低。

膏状或双组分低标准腻子。价格、性能差别较大，有的无任何抗裂效果，有的有一定抗裂功能，但与标准要求还有差距。

膏状或双组分达标腻子。成本较高。根据动态抗开裂性指标的不同（0.1～0.3毫米或更高）及抗裂原理的不同，抗裂效果也有很大区别。

弹性膏状腻子。优点是施工方便、抗碱性好，同样乳液含量情况下动态抗开裂性指标较双组分腻子略高。其缺点是：①对基层含水率、气候条件要求高，透气性、附着力差，在潮湿地区或梅雨季节施工容易出现起泡现象；②在窗台、沿口等易渗水部位，长时间浸水后会出现粉化、剥落现象；③拉伸强度低，控制裂纹能力弱；随着时间推移，当弹性减弱时抗裂效果也明显减小。

双组分弹性抗裂腻子。透气性好、强度高，对气候要求较膏状腻子低，能避免弹性膏状腻子的缺陷。

根据保温工程饰面涂层的需求特点，上海岩艺涂装科技有限公司在多年的专业研发、生产外墙腻子的基础上，研制开发出了具有良好抗裂效果，能有效控制、弥补龟裂纹产生并提高弹性漆附着力的天补牌聚合物乳液类平涂系列抗裂腻子（双组分弹性抗裂腻子）。该类产品具有以下特点：

一是双重抗裂。高拉伸强度，由于抗裂纤维与特殊的互穿网络结构乳液共同作用形成抗拉强度很高的腻面层，抵抗基层变形应力，控制裂缝产生。弹性，当局部基层变形应力大于腻面层抗拉强度时，腻面的弹性可以起到弥补龟裂纹的作用。

二是双向粘结。岩艺公司引进国外先进的JISA6916-2000基材处理涂材技术性能标准中“表面有涂层时耐久性”技术指标，不仅要求腻面层与基层之间的粘结强度，还强调表面有涂层（涂料）时与腻面层之间的粘结强度，确保表面涂料层与腻面层的粘结强度>0.7兆帕。

两年多来，岩艺公司通过大量的工程实践应用，其天补聚合物乳液类平涂系列抗裂腻子的性能突出，特别是抗裂与粘结功能尤为明显。如在新疆某医院外科楼和综合楼的外墙装饰均采用外墙外保温涂料饰面，其中的外科楼和综合楼使用同样的聚苯板薄抹灰保温体系，同时使用同一厂家氟碳金属漆，由同一队伍施工。外科楼使用的是××牌腻子，于2004年10月完工交付使用，至今已经出现了大面积开裂、起皮、鼓包的现象（见图三）。相比之下，综合楼使用的是岩艺公司天补牌腻子，施工工序依次在保温砂浆抹面层上批刮两遍天补牌聚合物乳液高柔韧厚腻子（找平、抗裂），再批刮1～2遍金属专用光面腻子（装饰、辅助抗裂），氟碳金属漆面层（面层为非弹性，抗裂全部由腻子层完成）。迄今为止，综合楼完好如初，没有出现如外科楼开裂、起皮、鼓包的现象。天补牌腻子与保温层粘结牢靠、抗裂效果明显，适应新疆温差大、紫外线照射强的恶劣环境，性能十分可靠。工程选取材料的依据：

①新疆地区昼夜温差大、空气气候相对恶劣，是考验建筑外墙外保温工程的适宜场所。

②该工程既采用了外墙外保温工艺，同时又采用对基层找平抗裂要求比较高的氟碳金属漆做为饰面涂层。

③该工程在相同施工条件下（地点、工艺、人员），采用了两种弹性腻子产品。

诸如此类外保温系统面临的问题，很值得市场的关注。由于现在的外墙外保温工程受现有保温体系的技术局限，应用一段时间后，保护砂浆层会出现较明显的裂缝。要解决好裂缝问题，除了严格按照规定施工外，选用抗裂效果好、黏结强度高的保护砂浆，达到对装饰面层抗裂效果的有效控制非常关键，而且对装饰面层仅靠弹性漆覆盖细小裂纹是远远不够的。因此采用高拉伸强度、高黏结强度的高性能抗裂腻子与弹性漆结合，是目前外墙保温工程实现控制、弥补墙体裂纹的有效途径。

【学员问题】陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层的问题？

【解答】1．安全性问题a．自重与涂料饰面层相比，陶瓷面砖作为饰面层的外墙外保温体系的安全性问题首先是自重。以涂料为饰面层的外墙外保温体系自重一般不会超过10kg/㎡（EPS板与防护、外饰层），而陶瓷面砖饰面层的外墙外保温体系自重可达到50kg/㎡以上，甚至80kg/㎡，为涂料体系的5－8倍！

b．温湿剪切应力由于陶瓷面砖的刚性远大于涂饰面，与体系防护面层所要求的柔性相抵触，较之于直接在刚性墙面上粘贴陶瓷面砖（刚－刚），或较之于涂饰面外墙外保温体系（柔－柔），这种柔性基底－刚性面层结构所造成的体系的变形更大，面砖与防护面层之间产生更大的温湿剪切应力，影响面砖与防护面层之间的附着安全性。

c.冻融问题与涂饰面外墙外保温体系相比，釉面砖水蒸气阻力非常大。检查一下有瓷砖剥落现象的外保温体系，会发现瓷砖总是与粘结剂、抹面胶浆一起掉下来，而外饰面总是处于饱水状态。高水蒸气阻力形成的瓷砖背面的冷凝水使这种体系较之于涂饰面外墙外保温体系发生冻融破坏的几率更大。

另外，瓷砖粘结剂、抹面胶浆（水泥基）的碱份在结合了长时间积聚的湿气后对网格布的损害也是很强烈的，不透气的釉面砖不但阻止了材料的干燥，且阻止了从空气中吸收CO2，使抹面胶浆不能较快地水化，而使网格布更长时间地留在有害的碱中。网格布不再有剩余强度，而在网格布后打入的锚钉（见第三段）也不再具有抗风压安全性。当然，高弹涂料等其它不透气饰面的外保温体系也存在这种情况。

2．面层开裂问题（温湿拉应力）

与在刚性的墙面上粘贴陶瓷面砖一样，陶瓷面砖外墙外保温体系的开裂主要发生在砖缝处，但是开裂的可能性远大于前者，原因是体系的温湿拉应力大于前者。

检验外保温体系长期抗开裂性的最直观的方法是欧洲标准ETAG　0041）中的耐候性试验（该试验方法已被引入我国即将发布的外保温行业产品标准和技术规范，具体参见《墙材革新与建筑节能》2002.5“抹面胶浆的柔韧性与外墙外保温体系的开裂”一文的介绍）。国外科研、检测机构的试验证明，陶瓷面砖外保温体系很难通过该项测试，砖缝的开裂几乎很难避免。

聚苯板厚度（mm）锚钉在C15砼中的拔出力（KN/个）H≤8m8m<H≤20m20m<H≤100m≧40≧0.15-墙面阳角墙面阳角48410

2．设置伸缩缝据测试，长度为5m的保温墙体，陶瓷面砖的温差仅为40K时，在墙面边缘（阳角）处的位移值可达0.5mm，而湿度所引起的位移也有0.1mm.在实际使用过程中，夏、冬季陶瓷面砖的极端温差可达80K以上，且温度与湿度是复合、交替、周期性地作用在面砖上，无论是考虑防护面层与面砖之间的剪切应力，还是考虑面砖（砖缝）的开裂问题，体系必须设置伸缩缝。

与涂饰层的外墙外保温体系的伸缩缝计算依据不同，陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系伸缩缝的间距主要与瓷砖勾缝剂的柔性、砖缝宽度和面砖尺寸有关。由于计算较复杂，在实际应用中，在德国一般还是按照德国工业标准DIN18515第6.5.3.3的规定：伸缩缝的间距应为3－6m，最大连续墙面面积不得超过36㎡（6m×6m）。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。