目前,我国建筑物所使用的保温材料主要是聚苯板和挤塑板,现用的以贴挂聚苯板/ 挤塑板为代表的建筑保温系统对建筑节能发挥了作用,但它又存在一定的缺点:例如导热系数较高,较难满足新的建筑节能标准65%的要求;保温体系的整体性、防潮和防水性能不好,水汽易进入保温层,降低保温效果,导致整个体系的耐久性变差等。
建筑是我国能源消耗大户,近年来建筑物室内冬季供暖、夏季降温耗费大量能源,造成我国石油、煤炭化石燃料和电力等能源供应经常出现季节性紧缺,因此新型建筑围护结构就和节能紧紧联系在一起,对建筑进行节能已成为刻不容缓的任务。建筑节能反映到围护结构上,就是对围护结构进行保温,从而达到节能的目的。
因此,为了使建筑节能达到更好的效果,须对保温体系进行进一步的研究,使之达到日益提高的建筑节能设计标准的要求,并且具备一定的防水抗裂功能,从而使整个保温体系具有较好的耐久性,而聚氨酯硬泡外墙外保温体系就具有这样的优点,它在所有保温材料中导热系数最低;具有防水保温一体化的效果;耐久性能好、施工方便等。
该系统目前在我国已经开始使用,并且施工工艺也多种多样,大体分为喷涂法、浇注法、粘贴法、干挂法(外挂法)四种,四种方法各有千秋,从而推动了我国聚氨酯硬泡保温体系的发展。下面就聚氨酯硬泡外墙外保温系统的四种施工方法分别进行介绍,以便于能更好地了解该种体系。
1 、喷涂法施工工艺
在国外聚氨酯硬泡外保温工程大多数都采用喷涂法施工工艺,目前在我国应用也较多。采用该种方法的优点是;
(1 )由于现场喷涂发泡,所以施工速度快,如天气情况允许,一个工人每天可喷涂上千平米。
(2 )现场喷涂发泡能够适用于各种各样的异型结构,特别是用于既有建筑的节能改造,方便于局部保温层的修补。
(3 )表面致密,无接缝,能够形成连续的壳体,整体性能优越。
(4 )由于整体与墙体粘结,所以系统的安全性高。
(5 )防水保温效果突出,具备防水保温一体化的效果。
但该种方法也存在不足之处:
(1 )喷涂技术较难掌握,需要培养专业的喷涂手。
(2 )平整度较难控制,容易造成厚度不均匀。
(3 )施工时对天气情况较敏感,如果风力过大,会造成喷涂时的热量损失,从而使发泡质量受到影响;温度过低则会造成发泡不完全;湿度大会影响泡沫的致密性,产生穿孔现象,防水性降低等。
(4 )喷涂的聚氨酯硬泡表面由于较为光滑,导致与粘结砂浆的粘结问题,如处理不当可能会使饰面系统不稳定,并且在表面易产生裂纹。起鼓、脱落等现象,所以必须处理好面层问题。
(5 )喷涂聚氨酯硬泡易产生聚氨酯泡沫的飞溅、漂浮,可能会影响周边环境,形成环保问题。
因此在聚氨酯硬泡外墙外保温系统工程应用中需要解决好上述问题,而在喷涂法施工中最重要的一步就是对保温层界面的处理。目前界面的处理有两种方式:一种做法和国内挤塑板面层做法基本相同,即在保温层表面先进行界面剂的处理,然后涂抹聚合物抗裂砂浆,压入玻璃纤维布,再进行饰面层的施工,如饰面层为挂面砖,则还要进行钢丝网架的挂贴,该做法基本同于挤塑板做法,国内大部分采用此种做法。另一种做法是在墙面上直接上龙骨,喷涂的聚氨酯保温层位于龙骨的下面,喷涂结束以后,再在龙骨上进行外饰面的处理。
这两种做法相对比:前一种做法一定要保证界面处理的安全性,否则会产生面层的脱落,后一种做法安全性提高,但由于龙骨使用钢件固定于墙体上,所以不可避免冷热桥的现象较为严重,并且该种做法造价较高,主要应用于国外,喷涂法界面处理的问题还需要进一步的研究。
2 、浇注法施工工艺
该种做法主要应用于国内,其工法分为可拆模板做法和免拆模板做法两种。聚氨酯硬泡浇注法施工具有很多的优点:
(1 )浇注施工方法由于在模板内浇注发泡,与喷涂法相比能做到厚度均匀,表面平整。
(2 )由于浇注时保温层的厚度已经有模板进行了厚度的限制,所以相对于喷涂法对工人的技术要求大大降低,便于聚氨酯外保温系统的推广和使用。
(3 )不存在接缝问题,整体性好,且防水保温性能好。
(4 )充分利用了聚氨酯硬泡自粘结性能,从而与墙体基面和模板粘结牢靠;如要进行面砖做法,则可直接在模板上贴面砖,它可保证整个系统的安全性和稳定性。
该种方法相对的也存在一些注意事项和问题:
(1 )模板问题。即采用的模板必须强度足够好,这样才能限制聚氨酯发泡时产生的膨胀力.从而保证所形成的保温层的平整度,如所用板材强度不够则会产生板面的膨胀现象。
(2 )聚氨酯组合料问题。浇注法所采用的组合料不同于喷涂法所用的材料,它所采用的材料要发泡时间延长,以便有足够的时间充满整个模板的空腔,使发泡均匀,不产生空鼓,从而形成完整的体系。
(3 )对于可拆模浇注法。当模板拆除后,在保温层表面进行施工时也要注意保温层的界面处理问题,要使保温层表面和聚合物砂浆之间具有足够的强度以保证整个体系的安全性要求。
3 、粘贴法施工工艺
该种工艺基本上同于薄抹灰外墙外保温体系的施工工艺。
该种体系沿袭膨胀聚苯板外墙外保温体系的施工工艺,所以在技术上较易接受。聚氨酯硬泡保温板在工厂规模化生产,保证了板材的性能,但由于板材已经在工厂发泡成型,在现场施工时是利用胶结剂和锚栓将保温板材固定于墙体,相对比喷涂法和浇注法没有充分利用聚氨酯发泡时的自粘结能力,整体系统的粘结强度依赖于胶结剂和锚栓;另外,由于采用粘结法施工,这样就要注意保温板与板之间的拼缝处理,处理不当则会造成缝隙的开裂,影响体系的使用,从这一方面来说该体系的整体性相对较差。
4 、干挂法施工工艺
干挂法施工工艺就是将工厂预制的板材利用干作业将其固定于基础墙体上,形成保温体系。干挂法所用的体系分为无龙骨体系和有龙骨体系。该保温体系采用干作业施工,降低了对周围环境的污染,并且板材在工厂预制,性能稳定,可以规模化生产,但该种方法成本较高,目前在国外采用较多,在国内还需要较长时间的发展。
5 、系统发展概况
(1 )聚氨酯硬泡保温系统在国外的发展
目前,在国外聚氨酯硬泡的应用主要为板材和喷涂施工,现场喷涂聚氨酯硬泡适用于混凝土、金属、塑料、沥青等多种基层,国外应用已很普遍,其中用于屋面保温的历史也已达30 年以上;聚氨酯硬泡夹心板材已有30 年的应用历史,其表层一般为镀锌彩色压型钢板,质轻、强度高,保温隔声性能和耐候性好,集保温、防水、装饰于一体。
英国上个世纪60 年代已将聚氨酯硬泡应用于墙体和屋面。美国1996 年建筑用硬泡占硬泡总耗用量的49 %,家用、商用冰箱等设备仅占23.5 %。又如美国莫贝公司的建筑用硬泡中,有50 %用于维修旧屋面、17 %用于新屋面、15 %用于墙体。据美国聚氨酯工业协会统计;目前,为了达到节能约50 %~70 %的目的,在美国每年大约修建150 万个家庭住宅,房屋的保温系统所采用的保温材料由玻璃纤维一致地转向聚氨酯保温材料,以充分利用聚氨酯保温材料的卓越的保温性能和防水性。
在伊比利亚半岛(包括西班牙的全部,葡萄牙和法国的一部分),聚氨酯硬泡保温体系是应用最广泛的保温形式,它能使建筑物达到节能并且能带来舒适感。在西班牙每年有超过3500 万平方米的建筑采用聚氨酯硬泡保温。
国外聚氨酯硬泡保温体系主要有聚氨酯硬泡外墙外保温系统、外墙内保温系统和夹心保温系统。
(2 )国内聚氨酯硬泡保温系统应用现状
在我国建设工程中,聚氨酯硬泡在屋面保温隔热防水,以及冷库、大中型化工设施、大棚、粮库等保温隔热方面都有应用,并且大多都有10 多年的历史。其中屋面、冷库等均制订了相应的施工应用技术规范。
随着节能要求的提高和聚氨酯硬泡保温技术的发展,聚氨酯硬泡越来越引起建筑保温行业的关注,在外墙外保温领域的应用技术研究也在近几年开始起步。北京、新疆、吉林等地都有不少的工程实例。顺应聚氨酯硬泡保温节能发展的趋势,建设部于2005 年下半年成立聚氨酯应用推广小组,并为此做了大量的研究,现已编制出(聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术导则),必将进一步推动聚氨酯硬泡保温节能工程的发展。
目前,建筑节能观念已经深入人心。随着建筑节能的发展,聚氨酯硬泡保温系统会在我国逐渐发展起来,其保温系统也将多种多样,但由于该系统在我国属于新生事物,再加上我国幅员广阔,要研究出适合我国各区域的保温体系还将有一段路要走,这就需要各位同行和专家共同努力,为我国建筑节能事业贡献力量。