外墙外保温技术与标准讲解.docx

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1、外墙外保温技术与标准2022 年 4 月1目录第1 章 全面提升建筑外墙外保温技术11.1 建筑外保温在发展中的九大问题探索11.2 外保温工程安全使用二十五年六大技术要点41.3 外保温长寿命的十条控制基线51.4 保温延长建筑结构寿命的研究61.5 外保温的发展史是科学的认知过程61.6 用市场经济的力量让建筑节能跨入新阶段71.7 “凤凰涅槃”带给我们的启示7第2 章 建筑外保温基础研究概述82.1 建筑温度场认识温度应力的分布82.2 建筑温度场认识露点温度变化102.3 耐候试验筛选长寿命构造设计112.4 防火试验优选构造防火做法14第3 章 外保温是装配式结构的终极选择213.1

2、 夹芯保温是个不稳定构造213.2 夹芯保温竖向结构套筒灌浆是个不让人放心的构造263.3 外保温延长装配式建筑寿命263.4 单面叠合外保温墙板基本构造263.5 单面叠合外保温墙板技术三大优点303.6 装配式外墙板发展的新阶段30第4 章 外保温核心技术是选择受力模式334.1 否定潮的要害是否定外保温的受力模式334.2 粘结受力是外保温的核心技术334.3 外墙外保温工程事故均为选错受力模式34第5 章 胶粉聚苯颗粒及配套外保温技术的发展355.1 胶粉聚苯颗粒浆料及配套技术的应用355.2 在装配式建筑和近零能耗建筑中的发展355.3 安全使用五十年的探索38第6 章 模塑聚苯板薄

3、抹灰外保温技术与标准解析396.1 国家现行标准优势396.2 潜在风险分析406.3 技术调整对防控风险的作用436.4 近零能耗技术应用456.5 保险风险系数分析46第7 章 挤塑聚苯板薄抹灰外保温技术与标准解析477.1 国家现行标准优势477.3 技术调整对防控风险的作用567.4 近零能耗技术应用637.5 保险风险系数分析67第8 章 硬泡聚氨酯薄抹灰外保温技术与标准解析688.1 国家现行标准优势688.2 潜在风险分析718.3 技术调整对防控风险的作用728.4 近零能耗建技术应用788.5 保险风险系数分析80第9 章 现浇混凝土聚苯板外保温技术与标准解析819.1 国家

4、现行标准优势819.2 潜在风险分析839.3 技术调整对防控风险的作用849.4 近零能耗建技术应用909.5 保险风险系数分析90第10 章 酚醛板薄抹灰外保温技术与标准解析9310.1 国家现行标准优势9310.2 潜在风险分析9510.3 技术调整对防控风险的作用10410.4 保险风险系数分析108第11 章 岩棉板薄抹灰外保温技术与标准解析10911.1 岩棉材料的特性分析10911.2 岩棉外墙外保温系统工程应用的历史演变11111.3 岩棉行业标准及构造做法的潜在风险分析11411.4 不同受力模式岩棉外保温系统的安全性分析11811.5 技术解决方案探索12211.6 保险风

5、险系数分析128第12 章 无机保温砂浆外保温技术与标准解析12912.1 国家现行标准优势12912.2 潜在风险分析13012.3 技术调整对防控风险的作用13112.4 技术与标准的发展132第13 章 真空绝热板薄抹灰外保温技术与标准解析13413.1 真空绝热板性能特点13413.2 真空绝热板关键应用技术研究13513.3 真空绝热板薄抹灰系统常见问题及技术调整措施14113.4 真空绝热板在建筑节能领域发展前景147第14 章 建筑墙体自保温技术与标准解析14814.1 建筑墙体自保温砌块材料及构造形式分类综述14814.2 国家现行标准中自保温砌体技术特点15314.3 潜在风

6、险分析15914.4 风险应对技术解决方案探索163第15 章 外墙外保温工程质量鉴定程序及案例分析16715.1 外墙外保温工程施工质量检测鉴定程序16715.2 工程案例分析16815.3 结束语189第16 章 外墙外保温系统修缮技术与标准解析19116.1 国家现行标准优势19116.2 潜在风险分析19216.3 外墙外保温修缮技术和标准发展194第17 章 墙体保温装饰线条技术与标准解析20317.1 线条的分类20317.2 国家现行标准分析20417.3 聚苯板线条对火焰的蔓延影响20917.4 线条选材20917.5 保温装饰线条在近零能耗建筑中的应用209后记211第 1

7、章 全面提升建筑外墙外保温技术三十年来，汹涌澎湃的基建改革开放浪潮促使建筑节能事业蒸蒸日上，建筑业腾飞发展，中国发展成就惊叹世人。在政府的推动下，各种建筑节能技术百花齐放，竞相发展。中国这个千年秦砖汉瓦的文明古国成为全世界建设规模最大、技术种类最多、发展最快的基建鼎盛强国。1.1 建筑外保温在发展中的九大问题探索外墙保温在大量的建造实践中，既有众多的误区又有很多的探索，正确的思想只能从社会实践中总结出来，回顾外墙外保温发展的道路，其可归纳为以下九大技术探索。1.1.1 节能建筑选择内保温还是外保温？这是始终在争论的一个话题。建筑节能发展初期，国内企业大都选择做内保温。内保温工程中的热桥、结露、

8、霉变、墙体裂缝等问题突出，一直困扰着内保温技术的推广和应用。随着节能标准的提升，大量的居住建筑采用外保温技术。至今一些仍采用内保温技术的工程，如滑雪馆，还是保温问题暴露的重灾区。外保温技术成为节能技术应用的主流。1.1.2 各种保温材料都可以套用薄抹灰系统做法？1950 年，德国发明了膨胀聚苯板（EPS 板），1957 年 EPS 板应用于外墙外保温，1958年真正工程意义的 EPS 板薄抹灰外墙外保温系统研发成功，并广泛应用于欧洲。EPS 板薄抹灰系统在国外主要用于低层别墅外保温工程。引进到国内后，各种保温材料纷纷套用此技术，并用于高层建筑外保温工程，造成了很多工程事故，产生了众多技术纷争。

9、如：挤塑聚苯板（XPS）、硬泡聚氨酯板（PU）、酚醛板(PF)等有机保温板与 EPS 板技术参数差异很大，草率地套用薄抹灰做法势必产生很多工程问题。更有甚者，连技术参数全然不同的无机板材，如膨胀珍珠岩保温板、发泡水泥板也简单套用了此种薄抹灰做法。缺乏研究和测试基础的薄抹灰做法造成了严重的工程质量问题，如保温层被大风卷落等，不断涌现的工程问题将薄抹灰做法推向悬崖尽头。不同保温材料怎能草率套用薄抹灰构造做法？1.1.3 是保温保护结构，还是结构保护保温？在实践中，有些人看到个别薄抹灰外保温板被大风刮落、有机板发生火灾事故后就摒弃了外保温做法，把目光转向了夹芯保温。在把保温层置于结构墙体中间后，他们

10、似乎松了一口气，好像做到了“保温层终于与墙体结构同寿命了”。在结构与保温同寿命的道路上，用谁保护谁的问题就是做外保温还是做夹芯保温之争。通过建筑全寿命周期温度场模型分析可以发现：钢筋混凝土结构设计寿命为 70 年，当做外保温后，结构年温差大大缩小，寿命可大大延长；当做夹芯保温后，内叶墙与外叶墙温差扩到 7 至 10 倍，导致墙体结构设计寿命大大缩短。外保温技术克服了墙体的昼夜温差变化过大问题，延长了建筑寿命。671.1.4 是采用刚性抗裂，还是柔性抗裂技术？建筑节能初期保温材料外表面多选用钢丝网复合水泥砂浆，这种传统做法其表面裂缝无法避免，钢丝穿透形成的热桥也使保温效果大打折扣。按温度场模型数

11、值计算分类时，其归类应分到夹芯保温。经过工程实践发展，这种做法的刚性面层渐被柔性技术替换，将水泥砂浆用胶粉聚苯颗粒取代，外表面采用柔性砂浆复合玻纤网布软配筋饰面。这样一来，既阻断钢丝产生的热桥，又控制了外墙面裂缝的生成。外保温彻底柔性技术的一个显著标志是不设应力集中释放的分隔缝。长期工程实践证明，抗裂砂浆的柔性抗裂效果是外保温的重要技术保证。用乳液制作的双组份抗裂砂浆远比用胶 粉制作的单组份抗裂砂浆效果更好。我国早期外保温工程的抗裂效果证明了这一点，早期保 温砂浆中多用双组份砂浆，后因施工、运输等问题单组份砂浆的应用越来越普遍，随着产品 的更替随之也损失了抗裂砂浆的抗裂、耐候等性能。外保温系统

12、应采用柔性抗裂技术。1.1.5 是选用材料防火，还是构造防火？外保温曾经历了材料防火和构造防火两条技术路线的激烈争论，这种极端强势的行政争辩对行业发展伤害很大。随着行政手段向技术手段转换，建筑和消防两个行业技术专家编写了国家标准建筑设计防火规范GB 500162014、建筑外墙外保温系统的防火性能试验方法GB/T 294162012。其中 GB 50016201 明确了不同燃烧等级的材料在外保温工程中的应用范围和采取的技术措施，主要是从材料防火的角度进行规范。GB/T 294162012 是外墙外保温系统大尺寸防火试验方法，在标准试验条件下对外保温系统燃烧时的可见持续火焰尺寸、外部火焰温度、内

13、部火焰温度、火焰蔓延尺寸、系统稳定性等多项指标进行记录，并判定该外保温系统是否合格，是从系统构造防火的角度进行判定。两项标准解决了外保温技术体系材料防火、构造防火的安全保障，具有极强的可操作性。构造防火的技术路线也在建筑和消防两个行业的技术层面完成了合作，达成了共识。但是 GB/T 294162012 标准被压制至今，不能应用实践，被强势的材料防火的技术路线打入冷宫。在此期间，要求外保温增加防火隔离带也是极具争议的一种技术。大量火灾模拟试验和长期工程实践证明：防火隔离带防止火焰蔓延的作用很有限，保温层越厚，隔离带阻断火焰蔓延作用越差，而且防火隔离带对原外保温系统设计原理有诸多的破坏，大大影响外

14、保温系统技术稳定，严重影响外保温安全运行的寿命。有机保温材料的出路是研究有效的系统构造防火；无机保温材料的出路是研究安全的系统耐候稳定。1.1.6 是选择粘贴受力，还是锚固受力？粘粘和锚固属于完全不同的两个受力模式，有着表述完全不同的受力简图，分别有各自的力传递路径，分别受材料力学和结构力学两个不同的建筑力学规律影响。1、外墙外保温是一种粘结受力的模式，外墙外保温的构造应力设计遵循材料力学规律。外墙外保温是完全的柔性构造，只有完全的构造柔性才能充分释放外保温生成的各种应力。这种消纳和释放各种应力的作用是由各粘结层的材料自身的技术要素复合形成的，其施工使用的锚固件仅为临时固定辅助，系统受力不予计

15、算。2、带有重质刚性饰面层的保温装饰一体化板应选择锚固受力模式，按幕墙构造设计，由纵横龙骨或独立托承盘架悬挑受力。在温度场模型数值计算分类时，这种保温装饰一体板应归夹心保温类，其保温层两侧的构造温差与夹心保温内外叶墙体形成的温差相近。刚性饰面层的保温装饰一体化板其面层重量荷载及所发生的各种自然力（热应力、风荷载、地震、水冻涨、火灾）变动荷载，单块通过锚固件传导到结构墙体上，保温装饰一体化板受力计算模式应遵循结构力学规律。保温装饰一体化板应分别计算每块重质面板相对应所产生力臂、力矩，选取满足三维形变相应的锚固系统构造、板缝设计相关技术要求。保温装饰一体板粘结做法只是暂时固定，系统受力不计算粘结力

16、。1.1.7 是侧重保温，还是侧重遮阳？中国工程院院士、西安建筑科技大学刘加平教授一直致力于研究“新式绿色环保型窑洞”，刘加平院士认为从传统民居看似朴素的设计中，研究总结出节能原理，再将其提炼成方法论 用于新的生态民居建设，这就是他努力的方向。利用绿色建筑原理，稳定结构温度是节能路 线的工作核心，对传统窑洞理念进行研究和示范推广具有极大的经济、社会效益。中国工程院院士、清华大学建筑学院副院长江亿认为“建筑物墙两边存在温度差，所以要加保温材料，不让温度差引起传热。这样就可节能。但是越到南方，建筑物墙两边的温度差越小，温差越小就越不需要太多的保温。”在南方，建筑的遮阳、散热通风比保温更重要。他在这

17、里使用了一个妙喻：“在太阳底下是穿羽绒服还是打伞凉快？当然是打个旱伞、穿个 T 恤衫凉快。对建筑而言也是如此，遮阳、散热通风比保温更为重要。”他表示应因地制宜，在南方不要光强调外墙保温，而要更注重房屋的遮阳和自然通风。两位院士分别用窑洞和旱伞形象诠释了各自对建筑外保温的理念，并在自己影响的技术领域，影响着技术的发展方向，直至今日。1.1.8 禁止限制还是完善发展？中国外墙外保温的技术标准创造了三个世界之最：一是用于外保温的材料品种世界最广泛，无机材料、有机材料各种导热系数较小的材料均有工程应用。二是用于外保温施工方法世界最多，浇筑、喷涂、贴砌、粘贴、抹灰等施工方法应有尽有。三是形成的技术规则标

18、准世界最全，有各类各级规范、标准、规程、工法、图集、导则、指南。外保温的技术标准是我国实施碳减排的巨大宝库，是全行业几十年共同努力的成果，目前已形成的外保温行业标准体系是支撑建筑节能重大成果的擎天柱。要继续提高建筑节能标准，实现碳达峰的目标，只能全面继承、合理发展外保温技术标准系统。对现有技术的潜在风险，分析排除，提高完善。不能因为薄抹灰做法被大风刮下的工程案例多就否定薄抹灰外保温技术。不能因为薄抹灰在东北严寒地区裂缝发生率高，就不允许这类技术找发生原因，进行改进。不能因为无机保温砂浆在上海出了大面积事故，就一枪毙掉，不许改进更新。不能因为挤塑聚苯板、酚酫保温板套用薄抹灰做法有了大量质量事故，

19、就不允许改进完善。技术创新都是在不断纠正自己错误的过程中完成的，节能减排是一项基本国策，是要全行业同仁共同完成的，要各种材料应用技术共同进步，才能实现。否定之否定的发展观是我们的理论法宝。1.1.9 优质优价，还是低价恶行竞争？资本逐利的本性也对外保温市场形成伤害，主要表现为恶意垫资抢占工程，组织围标、串标扰乱市场秩序。低价中标恶性竞争导致偷工减料，恶性循环，劣币驱逐良币，这是外保温工程质量事故频发的重要原因。20 年前聚苯板薄抹灰做法，每平方米施工报价 180 元，经历了多次人工费和原材料涨价后，现每平方米价格降到不足百元。外保温市场要实行优质优价、扶优汰劣，实行质量终身负责制，引入建筑保险

20、机制，创建良性循环的市场经济环境。1.2 外保温工程安全使用二十五年六大技术要点外墙外保温技术最初是用于修补第二次世界大战中受到破坏的建筑物外墙裂缝，通过实际应用后发现，当把这种板材粘贴到建筑墙面以后，不仅能够有效地遮蔽外墙出现的裂缝等问题、使厚重的墙体变薄，还发现这种复合墙体具有良好的保温隔热性能。外墙外保温技术引进到中国后，随着建筑节能标准的不断提高，经过近 40 年的工程实践和发展，可呈现出以下六大技术特点。1.2.1 外保温应是避免热应力集中的柔性构造由建筑温度场模型可知，外墙外保温的外表面是昼夜温差变化最大的部位。外保温应是一个完全柔性的构造，可及时充分释放热应力，避免热应力集中造成

21、破坏。外保温整体柔性的粘结力应能释消因温度变化而引发的外保温整体三维形变的热应力。根据外保温系统热应力分布趋势可以得出：为适应相邻材料不同升降温速度所产生的形变剪切应力、降低热应力集中，保温系统外侧材料柔性应最强，外侧材料柔性应大于内侧材料柔性，相邻材料导热系数差（变形速度差）不宜过大。外保温整体柔性的性能设计，要求外保温各层材料的技术指标满足允许变形，诱导变形，改变力的传递方向的释力性能。外保温整体柔性构造是首要特征。1.2.2 外保温与基层墙体间应以粘结力为主以粘结力为主要的受力模式是外墙外保温又一显著特征。外保温各构造层材料通过粘结力将重力荷载逐层传递到基层墙体，这种粘结力是由各层材料的

22、粘结技术指标串连形成。对外保温系统粘贴小型面砖的受力分析，就是在计算各构造层的柔性粘结力。单块面砖面积与周边柔性砖缝面积比例应相适应，单块面砖应像鱼鳞一样各自独立附着在由柔性砂浆和软配筋构成的鱼皮上，每块面砖发生的热应力形变，不会向相邻面砖传递。1.2.3 外保温应具有阻隔液态水进入，利于气态水排出的水分平衡性能水分散构造层是利用材料自身性能，吸收分散外保温露点位置产生的液态水，并在适当时机将其转变为气态水排出，使系统处于干湿自平衡状态。这种水分散构造是外保温系统防水相变破坏的长命技巧。1.2.4 外保温在负风压状态下不应产生膨胀变形综合分析被风刮落的外墙外保温事故案例，有一个现象是一致共同的

23、：每个发生事故的建筑只有一面墙被风荷载破坏，这个被风荷载破坏的部位即是所在风场的负压发生区。观察被风刮落的残片和墙上被破坏的印痕，要么有连通空腔的存在，要么有在负压状态下可发生膨胀形成气囊形变的材料，如岩棉板、玻纤棉等。1.2.5 外保温防火构造应三管齐下针对热传播的三种形式（热辐射、热传导、热对流），外保温系统防火应遵循构造防火三要素：防火保护层、防火分仓、无连通空腔的热对流通道。节能标准越高，所需保温材料就越厚，由此形成的燃烧热值总量就越大，防火要求也就越严格。增加防火保护层的厚度，控制防火分仓的最小体积，禁止易发生连通空腔的点框粘结做法，是外保温通过构造抵抗火灾的有效手段。1.2.6 外

24、保温应材料轻质、整体柔性并有利于减隔震整体柔性和整体轻质是附着在建筑结构外保温系统安全抗震的必要条件。建筑物抵抗地震破坏是由结构设计的科学性来实现的。附着在建筑结构上的外保温整体柔性材料，能消减作用在结构上地震力向外保温系统的传递，同时整体轻质材料也可减少结构震动变形产生的破坏力。1.3 外保温长寿命的十条控制基线1.3.1 主要问题外保温可使用寿命 25 年的期限快到了，这是摆在全国人民面前必须面对的问题。主要问题如下：1） 外保温技术引领了墙体节能的主流方向，基本盘是好的，大多数工程经过多年实践检验，质量仍然完好如初，但也有一部分外保温工程质量问题渐渐暴露出来。2） 外保温事故报导最多的案

25、例是薄抹灰系统被大风吹落，大面积掉下来，伤人毁物。3） 造成损失最大的是火灾，每次火灾都会因外保温的燃烧引燃整体楼房。人员伤亡，财产损失巨大，因火灾事故多次引发官员被问责处罚。1.3.2 主要原因外保温质量事故产生的原因主要有：1） 基础理论研究缺失，外保温构造设计选择不科学；2） 工程低价位竞争、恶性循环、偷工减料、质量失控。1.3.3 技术措施20 多年的外保温工程经验积累产生了很多的优质工程，形成了众多优质产品和高品质工程标准。外保温工程不停的发展升级，目前已进入近零能耗的发展阶段。总结经验，提升外保温行业标准，把外保温工程可使用寿命从 25 年提升到 50 年是当前刻不容缓的大事情。通

26、过研究外保温工程面临的五种自然力的破坏影响，制定 50 年寿命可安全使用的外保温技术标准，应满足以下十个控制基线：（1） 外保温系统各构造层应由彻底柔性的材料组成，外侧材料的可允许变形量应大于内侧材料可允许的变形量，相邻材料变形速度差不应大于 20 倍；（2） 外保温系统不应设置分隔缝，不应设置应力集中释放区，系统材料性能设计应满足允许变形、诱导变形的要求，应改变应力的传导方向使应力得到及时释放；（3） 外保温材料应为弹性体或亚弹性体，无机浆料材料进行亚弹性改性时聚苯颗粒体积添加量不应少于 50%，各种纤维重量添加量不应少于 1%；（4） 外保温系统应有水分散构造，应有防液态水进入、排出气态水

27、功能，使露点生成的冷凝水得到分散，并适时转成气态水排出，形成含水量的自我平衡；（5） 各种保温板应采用贴砌法构造，最小防火分仓体积不应大于 0.027m3,低能耗工程的贴砌两层保温板做法最小防火分仓体积不大于 0.041m3；（6） 各种有机保温板防火保护层厚度不应小于 25mm，低能耗建筑工程两层保温板的防火保护层厚度不应小于 35mm；（7） 外保温系统构造中的线条在窗口和阴阳角位置不宜使用可燃材料，不得应用热塑型材料，避免受热收缩形成助燃构造；（8） 各种外保温材料一律采用满粘法施工，不允许有任何空腔及虚粘存在，杜绝风压破坏；（9） 各种外保温材料在负压下不应产生膨胀变形，禁止非竖丝岩棉

28、用在外保温工程中；（10） 外保温整体柔性和整体轻质是附着在结构上安全消解地震破坏力的必要条件。1.4 保温延长建筑结构寿命的研究1.4.1 遵循外保温十个技术措施重新做外保温，可以安全使用百年使用内保温、自保温、夹心保温时会导致建筑结构陷入失稳状态，不能实现建筑墙体消灭昼夜温差的温度控制，从而缩短建筑结构寿命，而对其重新做外保温后可稳定结构并延长建筑结构的寿命，因为外保温是建筑结构百年长寿命的必要条件。而要使建筑进一步获得百年以上的更长寿命，必须选用更高的外保温技术标准低能耗、近零能耗标准。保温工程百年寿命的前提条件是结构寿命百年，而外保温工程可延长结构寿命。因此，外保温系统长期艰巨的任务就

29、是将没有做外保温的各类建筑结构，如内保温、自保温、夹心保温等不稳定结构重新做外保温，使其结构寿命延长至百年。1.4.2 对原有保温构造设计失误的工程进行修缮，可延长寿命至百年凡不满足外保温 50 年寿命十个控制基线的工程均会存在诱发事故的隐患。为避免短寿命外保温导致大量建筑垃圾的生成，对不稳定的保温构造应采取将原有保温构造通过钢网分楼层在墙体结构上生根的办法重新加固。在完成对原有保温构造安全加固后，按外保温 50年寿命十个控制基线的要求重新做外保温，延长结构寿命。1.4.3 对外保温工程进行正常维护凡能满足外保温 50 年寿命十个控制基线的工程，都会有基本完好的质量寿命周期，对此类外保温工程只

30、需对外饰面涂层适时刷新即可安全运行，使用至百年。1.5 外保温的发展史是科学的认知过程早在建筑节能初期，在中国建筑节能协会第一次工作会议上，甘肃建筑科学研究院李德 隆教授就提出了外保温十大优点，强调外保温第一大贡献就是保护结构延长了建筑结构寿命，得到与会人员的一致赞同。之后陕西刘加平院士的窑洞理论又提出稳定结构温度是节能路线 的工作核心，指出了建筑节能技术发展方向；清华张君教授建筑温度场数学模型的建立，使 建筑外墙节能技术成为研究五种自然力的科学根据；北京住宅科技研究所王满生博士关于建 筑出挑构造温度应力分析的模型及夹心保温墙体温度场应力分析模型，补充了关于建筑温度 场的理论。通过建立温度场研

31、究不同保温的构造位置，引发建筑不同运动状态的分析，使得保温应用技术成为了研究五种自然力的科学。恒温恒湿的建筑工程技术的问世，消灭墙体昼夜温差，其已成为节能墙体追求的最高境界。当前中国建筑科学研究院徐伟院长提出的近零能耗建筑已成为外保温技术发展的顶尖集成。坚持节能减排的基本国策，就要发展完善外保温技术，不断延长建筑的寿命。钢筋混凝土建筑结构的设计寿命为 70 年，为其做外保温可延长寿命过 100 年，再提高节能标准，使用近零能耗建筑技术会使其寿命延长至几百年。内保温、自保温、夹心保温等应用技术，其保温层的构造位置引发建筑结构不同部位的温差，引发建筑墙体结构的不稳定，均会因此缩短建筑物的使用寿命。

32、如果提高节能标准，加厚保温层的厚度，会引发这些类型建筑结构更加不稳定。保温层的作用对建筑寿命的影响是非常重要的，延长还是缩短建筑的寿命是节能建筑和非节能建筑的分水岭。发展外保温技术是我国建筑节能发展的终极选择。1.6 用市场经济的力量让建筑节能跨入新阶段外保温技术在中国 30 年一路走来沧桑不尽。不能让外保温在否定中死亡，就须全面完善、提升外保温的行业标准，瞄准更长寿命，把 25 年的现行标准提升到 50 年，全面推进超低能耗建筑节能技术，让外保温得到新生。外保温技术在中国大地上的发展主要是靠政府的力量推动的。通过这些年的发展，中国市场经济力量的手段日渐发展。如团体标准建筑外墙外保温工程质量保

33、险规程T/CABEE 001-2019 的发布成为中国外保温技术发展进入市场经济扶优限劣的新阶段。该标准是中国首例新型跨行业标准，让两个行业共用一个标准成为首例。建筑业用该标准推进工程质量的完善发展，保险业用该标准计算保险收费系数。该标准的两个函数一个是预期保险使用年限系数，一个是工程保险收费系数。这两个函数回答了保多少年，收多少钱的问题，两个关键数据完成了跨行业的桥梁搭建。建筑外墙外保温工程质量保险规程T/CABEE 0012019 通过对外保温工程全过程的控制，从设计构造、材料指标、施工工艺，全流程全方位进行风险预测。对全流程提出了控制项和评分项，设定了评定和评比规则，使外保温工程全过程的

34、质量水平和外保温工程寿命计算联系在一起，使外保温施工品质控制的高低与保险的收费挂钩，实现外保温的质量寿命用金融手段来促保。1.7 “凤凰涅槃”带给我们的启示面对“双碳”以及“高质量”发展的新要求，外墙外保温行业发展，只有改变才能重生。在我们生活中，有时候我们必须做出困难决定，开始一个自我更新的历程。我们必须把旧的思想、旧的习惯抛弃，才能使我们获得重生，再次起飞。只要我们愿意改变旧的思维和习惯，学习新的技能，就能发挥我们的潜能，创造崭新的未来，我们需要的是自我改变的勇气和再生的决心。改变是痛苦的，但改变是必须的，当我们通过改变而获得重生后，我们就能去领略生命新的长度和高度。在时代烈火的炽烤中重生

35、并获永生。第 2 章 建筑外保温基础研究概述2.1 建筑温度场认识温度应力的分布清华大学张君教授依据墙体不同节能做法对保温材料在建筑物的不同构造位置，建立了温度场的数学分析模型。通过该模型可分析出：外保温是建筑墙体外面用保温材料包裹，隔绝了室外温度变化对建筑结构的影响，消除因温度变化产生的建筑墙体热胀冷缩的变形，稳定了结构，使结构寿命大大延长。一般钢筋混凝土结构的建筑设计寿命为七十年，做外保温保护了结构，可使寿命延长到百年以上。超低能耗建筑是全面顶级外保温技术的集合，采用外保温技术会使其有更长的寿命。内保温构造做法形成的温度场会造成建筑结构处于终生不稳定状态，外墙与内隔墙的年温差会达到 7 倍

36、（采用外保温形式，结构墙体年温度变化幅度很小，仅为 8（1624），而采用内保温时，结构墙体年温度变化幅度较大，为 55（-847），因此从这方面看内保温墙体不利于建筑墙体的热稳定），见图 2-1。同建筑的不同墙体 7 倍的温度应力差值会使建筑反复发生墙体裂缝，屋面防水破坏，地下室防水渗漏及室内冷桥部位结露、发霉等现象，俗称内保温技术综合症。内保温构造在节能早期占有大量市场，随节能技术的进步，逐步退出市场。6 05 55 04 54 0Temperature (0C)3 53 02 52 01 51 050- 5- 1 0- 1 5T L - D X J - W外 保 温 冬 季外 保 温 夏

37、 季0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0L o c a tio n ( m m )6 05 55 04 54 0Temperature (0C)3 53 02 52 01 51 050- 5- 1 0- 1 5T L - D X J - W内 保 温 冬 季内 保 温 夏 季0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0L o c a tio n ( m m )(a)(b

38、)图 2-1 冬季、夏季外保温、内保温墙体表面温度最高、最低时保温墙体沿墙厚方向温度分布(a) 外保温；(b) 内保温自保温墙体内侧年温差为 8，而外侧年温差可达 65，外侧年温差是内侧年温差的 8倍，内侧变形应力小，而外侧变形应力大，导致墙体内外两侧收缩膨胀不一致，致使产生大量的温度应力，破坏了墙体的稳定性，见图 2-2。TL -JQH -D X J-W冬 季夏 季55504540Temperature (0C)35302520151050-5-100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260L o ca tio n (m m )图 2-

39、2 冬季、夏季自保温墙体表面温度最高、最低时保温墙体沿墙厚方向温度分布夹芯保温是将保温层置于结构墙的中间，是用结构墙体去保护保温层，这种墙体构造是特别不稳定的，夹芯保温外叶墙的年温差是内叶墙的 8 倍（图 2-3），保温层加剧了两侧的墙体温差，造成了内叶墙与外叶墙的温度应力的自破坏，人为缩短建筑物寿命，一般夹芯保温建筑结构设计寿命为五十年。从建筑寿命周期看，夹芯保温是不节能建筑。TL -JXH -D XJ-W冬 季夏 季55504540Temperature (0C)35302520151050-5-10020406080100120140160L o ca tio n (m m )图 2-3

40、 冬季、夏季夹芯保温西面墙体表面温度最高、最低时保温墙体沿墙厚方向温度分布在建筑节能早期，中国建筑节能协会第一次工作会议上，甘肃建筑科学研究院李德隆教授就提出外保温的十大优点，得到全国上下一致认同；随后西安建筑科技大学刘加平院士提出窑洞理念，把稳定结构温度做为建筑节能的基本工作方向；北京市住房和城乡建设科学技术研究所王满生博士关于出挑构造外保温温度应力的分析补充了清华大学张君教授关于建筑温度场的理论；温度场模型的提出，使得外保温应用技术成为了研究五种自然力的科学；恒温恒湿建筑技术的面世使得建筑墙体消灭昼夜温差成了节能墙体技术追求的最高境界；中国建科院环能院徐伟院长关于近零能耗的标准是当前外保温

41、顶尖技术的集成。坚持节能减排的基本国策，就要发展完善外墙外保温技术系统，不断延长建筑的全寿命周期。根据外保温外表面温度状况分析，其应力集中发生区在外保温的外表面，外保温系统的材料构造组成应有充分释放温度应力的能力。外保温材料柔性构造设计应满足释放温度应力三原则：1） 柔性释放应力，外保温系统构造中外层材料允许变形量大于内层材料允许变形量，满足逐层渐变的构造设计。2） 控制相邻材料变形速度差。保温系统各构造层相邻材料之间过大的变形应力影响不同材料之间的粘结稳定，相邻材料层导热系数不宜相差过大。3） 整体柔性构造随时释放应力。保温系统中不设温度应力集中释放区，不设置分隔缝，采用柔性砂浆配柔性软配筋

42、，有机无机粉料复合聚苯颗粒形成亚弹性体，在砂浆、胶粉中配置长短不同，弹性模量不同的纤维用于分散力的传导方向。外保温柔性构造的核心思想是允许变形，诱导变形，分散并改变力的传递方向。2.2 建筑温度场认识露点温度变化影响外墙保温的五种自然力中，只有温度应力和水的相变这两种自然力在持续发挥着作用。根据建筑温度的数据分析，不同的保温构造位置会有不同的冷凝现象。外墙中的水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力分布有以下几种类型：1） 在墙体沿厚度的同一位置上，饱和水蒸气分压力高于外墙中水蒸气分压力时，这种外保温构造在此环境下是不会冷凝的，见图 2-4。图 2-4 外墙外保温水蒸气分压力分布图2） 内保温的冷凝露点

43、位置在保温层靠内侧墙体，见图 2-5。图 2-5 外墙内保温水蒸气分压力分布图3） 夹芯保温的冷凝露点位置在保温层外界面与外叶墙连接处，见图 2-6。图 2-6 外墙夹芯保温水蒸气分压力分布图4） 自保温墙体冷凝露点位置在围护结构墙体外侧附近，见图 2-7。图 2-7 外墙自保温水蒸气压分压力分布图不同的保温位置对墙体水蒸气渗透有不同的影响，内保温、夹芯保温、自保温都会在墙体部位发生结露。只有外保温露点位置不在墙体。室外温湿变化中，外保温抗裂层存在冷凝生成条件，抗裂层下的保温材料如完全闭孔或孔隙率很低，不能分散冷凝水，就会使抗裂砂浆粘结力下降，强度降低，干燥时产生干湿形变，抗裂砂浆层易产生空鼓

44、和脱落。设置水分散构造层是胶粉聚苯颗粒外保温材料系统又一个特点，将胶粉聚苯颗粒放到保温板外侧，做水分散构造是一种良好的组合，在抗裂砂浆表层上涂硅橡胶高弹底涂，防液态水进入保温层，又能方便气态水排出。2.3 耐候试验筛选长寿命构造设计我国的外保温材料大多选择了薄抹灰的构造，这种一味模仿外来技术的情况，给我国的节能技术发展埋下了隐患，经过这些年的实践，越来越多的发现这种盲从的危害。上海发布文件禁行全部薄抹灰外保温做法，就是对这种全面盲从外来技术的一种否定。外保温材料应选择什么构造做法更为科学合理，这是胶粉聚苯颗粒外保温系统材料行业标准发展过程一项重要的技术研究。在长达八年的时间里先后对市场上大多数

45、主流保温做法进行了大型耐候试验，共选择48 个外保温材料系统，积累了几百万个试验数据，终于完成这个纯研究技术的外保温构造优选试验分析。这个成果不仅国内各方节能人士共享成果，还引来美国两大机构 FM 和ASTM 的主要技术干部和法国建筑科学院专家前来参观。本试验采用的大型耐候性试验设备为两个温度控制箱体，能够同时进行四个外保温系统的耐候性试验（图 2-8、图 2-9）。图 2-8 耐候性能检测试验机外部箱体图 2-9 耐候性能检测试验机内部箱体这种试验方法能够保证同环境温度条件下同时进行不同外保温系统及不同组成材料的外保温构造对比试验，比较同条件下不同外保温系统组成材料耐候性能的优劣。这种试验方法和试验仪器在国内还是首创，试验结果令人耳目一新。每组试验均采用对比性验证，即：同材料不同构造试验，以验证材料的不同构造优选；同构造不同材料的对比试验，以验证不同材料对构造的适应性。该试验方法参照外墙外保温工程技术规程JGJ 144-2004 进行，试验步骤为：1） 高温-淋水循环 80 次，每次 6h。（1） 升温 3h：使试样表面升温至 70，并恒温在（705）（其中升温时间为 1h）。（2）