韋延年 （四川省建筑科學研究院）
王建國 (成都齊能保溫材料工程有限公司)
一、 前言
隨著國家相關(guān)建筑節(jié)能保溫規(guī)范的強制推行，全國各地的建筑保溫 市場發(fā)展迅猛，這種脈沖式高速發(fā)展給建筑圍護結(jié)構(gòu)的技術(shù)及工業(yè)體系造成巨大壓力。在差別巨大的不同氣候區(qū)域和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地理范圍內(nèi)，依靠JG-158、 JG-144兩個產(chǎn)品體系和一些地方的小品種承擔數(shù)量巨大，種類不同的建筑圍 護結(jié)構(gòu)的保溫構(gòu)造是十分無奈和不合理的現(xiàn)實。
以我們了解的中國西部成都地區(qū)的情況為例，目前建筑保溫市場存 在嚴重的技術(shù)及市場問題。其主要表現(xiàn)是：
1. 發(fā)展商對保溫工程態(tài)度不積極，缺乏管理及技術(shù)經(jīng)驗技術(shù)，技術(shù)產(chǎn)品 體系及供應商選擇通常以低價格為目標。
2. 保溫施工公司技術(shù)水平低，短線經(jīng)營意識流行，只想賺快錢，缺乏質(zhì) 量安全意識和長期經(jīng)營準備。
3. 技術(shù)體系少，設(shè)計院和發(fā)展商難為不同類型建筑進行選擇。
4. 缺乏從保溫材料生產(chǎn)到建筑保溫應用的全體系高質(zhì)量服務(wù)供應商
鑒于推行建筑節(jié)能已經(jīng)成為國家的國策，各級建筑管理部門正加大 力度推行建筑保溫的實施，但當前市場多方利益的博弈的結(jié)果使得建筑保溫行業(yè)的發(fā)展亂象紛呈，按目前的發(fā)展態(tài)勢很可能出現(xiàn)一大批具有嚴重問題的工程，貽害無 窮。建筑保溫行業(yè)的成長需要時間，建筑保溫產(chǎn)業(yè)的成長和發(fā)展必須符合技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展的規(guī)律，本文試圖以當前市場特點分析及國內(nèi)保溫技術(shù)體系的發(fā)展沿革為線 索，尋求符合冬冷夏熱及冬暖夏熱地區(qū)的建筑圍護保溫技術(shù)體系及選擇原則。
二 目前市場保溫技術(shù)體系簡述及特點分析
我國的建筑保溫市場發(fā)展是從北方寒冷地區(qū)開始實行的，初始的技 術(shù)體系主要是膠粉聚苯顆粒體系（JG-158）和苯板體系（JG-144），苯板體系主要引進歐洲標準并相應制訂了國標。由于苯板體系的 技術(shù)規(guī)程主要由國外引進，從材料制造技術(shù)體系甚至工程管理體系都直接引進歐洲標準，早期市場的主要承包商也是外資公司，其特點是質(zhì)量控制嚴，施工質(zhì)量高， 同時價格也很高，早期雙包施工價格在每平米100元以上，目前由于國內(nèi)廠商的介入競爭，現(xiàn)在的市場價也通常在60－80元/m2范圍。而膠粉聚苯顆粒體系主要由國內(nèi)廠商推出以JG-158為技術(shù)規(guī)程。在北方大量的施工實踐中，也有許多成功范例，實際施 工面積相當巨大。但由于現(xiàn)場施工控制不嚴，惡性競爭的結(jié)果使一大批中低價工程出現(xiàn)嚴重質(zhì)量事故。同時此方案在起初設(shè)計階段為滿足北方嚴寒氣候的要求，該技 術(shù)體系將導熱系數(shù)確定在0.06以下，導致該體系整體力學強度偏低，在保溫層上進行后繼工序的 施工時，如室內(nèi)裝飾裝修工程時容易破壞保溫層。由于目前國內(nèi)房地產(chǎn)市場很少精裝房，業(yè)主在入住前通常需要進行二次裝修，在采用聚苯顆粒進行內(nèi)保溫的情況 下，大量出現(xiàn)大面積破壞內(nèi)保溫，甚至出現(xiàn)大面積拆除內(nèi)保溫層的情況。為應對這種現(xiàn)實，北京市及建設(shè)部相關(guān)部門專門發(fā)文禁止在內(nèi)保溫中使用漿體保溫材料（文 號附件）此后全國各地建筑管理部門均以此為依據(jù)，以多種文件方式限制漿體類內(nèi)保溫的技術(shù)體系的使用。這種現(xiàn)實給后來的各種漿體類保溫材料和內(nèi)保溫體系的發(fā) 展設(shè)置了一定的障礙。另一方面，盡管人們都樂于談?wù)撃z粉聚苯顆粒將很快退出市場，但現(xiàn)實中該體系仍然是施工中數(shù)量最大的體系，甚至存在嚴重問題的低價格膠 粉聚苯顆粒內(nèi)保溫體系也在大面積上墻。這種現(xiàn)實即將給建筑業(yè)帶來極大的危害。
目前主流的節(jié)能技術(shù)規(guī)范JG-158，JG-144均以聚苯乙烯作為多孔保溫介質(zhì)的基礎(chǔ)材料，因此基本可以將該類材 料列為有機系列的保溫材料，有機系列的保溫材料存在耐久性破壞（壽命不長）和防火安全兩大問題，在不同的使用場合受到一定的限制或存在一定的隱患，目前的 規(guī)范一般要求只能做外保溫并需要設(shè)計防火隔離措施，但現(xiàn)實中仍然有使用XPS板 做內(nèi)保溫的工程項目。
三 建筑保溫生產(chǎn)及應用行業(yè)的兩大基本問題
在目前我國保溫材料的生產(chǎn)及應用中存在兩個基本的大問題：
生產(chǎn)行業(yè)：有機材料體系或是無機 材料體系；
對于生產(chǎn)行業(yè)而言，有機和無機保溫材料體系涉及完全不同的原料 體系及加工工藝方法，專業(yè)人員的基礎(chǔ)也完全不同，因此就生產(chǎn)行業(yè)而言，很少有企業(yè)可以橫跨這種專業(yè)的界線。有機保溫材料主要以各種石油化工下游產(chǎn)品為基 礎(chǔ)，制造各類輕質(zhì)多孔材料，其特點是隔熱性能好（導熱系數(shù)?。顭嵯禂?shù)低（熱容量?。┻m合作為阻止熱傳遞的材料使用，但是其吸熱能力差，熱惰性性能不 好。而且其價格隨國際市場石油價格波動。就目前國內(nèi)保溫產(chǎn)品原材料而言，定價權(quán)基本控制在跨國公司手中，短期內(nèi)成本下降基本不可能，同時有機保溫體系存在 施工工藝要求技術(shù)水平較高的問題。
無機材料的特點是耐久性能穩(wěn)定，蓄熱性能好（吸熱量大），隔熱 性能主要依靠材料的微孔結(jié)構(gòu)中空氣作用，雖然強度比普通建材較低，但性能穩(wěn)定，而切因用量巨大而以地方原材料為主，通?？梢耘c各種工業(yè)廢渣或低品級礦物混 合使用，對于環(huán)境保護和資源充分利用具有良好推動。但一般體積較重，跨地運輸困難，企業(yè)一般靠近原料產(chǎn)地，通常存在合理的服務(wù)半徑。在建筑保溫材料中使用 的無機材料有石膏和水泥兩大類別并配合各種地方礦物或工業(yè)廢料使用。
保溫材料的建筑設(shè)計應用：內(nèi)保溫 或是外保溫
目前在建筑保溫技術(shù)體系有內(nèi)保溫，外保溫，墻體自保溫三種技術(shù) 線路，因為墻體自保溫的分額很小，內(nèi)保溫或者外保溫成為市場主流。
內(nèi)保溫的主要技術(shù)優(yōu)點是施工容易，缺點是如果保溫層較厚的情況 下?lián)p失室內(nèi)有效使用面積，在北方寒冷地區(qū)及多雨地區(qū)，如果外氣候條件對墻體產(chǎn)生侵蝕或有水分滲入（特別是對于多孔磚墻體材料和外墻施工質(zhì)量不好的情況 下），可能因為滲水而破壞內(nèi)保溫的作用。一般情況下，有機材料做內(nèi)保溫存在火災時的煙塵毒害和強度過低的問題。就目前國家頒布的主流規(guī)范中都是為解決北方 寒冷地區(qū)的氣候條件而追求阻隔熱傳導性能而采用的有機材料體系，對這些體系的應用表明，有機類保溫材料技術(shù)體系更適用于外保溫的場合，由于外保溫體系形成 的隔絕層對建筑外墻具有很好的保護作用，如果施工質(zhì)量良好，對于建筑墻體的耐久性具有良好作用，反之如果施工質(zhì)量有問題，則帶來的問題不僅是保溫體系失 效，而且會造成建筑外裝飾層破壞及脫落，有可能危及公共安全。
四 不同氣候區(qū)和不同經(jīng)濟發(fā)達程度對建筑保溫體系的選擇影響
中國幅員廣闊，氣候條件變化大，地方原材料體系先差萬別，特別 是經(jīng)濟發(fā)達程度不一，商品房房價從每平米一千元到數(shù)萬元，為應對這種情況必須發(fā)展各種不同的建筑保溫體系，而不能依靠簡單的幾個規(guī)范體系來服務(wù)當前的建筑 保溫市場。
我們認為在在冬冷夏熱地區(qū)和冬暖夏熱地區(qū)由于保溫體系需考慮夏 日空調(diào)節(jié)能與冬天取暖節(jié)能的平衡，需要增大隔熱材料的熱惰性，同時考慮到南方多雨氣候給建筑外保溫層帶來的耐久性破壞作用（干濕循環(huán)和溫度變化）需增加材 料的力學性能（抗拉強度和韌性），為此可以調(diào)整材料的導熱系數(shù)。同時對經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，特別是廣大農(nóng)村和普通商品房（房價５０００元/m2以下)應盡量使 用當?shù)卦弦怨?jié)約成本，同時施工工藝應該簡易可行，容易控制質(zhì)量。
以成都地區(qū)的氣候為標準，我們認 為無機建筑保溫砂漿內(nèi)外雙層抹灰應該大力推廣。
無機保溫沙漿是目前市場上一種新型保溫材料，無機保 溫砂漿的主要的技術(shù)特點：
1、 無機保溫沙 漿有極佳的溫度穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性：
無機保溫砂漿 材料保溫系統(tǒng)系由純無機材料制成。耐酸堿、耐腐蝕、不開裂、不脫落、穩(wěn)定性高，不存在老化問題，與建筑墻體同壽命。
2、 施工簡便，綜合造價低：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)可直接抹在毛坯墻上，其施工方法與水泥砂漿找平層相同。該產(chǎn)品使用的機械 ，工具簡單。施工便利，與其他保溫系統(tǒng)比較有明顯的施工期短、質(zhì)量容易控制的優(yōu)勢。
3、 適用范圍廣，阻止冷熱橋產(chǎn)生：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)適用于各種墻體基層材質(zhì)，各種形狀復雜墻體的保溫。全封閉、無接縫、無空腔， 沒有冷熱橋產(chǎn)生。并且不但做外墻外保溫還可以做外墻內(nèi)保溫，或者外墻內(nèi)外同時保溫，及屋頂?shù)谋睾偷責岬母魺釋樱瑸楣?jié)能體系的設(shè)計提供一定的靈活性。
4、 綠色環(huán)保無公害：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)無毒、無味、無放射性污染，對環(huán)境和人體無害，同時其大量推廣使用可以利用部 分工業(yè)廢渣及低品級建筑材料，具有良好的綜合利用環(huán)境保護效益。
5、 強度高：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)與基層粘結(jié)強度高，不產(chǎn)生裂紋及空鼓。這一點在國內(nèi)所有的保溫材料相比具有一 定的技術(shù)優(yōu)勢。
6、 防火阻燃安 全性好，用戶放心：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)防火不燃燒?？蓮V泛用于密 集型住宅、公共建筑、大型公共場所、易燃易爆場所、對防火要求嚴格場所。還可作為放火隔離帶施工，提高建筑防火標準。
7、 熱工性能好：
無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)蓄熱性能遠大于有機保溫材料，可用于南方的夏季隔熱。同時其導熱系數(shù)可以達到0.07 W/m.K以下，而且導熱性 能可以方便地調(diào)整以配合力學強度的需要及實際使用功能的要求，可以在不同的場合使用，如地面，天花等場合。
8、 防霉效果好：
可以防止冷熱橋傳導，防止室內(nèi)結(jié)露后產(chǎn)生的霉斑。
9、經(jīng)濟性好
如果采用適 當配方的無機保溫砂漿材料保溫系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的室內(nèi)外批蕩雙面施工，可以達到技術(shù)性能和經(jīng)濟性能的最優(yōu)化方案
五 ?；⒅闊o機保溫系統(tǒng)的主要技術(shù)特點
?；⒅闊o機保溫系統(tǒng)以玻化微珠干混保溫砂漿為保溫層，在保溫層面層涂抹一層具有防水抗?jié)B、抗裂性能的抗裂砂漿，與 保溫層復合形成一個集保溫隔熱、抗裂、防火、抗?jié)B于一體的完整體系。該系統(tǒng)不僅具有良好的保溫性能，同時具有優(yōu)異的隔熱、防火性能且 能防蟲蟻噬蝕，屬新型建筑保溫材料，目前在國內(nèi)屬于推廣階段。新近推出的國家標準GB/T 20473-2006為無機保溫砂漿的推廣打 開了新的空間。
成都齊保溫材料工程公司從2005年起獨立研究開發(fā)了?；锌瘴⒅楸厣皾{，推出了市場急需的，以國內(nèi)可大量工業(yè)生產(chǎn)的原料為基礎(chǔ)的無 機輕集料保溫砂漿。產(chǎn)品性能見表格。這種產(chǎn)品除了在新建建筑的建筑保溫方面的應用取得良好效果外，還具有在既有建筑節(jié)能改造方面具有廣闊的應用優(yōu)勢，同時 在南方多雨地區(qū)做為加氣混凝土的保溫型表面粘結(jié)砂漿也有很大的應用前景。
輕骨料?；⒅槭且环N無機物玻璃質(zhì)礦物材料，是由火山巖粉碎成礦砂，經(jīng)過 特殊膨化燒法加工而成，產(chǎn)品呈不規(guī)則球狀體顆粒，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，表面呈玻璃化封閉狀態(tài)，封閉度有一定變化，理化性能穩(wěn)定，具有質(zhì)輕、隔熱防火、耐高低 溫、抗老化等優(yōu)良特性?？刹糠痔娲勖夯移?、玻璃漂珠、普通膨脹珍珠巖、聚苯顆粒等諸多傳統(tǒng)輕質(zhì)骨料在不同制品中的應用，是一種環(huán)保型高性能無機輕質(zhì)絕 熱材料。玻化微珠的顯微照片見圖。
表1性能指標（成都齊能企業(yè)標準）
|
項 目 |
指 標 |
|
|
W（內(nèi)外墻面） |
F（地板） |
|
|
濕表觀密度，kg/m3 ≤ |
680 |
800 |
|
干表觀密度，kg/m3 |
260-350 |
350-450 |
|
導熱系數(shù)，W/（m·K） ≤ |
0.07 |
0.1 |
|
蓄熱系數(shù)，W/（m2·K） ≥ |
0.8 |
0.8 |
|
抗壓強度，kPa ≥ |
300 |
700 |
|
壓剪粘結(jié)強度，kPa ≥ |
100 |
200 |
|
線性收縮率，‰ ≤ |
3 |
3 |
|
吸水率，% ≤ |
15% |
10 |
|
初凝時間，min ≥ |
120 |
120 |
|
終凝時間，min ≤ |
240 |
240 |
|
軟化系數(shù) ≥ |
0.7 |
0.7 |
|
放射性 內(nèi)輻射ＩRa ≤ |
1.0 |
1.0 |
|
外輻射Ｉγ ≤ |
1.0 |
1.0 |
|
燃燒性能 |
A級 |
A級 |
無機保溫砂漿雙層抹灰 的熱工學分析：
為滿足相關(guān)國家建筑節(jié)能規(guī)范的要求，在冬冷夏熱地區(qū)通常建筑外保溫墻體保溫體系采用2.5—3.0厘米膠粉聚苯顆粒保溫 體系或2.0厘米EPS苯板薄抹灰保溫體系， 如果粗略地假設(shè)表面抗裂防水層相同，按照導熱性能的分析可以得出：
保溫砂漿與膠粉聚苯顆 粒對比：R=δ/λ= 2.5/0.06=δ/0.07
δ=2.91厘米
保溫砂漿與EPS苯板對比：R=δ/λ= 2.0/0.04=δ/0.07
δ=3.50厘米
可見僅就導熱性能分析，3-3.5厘米的無機保溫砂漿可以符合國家的建筑節(jié) 能規(guī)范，但保溫層的熱惰性指標大為改善，這對冬冷夏熱地區(qū)的雙季作用具有重要意義。但如果采用這種厚度的內(nèi)保溫施工可能占用室內(nèi)有效使用面積，同時難以克 服建筑墻體水汽滲透對室內(nèi)保溫層的破壞；如果單純采用外保溫，則可能因為厚度帶來的力矩使得體系的受力狀態(tài)惡化，影響外保溫及裝飾層的耐久性。解決這個問 題的有效方法是：工藝上采用1.5厘米室內(nèi)無機保溫砂漿抹灰+墻體+2.0厘米室外無機保溫砂漿抹灰的工藝，可以在滿足相關(guān)國家節(jié)能設(shè)計規(guī)范的前提下，大 大提高墻體的熱工性能（傳熱系數(shù)K，熱惰指數(shù)D 同時滿足），避免了內(nèi)保溫厚度過大的缺陷，降低了建筑墻體重量，同時依靠外保溫隔熱防水體系大大改善墻體的耐環(huán)境腐蝕能力，延長建筑圍護構(gòu)造壽命。如果計 算傳統(tǒng)抹灰砂漿的人工及材料損耗，保溫層的實際成本可以具有相當?shù)氖袌龈偁幜Α?/span>
初步計算表明根據(jù)成都地區(qū)目前的市場成本水平，每平米70元的施工價格可以 為市場提供一個優(yōu)異的技術(shù)產(chǎn)品選擇方案。
四 結(jié)論：及中西部不發(fā)達地區(qū)的非高檔商品房建筑保溫體系優(yōu)化方案：無機保溫砂漿內(nèi)外雙層抹面
通過初步的分析和部分工程實踐研究，我們提出：
1. 針對當前建筑業(yè)技術(shù)發(fā)展水平要在全國范圍內(nèi)強制推行外保溫勢必留 下一大批工程質(zhì)量嚴重不合格的項目，結(jié)果是欲速而不達，應該根據(jù)不同的建筑氣候分區(qū)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平確定適合當?shù)亟ㄖ袌龅谋丶夹g(shù)體系，不能以膠粉聚苯 顆粒的部分工程質(zhì)量例證否定內(nèi)保溫技術(shù)體系。在冬冷夏熱地區(qū)和冬暖夏熱地區(qū)和經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，特別是廣大農(nóng)村和普通商品房(房價5000元/m2以下)，建筑內(nèi)保溫也是一個可行的技術(shù)方案。建筑內(nèi)保溫的主要優(yōu)勢是體系施工安全，人工及管理成本相對低廉。 保溫效果兼顧冬天采暖與夏天制冷兩方面。但采用內(nèi)保溫體系時對建筑墻體的施工質(zhì)量應作出相應要求。
2 由于消防標準的要求，適合做內(nèi)保溫的技術(shù)體系基本上屬于無機材料體系（如果采用有機材料體系，其防火處理可能導致不可承擔的價格上升），無機建筑內(nèi)保溫體 系可以分成石膏系和水泥系兩大類。隨著國家建筑保溫砂漿標準（GB/T 20473-2006）的頒布，大規(guī)模推廣無機保溫砂漿的條件已經(jīng)成熟。根據(jù)該標準的規(guī)定，無機保溫砂漿分為I(W) II(F) 兩種類型。 I型適合建筑內(nèi)外墻面，II型適合地板面及屋頂?shù)谋兀ㄆ渲笜伺c成都齊能公司企業(yè)標準基本符合）。成都齊能保溫材料工程有限公司已經(jīng)開發(fā)了以上產(chǎn)品并有了 50000平米的工程應用實例。
3 根據(jù)以上分析，我們提出在中西部欠發(fā)達地區(qū)推廣無機保溫砂漿雙層建筑保溫體系：
