一直以來，建筑物作為人類遮風(fēng)避雨，工作生活的棲息地，作為一種人工環(huán)境，是滿足人類物質(zhì)和精神生活需要的重要組成部分。然而，人類對感官享受的過度追求，以及不加節(jié)制的開發(fā)與建設(shè)，使現(xiàn)代建筑不僅疏離了人與自然的天然聯(lián)系和交流，也給環(huán)境和資源帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)統(tǒng)計，人類從自然界所獲得的50%以上的物質(zhì)原料用來建造各類建筑及其附屬設(shè)施，這些建筑在建造與使用過程中又消耗了全球能源的50%左右。中國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段，要在未來15年保持GDP年均增長7%以上，將面臨巨大的資源約束瓶頸和環(huán)境惡化壓力。嚴(yán)峻的事實告訴我們，中國要走可持續(xù)發(fā)展道路，大力推動建筑節(jié)能刻不容緩。
實施建筑節(jié)能，增強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能是最重要的一項措施。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻、屋面、外窗、地面等，其中，科學(xué)合理的提高外墻的保溫隔熱性能尤其顯得重要。我國通過十多年對外墻保溫技術(shù)的研究、實踐，取得了顯著的成果。各種外墻保溫技術(shù)體系的應(yīng)用研究也越來越為人們所重視，在外墻保溫系統(tǒng)中應(yīng)用擠塑型聚苯板這種性能耐久的、高絕熱性的保溫材料也成為目前一個重要的課題。下面從幾個方面分別探討。
一、擠塑型聚苯板的基本材性。
自從擠塑成型的聚苯乙烯板發(fā)明以來，這種新材料內(nèi)部為蜂窩狀閉孔結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異和持久不變的保溫性能、極低的吸水率、較高的抗壓強(qiáng)度、加工容易和便于安裝等特點，突破了過去大量保溫材料的弱點，一經(jīng)面世便迅速在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，是目前世界上公認(rèn)的理想保溫材料。
其特性簡介如下：
1、極低的吸水率
這一性質(zhì)使它具有良好的抗?jié)裥阅?，可以在濕度較大的環(huán)境中仍具有極佳的保溫性能且持久不變。
2、優(yōu)異和持久不變的保溫性能
根據(jù)國外、國內(nèi)在25℃下試驗結(jié)果，歐文斯科寧公司生產(chǎn)的擠塑聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0289W/m·K，它的保溫性能在5年內(nèi)仍能維持其使用180天時的保溫性能的90%～95之內(nèi)，這是其他材料難以比擬的，如聚胺酯經(jīng)180天之后，其保溫性能喪失達(dá)30%?？梢哉f擠塑聚苯乙烯具有優(yōu)異和持久不變的保溫性能。
綜上所述，這種保溫性能優(yōu)異、具有極強(qiáng)的抗?jié)裥阅艿谋夭牧希浅M足建筑保溫隔熱的需要。
二、外墻保溫系統(tǒng)性能的評價
盡管擠塑聚苯板具有如此良好的性能，但是應(yīng)用在外墻外保溫系統(tǒng)中還是有其獨特的要求。而且，從國外到國內(nèi)，多年的研究和實際經(jīng)驗證明，外墻外保溫是一個系統(tǒng)工程，任何一種保溫材料必須具備科學(xué)的體系設(shè)計、適當(dāng)?shù)牟牧吓涮?、合理的施工工藝，才能成功的?yīng)用和推廣，取得良好的效果。
1、擠塑聚苯板外墻保溫系統(tǒng)簡介
歐文斯科寧公司引進(jìn)并消化吸收北美、歐洲外墻保溫系統(tǒng)，建立了適合中國建筑體系的“惠圍”外墻保溫系統(tǒng)FEWEIS(Foamular Exterior Wall External Insulation System)，從安全、保溫、耐久等方面解決了擠塑聚苯板在外墻外保溫體系中的應(yīng)用技術(shù)難點，在大量的試點、示范項目上成功的應(yīng)用。
以歐文斯科寧公司生產(chǎn)的外墻專用擠塑板為保溫材料，采用粘釘方式將擠塑板固定在墻體的外表面上，聚合物砂漿作保護(hù)層，以耐堿玻纖網(wǎng)格布為增強(qiáng)層，外飾面為水溶性彈性涂料的“惠圍”外墻外保溫系統(tǒng)基本構(gòu)造圖。
系統(tǒng)中采用的擠塑聚苯板為歐文斯科寧公司專為外墻保溫系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)的外墻專用擠塑板FWB，它不僅具備恒久的、極低的導(dǎo)熱系數(shù)，更具有優(yōu)越的抗?jié)瘛⒖箾_擊、耐候等性能。通過獨特的工藝控制，它的泡孔尺寸為0.35mm，強(qiáng)度控制在150～250kPa之間，密度控制在35kg/m3以內(nèi)，使其合理的抗壓強(qiáng)度(150～250kPa)和較小的線膨脹系數(shù)。
2、安全性評價
通常認(rèn)為，擠塑板強(qiáng)度大，感覺較脆，相對于模塑聚苯板(EPS)而言，其內(nèi)部應(yīng)力及線膨脹系數(shù)較大，系統(tǒng)似乎更容易開裂。下面是FWB板與EPS之間的彈性模量與線膨脹系數(shù)比較表：
從以上參數(shù)看，F(xiàn)WB板的力學(xué)性能優(yōu)于EPS板的，是完全適合于外墻外保溫體系的應(yīng)用的。
通過大量實驗，我們對“惠圍”系統(tǒng)各層材料的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果與相關(guān)外墻保溫國標(biāo)(JG149)對比來看，均大于國家標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，相關(guān)的大型耐候性試驗也證明了該系統(tǒng)是安全可靠的。
3、保溫、耐久性能的評價
作為功能性材料，國內(nèi)對保溫材料極少進(jìn)行耐久性評價，而作為外墻外保溫性能重要指標(biāo)的保溫性能常常被忽視或有意無意地回避是一種不負(fù)責(zé)任的態(tài)度。保溫材料除進(jìn)行靜態(tài)的絕干狀態(tài)、飽和濕狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)的測定外，同樣應(yīng)進(jìn)行全服務(wù)期內(nèi)熱阻衰減的動態(tài)評估，目前保溫工程界通常有二種方法進(jìn)行檢測評估：
a．長期濕環(huán)境下熱阻保留率法TRR(Thermal Resistance Ratio)
由美國陸軍寒地研究與工程實驗室CRREL(U.S.Army Corps of EngineersCold Reqions Research and Engineering LaboratorV)科學(xué)家在1991年提出[1]，并得到廣泛認(rèn)可。此法以保溫材料在長期濕環(huán)境下熱阻保留率來判別保溫材料耐久性。從下圖明顯地看出在700天中70%相對濕度下各種報溫材料的熱阻保留率相差極大，XPS作為唯一熱阻保持在80%以上的材料而被保溫工程界廣泛認(rèn)可，從而成為保溫工程應(yīng)用的首選材料。
b．加速凍融下熱阻保留率法TRR after FREEZE/THAW
CYCLES凍融循環(huán)的加速老化方法是通常用于測定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的檢測方法，近年來也成為廣泛用于測定保溫材料的耐久性的檢測、判別手段，檢測方法按ASTM C-666 ProcedureA進(jìn)行。即在若干次凍融循環(huán)后進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)的測定，并以判別其熱阻保留率。下圖為經(jīng)過200次：東融循環(huán)后一些保溫材料的體積吸水率及熱阻保留率變化，注意許多開口型保溫材料(如珍珠巖、漿料類保溫材料)經(jīng)過若干次凍融循環(huán)后強(qiáng)度急劇下降而無法繼續(xù)進(jìn)行此項檢測。
以上兩種方法均證明了FWB板在保溫性能的卓越特征，這對于外墻保溫體系尤其具有重要的意義。因為，任何一個保溫系統(tǒng)的使用年限都在十幾年甚至幾十年，長期的保溫性能帶給業(yè)主的保溫節(jié)能效益是非常顯著的。這也是我們目前許多業(yè)主和開發(fā)單位容易忽略的問題。
三、總結(jié)
通過對“惠圍”外墻保溫系統(tǒng)基本性能的簡要分析，我們認(rèn)為：擠塑型聚苯板是可以應(yīng)用在外墻保溫方面，但不是所有類型的擠塑型聚苯板都適合于外墻外保溫應(yīng)用，必須通過先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保該產(chǎn)品能夠達(dá)到合理的抗壓強(qiáng)度(150～250kPa)和較小的線膨脹系數(shù)，較高的產(chǎn)品外形精度，同時還必須控制系統(tǒng)各項材料的相容性及面飾材料的匹配性、保溫方案設(shè)計的可行性以及施工的可控性，才能夠完善的應(yīng)用。
