主办单位:亚太建设科技信息研究院   主管单位:中国建筑设计研究集团   支持单位:住房和城乡建设部建筑节能与科技司
首页   节能减排   课题研究   成果登记   咨询服务   科技查新   行业资讯   期刊论文   网络商城   课题信息平台   论 坛
外墙外保温技术标准现状分析--林燕成

林燕成

(北京振利高新技术有限公司,102615

 

  要:本文对外墙外保温技术标准的国内外现状进行了分析,提出了一些对外墙外保温技术标准编制的建议。

关键词:外墙  保温  技术标准

 

在国家技术政策和节能设计标准的大力推动下,我国外墙外保温技术得到长足地发展,但在推广使用过程中却遇到了一些障碍,主要原因是缺少技术标准、规范等的支持,因而出现了不少问题。所以我们很有必要对外墙外保温技术标准进行研究。

1  欧美外墙外保温技术标准现状

20世纪70年代世界面临石油危机时,西方国家开始重视节约能源,特别是建筑物的节能,并规定了具体的墙体节能指标,此时,欧美国家开始从节能的角度,在外墙上应用外墙外保温技术。

经过多年的理论研究和工程实践,欧美国家的外墙外保温系统已形成健全的、系统的规范标准体系,如:欧盟标准《具有抹面复合的外墙外保温系统欧洲技术认定指南》(EOTA ETAG 004)、《膨胀聚苯乙烯外墙外保温复合系统规范》(PrEN 13499)、《用于外墙外保温的塑料锚栓技术规程》(EOTA ETAG)、奥地利标准《膨胀聚苯乙烯泡沫塑料与面层组成的外墙组合绝热系统》(B 6110)、美国标准《外墙外保温及饰面系统的验收规范》(ICBO AC24)等等。此外,还有与上述标准配套使用的相关组成材料的性能标准和试验方法标准几十个。如:与欧盟标准《具有抹面复合的外墙外保温系统欧洲技术认定指南》(EOTA ETAG 004)相配套的《建筑保温产品——外墙外保温复合系统的抗冲击性规定》(prEN 13497)、《建筑用保温产品——胶粘剂和抹面胶浆与保温材料之间的拉伸粘接强度测定》(prEN 13494)等30多个;与美国国际建筑官员组织(ICBO)评估服务公司标准《外墙外保温及饰面系统的验收规范》(AC 24)相配套的相关组成材料的性能标准和试验方法标准40多个,其中许多标准是专用于外墙外保温技术某一特定性能或试验方法的标准,如:《外保温与装饰系统抗快速变形冲击标准试验方法》(EIMA 101.86)、《外保温及饰面系统拉伸粘接强度测试方法》(ASTM E 2134)等等。

随着建筑节能和保护大气环境要求的不断提高,欧洲各国外墙外保温技术在上世纪七、八十年代得到了迅速的发展,其中以聚苯乙烯做保温层加薄抹灰罩面的做法使用的较为普遍,为了规范外墙外保温技术,由CSTB(法国建筑技术中心)与BBA(英国建筑标准局)牵头编制,欧洲联盟建筑技术审批部于19886月发布了《墙体外保温体系(用薄抹灰罩面的聚苯乙烯保温)评估指南》(MOAT NO.22)。在此以后,又经过10多年时间的酝酿讨论,在上述标准的基础上进行大量补充修订,将于近日由EOTA(欧洲技术标准审批组织)发布一个新的外墙保温标准,名称为《具有抹面复合的外墙外保温系统欧洲技术认定指南》。这个新标准是欧洲带抹灰层的外墙外保温体系的技术总结,该标准的一些特点如下:

1)新标准涵盖了更宽的范围

如前所述,1988年标准的适用范围较为有限,所用的墙体外保温材料只限于聚苯乙稀,而且是采用薄抹灰的做法。由于建筑技术的不断进步,外墙外保温做法早已多样化,技术也日趋成熟,因此新标准涉及的范围涵盖了各种不同的保温材料,包括聚苯乙烯、岩棉、玻璃棉等等,也不限于薄抹灰。

由于该标准将由欧洲技术标准审批组织发布,在欧洲联盟不断扩大的情况下,这一标准对欧洲联盟所属国家均有规范作用。

2)新标准更强调性能而不是具体技术做法

近来,发达国家制订的新技术标准往往更强调达到所规定的性能要求,而不是规定具体的技术做法,此次修订的外墙外保温标准也是这样。只要满足标准规定的一些性能要求,技术做法可以多种多样,不拘一格,这就为技术的发展提供了广阔的空间。该新标准对外墙外保温明确提出了6项简练而明确的基本要求,然后按此要求,从整个系统、保温产品、锚固件、边角件、抹灰层和加强材料等方面,就其检验方法和使用合理性提出了评估与判定的详尽细致的规定,但对外墙外保温的具体技术做法则规定甚少。

3)新标准着重于外墙外保温的基本要求

欧洲外墙外保温新技术标准,是反复围绕外墙外保温的6条要求进行展开的:

耐力学作用和稳定性

火灾情况下的安全性

③卫生、健康与环境;

④使用安全性;

⑤隔声性能;

⑥节能与保温性能。

其中,隔声性能对外墙外保温并不很重要,因为此项要求应通过包括该系统在内的整个墙体以及窗户和其它孔洞来满足。

除上述6条以外,还有一条,即“耐久性和可用性”,也就是说,前述各项要求在该系统的寿命期内,在有关各种影响作用下均应得到满足。该标准还提出,在适当的使用和维修的条件下,该系统的假定工作寿命至少为25年。

4)新标准规定了多方面的试验方法

对于前述6项要求,新标准规定了一系列的试验方法,这些方法比原标准要详尽得多,检测及评定项目也更为丰富。其中有一些方法沿袭原标准的规定,如穿孔撞击试验,即试验时用一穿孔器将不同尺寸的击痕块撞击外保温层表面,然后检测其击痕状况。有一些试验方法则有所改动,如为试验风荷载影响而检测保温层抗吸力的试件,即较原先规定的方法有较大简化;此外,还补充了许多新的检测方法。

5)新标准规定了该系统适用性的评估判断方法

根据新标准对外墙外保温性能要求,以及按规定的方法检测的结果,该标准逐项规定了该系统各组成部分适用性的评估判断方法。例如,对整个系统及保温层对着火的反应按欧洲等级从AF级评定;吸水性、水密性、冻融循环等按通过或不通过评定;磁撞阻力、硬物撞阻力、硬物撞击阻力、穿孔阻力按分级方式评定等等。

在胶粉聚苯颗粒外墙外保温技术方面,上世纪七十年代德国的技术就已比较成熟,1985年形成了国家产品标准《灰浆和面涂  由矿物胶凝剂和聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒复合面成的保温浆料系统》(DIN 18550第三部分),并于1991年进行了修订。

在美国,由于人口密度小(33/平方公里)、森林资源丰富,其住宅绝大多数都是三层以下木结构的房屋,其保温形式大多采用木夹墙填充式保温,而膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温技术应用得也比较多,这些做法大多编制了技术标准,技术标准体系相对比较完善,但对人口密度大、高层建筑多、非木结构多的中国缺少借鉴意义。

从知识产权方面来看,美国国家标准学会(ANSI)从1974年就鼓励标准中包含专利的知识产权政策,并规范了专利权人和标准化组织所必须履行的职责。欧洲也十分重视将专利技术写进技术标准的战略研究,在外墙外保温技术标准中也不例外。

2  国内外墙外保温系统技术标准现状

我国虽然从上世纪八十年代就开始积极进行外墙外保温技术的研究,并进行了广泛地推广应用,全国范围内已经普遍实施了建筑节能50%的设计标准,北方地区的居住建筑已经大面积实施节能65%的设计标准,北京市已经提出在十二五期间要率先执行建筑节能75%的设计标准。国家对建筑节能的设计标准已经进行了修编,但对外墙外保温技术标准的研究还是很少,目前仅有4份真正意义上的外墙外保温技术标准,而且涉及内容比较少,标准的技术含量比较低,部分标准是照搬国外标准,不适合国内高层建筑比较多的现实,在国内缺乏可操作性,部分标准编入的是有知识产权纠纷的技术,因此在国内的指导意义不强。部分单一保温材料的技术标准也已相继发布实施,但与其它材料一起组成保温系统时,在应用过程中发现存在着不相容的问题,因而难以控制外墙外保温工程的质量。所以,在研究外墙外保温系统技术标准时,应以系统为出发点,而不应以单一材料为出发点,否则难以组合成质量可靠的外墙外保温系统。现有的外墙外保温技术标准没有将具有中国自主知识产权的、技术比较成熟的外墙外保温技术纳入,也未充分反应耐力学作用和稳定性、火灾情况下的安全性、卫生、健康与环境性能、使用安全性、隔声性能、节能与保温性能及耐久性和可用性。

1)《外墙外保温工程技术规程》(JG 144-2004

2003年以前,我国外保温工程出现过一些质量问题,主要是:保护层开裂和瓷砖空鼓脱落,雨水通过裂缝渗透到外墙内表面,也有个别工程出现外保温被大风刮掉等严重问题。为了规范外墙外保温工程技术要求,保证工程质量,做到技术先进、安全可靠、经济合理,由建设部科技发展促进中心主编,众多行业内科研单位和企业共同参与,编制了《外墙外保温工程技术规程》(JG 144-2004),该规程编制的目的,一是借鉴先进国家的成熟经验指导我国外保温技术的研究和应用;二是控制外保温工程质量,促进外保温行业健康发展。该标准收入了5种外保温系统,分别是EPS板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统、EPS板现浇混凝土外墙外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统、机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统。该标准不仅规定了外保温工程的基本要求,还规定了外保温系统及其组成材料的性能要求和相应的试验方法、设计及施工要点、以及上述外墙外保温系统构造和技术要求、工程验收等内容。该标准是外保温行业中最重要的一本工程建设标准,对于规范各种外保温系统甚至新开发的外保温系统都具有指导性和可操作性,对于外保温行业的发展则具有保驾护航的功效。

由于我国的外保温技术开发起步较晚,外保温系统还在不断的发展完善中,外保温工程中也存在着不少问题,如:目前大量应用的高效保温材料是可燃材料,造成一些外保温系统防火性能较差,存在着火灾隐患,加之现有的施工消防管理不严,已发生了多起外保温施工火灾事故。同时,一些新的外保温技术发展已经相对成熟,工程应用量较大,具备了写入标准的条件,而不适应当前工程需要的外保温系统也需要从标准中删除。因此,2006年启动了对《外墙外保温工程技术规程》(JG 144-2004)的修订工作,目前已进入到征求意见阶段。新修订的标准中收入了7种外保温系统:粘贴保温板外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统、EPS板现浇混凝土外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外保温系统、胶粉EPS颗粒浆料贴砌EPS板外保温系统、现场喷涂硬泡聚氨酯外保温系统、保温装饰板外保温系统等。该标准修订的主要技术内容是:外墙外保温系统和主要组成材料性能要求,外墙外保温工程设计与施工,外墙外保温系统构造和技术要求,工程验收,现场检验项目和试验方法;增加了外墙外保温工程防火设计、加强外保温工程施工防火管理等内容。但是,该标准在修订过程中思想比较保守,突破点不多,争议比较大,未能将一些防火性能优异的保温系统纳入,而对目前大家最为关心的外墙外保温防火问题涉及得很少,仅将住房和城乡建设部与公安部联合发布的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》中的部分内容搬入标准中。因此,该标准在修订过程中许多意见无法统一,严重影响了编制进度。在国家没有明确的外墙外保温防火政策的前提下,该标准是也难以再往下进行编制。

2)《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG 149-2003

该标准是针对引进国外外墙外保温技术而编制的系统产品标准,完全依赖国外技术,目前美国和德国均声称对该技术拥有知识产权,这对我国外墙外保温技术的发展极为不利。同时,由于该技术做法比较简单,成本比较低,仿冒的厂家也比较多,因而工程应用过程中出现的质量问题也最多。同时,由于该标准没有将耐候性指标要求作为强制性条文,因而影响了标准的执行力度。

模塑聚苯板(即:膨胀聚苯板)外保温系统在研究和工程应用中积累了大量的试验数据,同时,原有标准在发布之后通过大量的工程应用中也发现有需要修正之处。因此,为了充分反映相关的科研和应用成果,进一步推动模塑聚苯板外保温系统的技术进步,提高和保证其行业生产水平和技术质量,使之得以更好更快地发展,相关单位又对该标准进行修订,并准备提升为国家标准《模塑聚苯板薄抹灰外保温系统》,目前该标准已经报批。但是,由于该标准所涉及的保温系统是目前国内市场上防火性能最差的保温系统,而该标准对于防火问题又采取的是回避的态度,未能提出有效的防火构造措施,因此在当前的大环境下,该标准近期被批准的可能性极小。

3)《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG 158-2004

该标准是国内第二本外保温系统产品行业标准,于2004年发布。该标准中的产品是结合国情开发的具有自主知识产权的胶粉聚苯颗粒外保温系统,同样在基础研究并不充分的条件下,该系统产品非等效采用了《灰浆和面涂  由矿物胶凝剂和聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒复合而成的保温浆料系统》(DIN 18550第三部分)和《具有抹面复合的外墙外保温系统欧洲技术认定指南》(EOTA ETAG 004),根据我国的工程实际,调整和增加了组成材料的部分技术性能指标。

该标准至今已实施了六年多时间,应用效果良好,充分消纳了粉煤灰及废旧聚苯等固体废弃物,发挥了资源综合利用的优势,促进了我国外墙外保温技术的发展,对我国实施建筑节能50%设计标准起到了重要作用。通过几年的应用和实践,胶粉聚苯颗粒外保温技术又有了新的发展,不仅在防火技术和产品技术性能上有了一定的提升,还在构造做法了进行了创新,开发出了胶粉聚苯颗粒浆料六面或五面包裹聚苯板的复合保温技术,拓宽了胶粉聚苯颗粒浆料和聚苯板的应用范围,可满足更高节能设计标准的要求。同时,原有标准内容也有需要修编完善的内容,部分试验方法也应与最新相关标准中的试验方法协调。因此,相关单位对该标准进行了修订,目前已经进行到报批阶段,审查专家认为该标准达到了国际水平。

该标准在修订过程中充分体现了外墙外保温系统应能克服五种自然破坏力(热应力、风、水和水蒸气、火、地震力)的影响,重点关注了火对外墙外保温系统的影响,在标准中提出了防火保护层的概念,提倡采用构造防火的理念代替传统材料防火的理念来解决外墙外保温系统的防火问题,并对外墙外保温系统按保护层厚度进行了防火分级,不同的防火等级应适应相应的建筑高度或防火要求,在标准中还引入大型窗口火试验方法来验证外墙外保温系统的耐火性能。由于本标准所涉及的外墙外保温系统按照构造防火三要素(无空腔构造、分仓构造及防火找平层构造)进行设计,具有抵抗热传导、热对流、热辐射的功能,可有效阻断火灾传播的三种途径,因此本标准所涉及的外墙外保温系统实际上是一种难燃或不燃的外墙外保温系统,在防火问题上其应用范围是不受限制的,该标准报批后,相信会很快得到批准的。

4)《现浇混凝土复合膨胀聚苯板外墙外保温技术要求》(JG/T 228-2007

该标准是国内第三本外保温系统产品行业标准,于2007年发布。该标准中的外模内置膨胀聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统产品是我国自主开发研制的,其材料性能、构造做法已达到国际先进水平。外模内置膨胀聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统采用将聚苯板与混凝土墙体一次浇筑成型的方式固定保温层,保温层与墙体紧密地结合。该系统包括外模内置竖向凹槽膨胀聚苯板现浇混凝土的外墙外保温系统和外模内置钢丝网架膨胀聚苯板现浇混凝土的外墙外保温系统两种。该系统产品在膨胀聚苯板保温层和抗裂防护层之间增加了特殊功能层——防火透气过渡层,由胶粉聚苯颗粒浆料构成,提高了保温系统的防火透气功能、耐候性能,并有利于材料导热系数的过渡,以及对施工误差进行纠偏。该标准的发布实施有效规范了外模内置膨胀聚苯板现浇混凝土外墙外保温技术,并提高系统的防火安全性。通过提高防火透气过渡层的厚度也可提高该系统的防火性能,从而拓宽应用范围。

5《胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统》(CAS 126-2005

这是针对我国自主研发的外墙外保温技术而编制的系统产品标准,涉及与胶粉聚苯颗粒保温浆料有关的所有外墙外保温系统,所采用的试验方法及技术指标主要参与前三种技术标准,因而在先进性还存在一些问题。本标准力主与国际接轨,在标准中明示了含有专利技术。但由于该标准是一份中国标准化协会标准,而我国对协会标准的认同度还比较低,因而在推广应用上还存在着较大困难。

另外,涉及外墙外保温技术的验收标准、检验标准以及既有建筑节能改造规程已经编制完成并发布实施,但编制过程中存在的争议还比较多,许多问题还无法达成共识,在使用过程中发现还存在不少问题,需要留待以后解决,这对我国外墙外保温技术的发展是不利的。目前,《建筑节能工程施工质量验收规范》已经启动了修编程序,将解决其中许多有争议的问题,特别是建筑节能的防火问题。

3  对外墙外保温系统技术标准编制的一些建议

随着我国建筑节能工作的进一步推进,我们必然会加强外墙外保温技术标准的研究,并编制出的新的外墙外保温技术标准,编制过程中,应遵循如下建议:

1)外墙外保温系统技术标准在编制过程中,应参考欧美先进的技术标准,在标准中应充分考虑耐力学作用和稳定性、火灾情况下的安全性、卫生、健康和环境性能、使用安全性、隔声性能、节能和保温性能等基本要求,特别是应重点关注防火问题。

2)外墙外保温系统技术标准涉及的范围应涵盖各种不同的保温材料,包括胶粉聚苯颗粒保温浆料、膨胀聚苯板、挤塑聚苯板、岩棉、玻璃棉、聚氨酯、酚醛树脂、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、微孔硅酸钙、泡沫硅酸钙、泡沫玻璃、硅藻土制品、环氧树脂泡沫塑料等等,外墙外保温系统也不限于膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统等,还将包括现浇混凝土大模内置保温板外墙外保温系统、喷涂(浇注)硬泡聚氨酯外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统、岩棉板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、干挂式外墙外保温系统、机械锚固式外墙外保温系统、复合型外墙外保温系统及其它新型外墙外保温系统等。

3)外墙外保温系统技术标准中的技术构造措施应该是经实践证明可行的构造措施,而对于那些存在疑问的构造措施不应纳入技术标准当中。

4)对外墙外保温系统按使用安全性、防火安全性、耐候性进行分级,确定不同外墙外保温系统的使用范围,包括使用高度、使用气候区、外饰面装饰情况等。

5)纳入外墙外保温系统技术标准的技术应是具有我国自主知识产权的外墙外保温技术,避免掉进国外专利技术的陷阱中,并在技术标准中适当地纳入必要的专利技术并进行明示,与国际技术标准接轨,并有利于该技术标准在国际中竞争。

6)标准应用几年后应及时修订,确保标准的先进性。

 

参考文献

1  建设部标准定额研究所.建筑外墙外保温技术导则.中国建筑工业出版社.2006

 

作者简介:林燕成(1973~),男,高级工程师,北京市大兴区牛坊村南北京振利高新技术有限公司,102615,电话:(010)8026988-8304

 

zhenli | 作者:zhenli    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2011-12-8 | 本站原创 | 2011-12-8 11:39:00
  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口

    主办单位:亚太建设科技信息研究院 (原建设部科技信息研究所) 京ICP证030248号 网站—1 京公网安备 110102000406-1
    主管单位: 中国建筑设计研究院 支持单位:住房和城乡建设部建筑节能与科技司
    地址:北京市西城区德胜门外大街36号中国建筑设计集团A座4层(100120)电话:010-57368761E-mail:datainfo@126.com
    版权所有,未经授权禁止转载