1.6　我国外墙外保温系统的发展

1.6.1　基本发展历程

外墙外保温技术于二十世纪四十年代开始出现在欧洲。但是最初的外墙外保温系统耐久性较差，不能很好地满足人们的需求。随着材料科学的发展和建筑技术的进步以及人类能源危机意识的增强，外墙外保温技术得到快速发展。这一技术在欧美等发达国家大面积应用已有四十多年的历史，并取得了良好的经济和社会效益。

指导我国外墙外保温系统发展的理论基础是欧洲技术体系，引领我国外墙外保温系统发展的工程实践是薄抹灰外墙外保温系统。特别是早期在我国活跃的“专威特”保温系统，对引导和推动我国外保温技术的发展做出了贡献。经过十余年的发展，随着我国经济、技术水平的提高，特别是建筑技术的进步，外墙外保温系统已由当年的薄抹灰系统发展成为多样化的保温系统。其中，大模内置保温系统、胶粉聚苯颗粒保温系统以及各种形式的钢丝保温板构成的系统均具有我国的特色。

建筑工业化是建筑技术发展的一个方向，建筑工业化的特征之一是减少现场加工性施工，迁移至工厂预制，现场安装。建筑工业化便于品质控制和标准化生产，促进建筑质量和劳动效率的提高，降低露天作业劳动强度。人力成本的提高，在一定程度上促进了建筑工业化的发展。

1.6.2　薄抹灰外墙外保温系统

薄抹灰系统基本构造的构成包括：保温粘结层（含机械锚固锚栓）、保温层、防护层（含增强玻璃纤维网格布）和饰面层。薄抹灰外墙外保温系统在欧洲具有较为完善的技术支撑标准体系，重要的系统标准包括如下几项。

（1）ETAG 004：Guideline for European technical approval of external thermal insulation composite systems with rendering；

（2）ETAG 014：Guideline for European technical approval of plastic anchors for fixing of external thermal insulation composite systems with rendering；

（3）EN 13499：Thermal insulation products for buildings — External thermal insulation composite systems （ETICS）based on expanded polystyrene —Specification；

（4）EN 13500：Thermal insulation products for buildings — External thermal insulation composite systems （ETICS）based on mineral wool — Specification。

在此基础上，我国制定了JGJ 144《外墙外保温工程技术规程》和JG 149《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》等技术文件，从而引导和指导我国的建筑外墙外保温系统在较短时间得到飞速发展。

薄抹灰外墙外保温系统具有构造简单、材料简便、安全可靠等显著优点，是我国外墙保温的主导形式。该系统也存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

（1）在构造系统中每一层次的材料均处于受力状态，因此要求材料具有相应的强度，特别是垂直于表面的拉伸强度，对于重质材料还需要压剪强度的表征。这样，限制了一些密度更小、但强度不足的材料的使用。

（2）因为系统各构造层受力，这就要求饰面层的重量不可过大。目前对薄抹灰外墙外保温系统饰面层的要求是采用涂料或者装饰砂浆等轻质材料。墙砖是国人比较青睐的饰面材料，但其受制于系统安全性的担忧，在谨慎中前行。尝试最多的是将防护层中的玻璃纤维网布改变为钢丝网，将薄抹灰改变为厚抹灰，以实现外饰墙砖。因此，基于薄抹灰外墙外保温系统的建筑装饰的多样化受到一定限制。

（3）薄抹灰外墙外保温系统的构造层是在工地现场由人工逐步施工，限于环境条件和工人技术水平的差异，施工质量的控制难度较大。例如，氟碳漆仿铝塑板效果的施工对抹灰层的平整度的要求极高，基于现场施工的效果很不理想。

（4）现场湿作业，对环境污染较大，特别是对于既有建筑节能改造工程湿作业对环境的影响更加突出。

鉴于以上问题，工程技术人员在不断革新现有系统，探讨新的保温系统。

1.6.3　保温装饰一体化外墙外保温系统

如图1-20，将薄抹灰系统构造中的抹面层和饰面层合一，形成的产品称为面板，然后将面板与保温层合一构成保温装饰一体化板。即将薄抹灰系统中抹面层、饰面层和保温层三者合一构成保温装饰一体化板。

相比于薄抹灰系统，保温装饰一体化系统的特点表现在如下几个方面：

（1）保温装饰一体化板实现工厂预制成型，提高了品质控制能力和控制效果，减少了现场作业量。

（2）饰面形式可以多样化。面板包括金属板、石材、表面装饰后的硅酸钙板、水泥纤维板等等。

（3）减少了现场的施工量及其引起的施工作业污染。

保温装饰一体化外墙外保温系统虽能较好地弥补薄抹灰保温系统的不足，但其本身也存在一些问题须要解决。首先要解决的是面板与保温材料的结合问题，因为在这种构造中同样涉及结构安全性的问题，特别是对于面板重量过大的一体化板材。目前，基本采用粘贴的方法将面板与保温材料相结合，包括采用专门的粘结剂和复合过程的自粘结两种形式。

其次要解决的是一体化板与墙体的结合问题。与薄抹灰系统相似的做法是将一体化板粘贴在外墙面上，辅助以机械锚固。由于一体化板不便于与墙面找平，因此粘贴法对于施工精度的要求很高。

保温装饰一体化板还可以采用干挂的方法施工，即利用面板强度，在面板上做出背栓，然后通过连接件将一体化板固定在墙体上。为了便于安装，在一体化板和墙体之间需要留出一定的间隙，这样就形成了背部空气层（背通风）。密闭的空气层对保温是有利的，但与外界形成透风的空气层则会对保温产生不利的影响。为此，有些做法是将空气层采用浆料填充。

目前，饰面板的材质和饰面方法丰富多彩。饰面材质包括：金属板、饰面的硅酸钙板、饰面的水泥纤维板、薄型石材、薄型瓷板等等。饰面方法包括：平涂、凹凸多彩、仿石材、仿木纹、仿铝塑板、压型纹理饰面板等等。复合方式主要包括：平面/平面复合、部分包裹复合、全包裹复合、夹心复合等（见图1-21）。

1.6.4　装配式外墙外保温系统

为了降低一体化板在安装时的难度，借鉴其装饰性、干法施工等优点，形成了装配式外墙外保温系统。目前的装配式保温系统特征如下。

（1）面板独立支撑，保温材料不再受力。因此降低了对保温材料强度的要求，有很大的余地选择保温材料的种类和密度；

（2）独立支撑的面板通过机械固定的方式安装，施工时不再有湿作业，可以提高劳动效率。同时，系统对于支撑体系的强度、抗风压等性能提出很高的要求。

（3）采用非粘贴方法施工，对于墙体墙面的状态要求降低。对于既有建筑，由于墙体粉化、老化等原因，造成墙面的粘结拉伸强度不足，墙体的强度状态及其分布情况测试量很大，掌握难度很大。装配式系统避免了与墙面直接作用，因此对于既有建筑节能改造具有很好的适应性。另一方面，由于锚固生根于墙体结构，对墙体的结构强度要求很高。

（4）面板形式和装饰效果的更加多样化。

装配式外墙外保温系统从构造上与传统的幕墙构造有近似之处，但也存在较大的差别：幕墙设计出发点是“墙”，即幕墙的面板，而装配式保温系统的出发点是保温的构造；幕墙的面板（如石材）重量很大，而装配式保温系统尽量降低面板重量，每平方米的重量在10～20kg；以此，幕墙的龙骨构造复杂、用钢量大，包括横竖龙骨，而装配式保温系统的龙骨简单、用钢量少。当然，装配式外保温系统借鉴了很多幕墙的设计理念，结合保温系统的需要进行了深入的结构计算、热工计算和施工技术研究和开发。

图1-22显示两种典型的装配式外墙外保温系统。图1-22（a）中将盒状的保温装饰一体化板固定在龙骨上，而龙骨通过机械方式固定在基层墙体上。图1-22（b）将龙骨通过固定在基层墙体上的点支式基座固定，独立的面板固定在龙骨上，保温材料独立固定在基础墙体上。

1.6.5　构件式外墙外保温系统

上述保温系统的共同特点是，保温系统都在围护墙体施工完成后进行。构件式外墙外保温系统的特征则在于：保温构造是预制墙体构造的一部分，保温系统与围护墙体同步完成施工，见图1-23。构件式外墙外保温系统是装配式保温系统的一种形式。大模内置外保温系统尽管与围护墙体同步施工，但不属于构件式保温系统。保温材料制成模型框架，其中填充钢筋混凝土也不属于构件式保温系统。

构件式外墙外保温系统首先应从设计入手，通过对结构、模板、支撑等的优化设计达到减少现场施工和湿作业的目的。其次是通过新技术的转化和应用，尤其是建设部十项新技术的应用，提高现场施工的绿色化和机械化。