聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的應(yīng)用

李曉靜　王磊　潘振勇　胡迎蘭　竇忠山

摘? ?要：從外墻隔熱保溫技術(shù)理論知識(shí)出發(fā)，在探究聚氨酯硬泡保溫材料優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步梳理了聚氨酯硬泡的技術(shù)性能，并深入探究了聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的基本技術(shù)要點(diǎn)和施工工藝等，旨在為進(jìn)一步擴(kuò)大聚氨酯硬泡技術(shù)在我國(guó)保溫體系中的應(yīng)用范圍和提升應(yīng)用水平帶來(lái)更多的啟迪。

關(guān)鍵詞：聚氨酯硬泡;外墻保溫;應(yīng)用

縱觀我國(guó)現(xiàn)階段的外墻保溫工程施工，用現(xiàn)場(chǎng)澆筑法完成工程施工以強(qiáng)化外墻保溫性能是重要施工內(nèi)容。但該施工方法大多是在密閉的模板內(nèi)澆筑定量聚氨酯硬泡，利用聚氨酯材料在模板內(nèi)的發(fā)泡性能以強(qiáng)化墻結(jié)構(gòu)保溫功效，在保證建筑工程滿足現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)外墻保溫需求的基礎(chǔ)上，減少對(duì)資源的消耗和對(duì)周圍環(huán)境的污染，為增加外墻保溫層平滑度作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。因此，針對(duì)聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的應(yīng)用研究有著不可忽視的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1? ? 外墻隔熱保溫技術(shù)概述

外墻隔熱保溫技術(shù)主要有外墻內(nèi)保溫技術(shù)、外墻外保溫技術(shù)、內(nèi)外混合保溫技術(shù)。外墻內(nèi)保溫技術(shù)是將隔熱保溫材料放置于建筑工程外墻體靠近房屋建筑的內(nèi)側(cè)，能夠利用隔熱保溫材料的耐水性和耐候性等，并在一定程度上降低耐水性、耐候性等性能要求，適用于單一住戶的建筑工程隔熱保溫處理，能達(dá)到相關(guān)政府部門節(jié)能30%左右的目標(biāo)。但在此過(guò)程中，外墻內(nèi)保溫技術(shù)存在建筑工程裝飾面易開(kāi)裂、建筑工程結(jié)構(gòu)圈梁、構(gòu)造柱等重要部位熱橋熱損失較大和建筑工程裝飾面容易發(fā)生結(jié)露霉變等不良現(xiàn)象，不利于建筑工程結(jié)構(gòu)的二次裝修，且在一定程度上占用了建筑工程結(jié)構(gòu)業(yè)主內(nèi)部使用空間，使得外墻內(nèi)保溫技術(shù)的應(yīng)用范圍受到了極大限制。同時(shí)，外墻內(nèi)保溫技術(shù)僅僅滿足我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的第一階段要求，并不能滿足我國(guó)現(xiàn)階段關(guān)于建筑工程節(jié)能50%和65%對(duì)應(yīng)的第2、第3階段外墻保溫要求[1]。

2? ? 聚氨酯硬泡保溫材料的優(yōu)勢(shì)

眾所周知，聚氨酯硬泡即硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，該建筑工程材料由于其保溫性能良好且受外界環(huán)境變化影響較小的重要優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)建筑工程隔熱保溫領(lǐng)域。（1）硬泡聚氨酯具有熱導(dǎo)系數(shù)低的獨(dú)特性能。聚氨酯硬泡塑料建材在同樣的外墻面隔熱保溫效果下，其導(dǎo)熱系數(shù)僅僅是發(fā)泡聚苯板材料的一半左右，是我國(guó)現(xiàn)階段所使用建筑工程材料中導(dǎo)熱系數(shù)最低的外墻隔熱保溫材料之一。（2）聚氨酯硬泡塑料板具有獨(dú)特且良好的防滲水功能，聚氨酯硬泡內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)獨(dú)特且較為緊密，閉孔率高達(dá)90%，具有較高的水分蒸發(fā)滲透阻隔性和良好的不透氣性等。在聚氨酯硬泡施工成型澆筑完成后，該建筑材料能夠與建筑工程結(jié)構(gòu)基層牢靠連接，避免了諸如其他保溫隔熱材料發(fā)生脫落或剝離而出現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)層間漏水的可能。（3）聚氨酯硬泡材料自黏性較好且抗裂性較好，施工便利。聚氨酯硬泡建筑材料能夠有效和鋼筋混凝土模板、膠合板甚至纖維板等進(jìn)行直接連接，在建筑工程結(jié)構(gòu)施工時(shí)，并不需要對(duì)屋面基層和外墻面基層等進(jìn)行進(jìn)一步的再處理，可直接施工，且聚氨酯硬泡材料施工工藝較為簡(jiǎn)單，所需施工機(jī)械設(shè)備操作較為便利，便于一線施工工作人員掌握。同時(shí)，聚氨酯硬泡具有較強(qiáng)的延伸性，能夠通過(guò)材料變形抵抗外界環(huán)境溫度、濕度條件等變化對(duì)建筑工程原材料造成的影響，從而保證房屋建筑工程結(jié)構(gòu)防水性和保溫隔熱性能的穩(wěn)定，使建筑工程結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)膨脹或收縮甚至微小裂縫時(shí)，也不會(huì)發(fā)生聚氨酯硬泡保溫隔熱材料產(chǎn)生裂縫和剝離的情形，避免諸如發(fā)泡聚苯板等其他保溫隔熱材料收縮變形造成的建筑工程體系結(jié)構(gòu)開(kāi)裂情形的出現(xiàn)。（4）聚氨酯硬泡還具備較強(qiáng)的耐腐蝕性和耐老化性。聚氨酯硬泡能應(yīng)對(duì)汽油等化學(xué)溶劑，具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，且其實(shí)際老化速度較為緩慢，在20 ℃的溫度條件下，聚氨酯硬泡的導(dǎo)熱系數(shù)可穩(wěn)定保持50年左右，契合了現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)的保溫隔熱要求。

3? ? 聚氨酯硬泡的技術(shù)性能

根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，聚氨酯硬泡材料的整體性能要求如表1所示。在此基礎(chǔ)上，國(guó)家有關(guān)部門進(jìn)一步對(duì)聚氨酯硬泡外墻保溫系統(tǒng)的整體性能作出了更為詳細(xì)的規(guī)定。就抗風(fēng)荷載性能而言，聚氨酯硬泡外墻保溫系統(tǒng)的整體抗風(fēng)壓值必須大于其風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值。為有效應(yīng)對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)裝飾面層連接保溫建筑層的外保溫系統(tǒng)，其安全系數(shù)必須大于1.5，針對(duì)建筑工程裝飾面層干掛的聚氨酯硬泡外墻保溫系統(tǒng)，安全系數(shù)應(yīng)大于2.0。就耐凍融性能而言，對(duì)于建筑工程結(jié)構(gòu)裝飾面直接連接保溫層的外保溫系統(tǒng)，在30次的凍、融循環(huán)后，必須保證該建筑工程結(jié)構(gòu)的隔熱保溫層沒(méi)有空鼓、脫落和滲水裂縫的產(chǎn)生，保證該保溫隔熱層和建筑工程結(jié)構(gòu)保護(hù)層之間的拉伸連接強(qiáng)度大于0.1 MPa。而針對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)裝飾面干掛的外保溫系統(tǒng)而言，在30次的凍、融循環(huán)后，該外保溫隔熱系統(tǒng)的各部分外觀必須無(wú)明顯變化，保證該系統(tǒng)性能的正常發(fā)揮。此外，國(guó)家相關(guān)部門還進(jìn)一步就抗沖擊性、吸水性、熱阻、抹面層不透水性、水蒸氣滲透阻和系統(tǒng)耐候性等對(duì)不同類型的外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，旨在使我國(guó)聚氨酯硬泡隔熱保溫體系的相關(guān)技術(shù)性能滿足外墻隔熱保溫的實(shí)際需求。

4? ? 聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的應(yīng)用

4.1? 技術(shù)要點(diǎn)

就聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的基本技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)用問(wèn)題，首先，針對(duì)聚氨酯硬泡在外墻保溫體系中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題，相關(guān)施工工作人員應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合建筑工程所處區(qū)域的天文地理?xiàng)l件和實(shí)際氣候條件等，在按照國(guó)家有關(guān)部門現(xiàn)有節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求和聚氨酯硬泡技術(shù)性能要求等的基礎(chǔ)上，考慮建筑工程項(xiàng)目所屬類別的建筑節(jié)能要求、技術(shù)要求和建筑結(jié)構(gòu)類型、建筑工程結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)一系列的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)比較后，設(shè)定聚氨酯硬泡材料在外墻保溫隔熱體系中的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)造、保溫層厚度和隔熱性指標(biāo)等參數(shù)信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定聚氨酯硬泡材料在外墻保溫隔熱體系中應(yīng)采用的施工工藝類型和實(shí)際施工流程。其次，聚氨酯硬泡材料在外墻保溫隔熱系統(tǒng)中所設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)必須符合現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及條例規(guī)定，其復(fù)合墻體的熱工性能參數(shù)數(shù)據(jù)等也應(yīng)按民用建筑相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的條文標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)處理、參數(shù)計(jì)算和承載力驗(yàn)算等，在保證保溫隔熱性能和防潮性能等符合現(xiàn)有國(guó)標(biāo)甚至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的基礎(chǔ)上滿足建筑工程結(jié)構(gòu)的節(jié)能需求。同時(shí)，針對(duì)使用聚氨酯硬泡保溫隔熱系統(tǒng)的公共建筑，該建筑工程結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)性能還必須滿足公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的一系列規(guī)定。在采用聚氨酯硬泡材料作為外墻保溫隔熱系統(tǒng)的隔熱保溫材料時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)根據(jù)不同建筑物的結(jié)構(gòu)類型制定針對(duì)性更強(qiáng)的聚氨酯硬泡材料外墻隔熱保溫系統(tǒng)質(zhì)量規(guī)定條文、施工技術(shù)要求和面層及基層處理工藝甚至具體施工流程等，保證砌體結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)甚至剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等不同類型的建筑物主體結(jié)構(gòu)和外墻結(jié)構(gòu)，均符合我國(guó)有關(guān)部門提出的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和各地區(qū)現(xiàn)行建筑業(yè)行業(yè)要求。在不同類型主體結(jié)構(gòu)的建筑物荷載計(jì)算時(shí)，使用聚氨酯硬泡外墻保溫系統(tǒng)的建筑工程結(jié)構(gòu)必須將其列入主體結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算和相關(guān)數(shù)據(jù)信息驗(yàn)算過(guò)程中，保證主體結(jié)構(gòu)在使用該保溫系統(tǒng)后，結(jié)構(gòu)荷載在可負(fù)荷范圍內(nèi)。

4.2? 施工工藝

以聚氨酯硬泡外墻外保溫系統(tǒng)為例探究聚氨酯材料的施工工藝可知，其施工工藝有噴涂法聚氨酯硬泡外墻外保溫施工、澆筑法聚氨酯硬泡外墻外保溫施工、粘貼法聚氨酯硬泡外墻外保溫施工和干掛法聚氨酯硬泡外墻外保溫施工等4種類型。噴涂法聚氨酯硬泡外墻外保溫施工工藝流程如圖1所示。該施工工藝是采用專用的噴涂機(jī)械設(shè)備將a組份的建筑分料和b組份的建筑分料按照一定比例從噴涂機(jī)械設(shè)備的噴槍口噴出后均勻混合和涂抹，在迅速發(fā)泡后與建筑工程結(jié)構(gòu)的外墻基層表面形成一定面積寬度的無(wú)縫連接的聚氨酯硬泡體，實(shí)現(xiàn)聚氨酯硬泡在外墻外保溫系統(tǒng)施工中的隔熱保溫性能[2]。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

隨著噴涂法、澆筑法、粘貼法和外掛法等聚氨脂硬泡外墻保溫技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和開(kāi)展，聚氨酯硬泡外保溫施工過(guò)程中存在的技術(shù)問(wèn)題在實(shí)踐過(guò)程中得到了一定的解決，仍存在的其他問(wèn)題也將在未來(lái)聚氨酯硬泡施工工藝過(guò)程中得到一定解決，為我國(guó)建筑節(jié)能作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張樹(shù)華.聚氨酯泡沫塑料高效節(jié)能外墻保溫技術(shù)[J].聚氨酯工業(yè)，2007，22（3）：5-8.

[2]趙洪凱，王洪里，肖力廣.聚氨酯硬泡外墻保溫技術(shù)的工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2015，46（11）：1 020-1 023.