摘要：聚氨酯硬泡噴涂外墻保溫系統(tǒng)是一種綜合性能良好的新型外墻保溫體系，聚氨酯硬泡噴涂外墻保溫體系統(tǒng)是一種新技術(shù)，是采用異氰酸酯、多元酵及發(fā)泡劑等，經(jīng)噴涂或澆筑工藝發(fā)形成的硬質(zhì)泡沫體。本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了聚氨酯硬泡噴涂外墻外保溫體系的施工技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞：聚氨酯；外墻保溫；防水保溫
　　一、建筑外墻保溫概況
　　建筑施工中建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失來源于三個(gè)部分：外墻、屋頂和外窗。當(dāng)建筑節(jié)能達(dá)到50%時(shí)，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)以上各部分的能力損失如圖1所示。其中外墻和外窗的能量達(dá)到46%，占有極大比例，所以建筑物墻體保溫節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。
　　
　　圖1建筑節(jié)能達(dá)到50%時(shí)圖2外墻外保溫做法詳圖
　　1外保溫的特性
　　外墻外保溫可以使墻體受到保護(hù)。室外氣候不斷變化引起墻體內(nèi)部較大的溫度變化發(fā)生在外保溫層內(nèi),使墻體冬季溫度提高,濕度降低,溫度變化趨于平緩,熱應(yīng)力減少,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命。有利于加快施工進(jìn)度,可與室內(nèi)工程平行作業(yè)。可以避免熱橋現(xiàn)象的產(chǎn)生。在寒冷的冬天,熱橋不僅會(huì)造成額外的熱損失,還可能使外墻內(nèi)表面潮濕、結(jié)露,甚至發(fā)霉和淌水不有利于節(jié)能。在采用同樣厚度的保溫材料條件下,外保溫比內(nèi)保減少約1/5的熱損失。采用內(nèi)保溫的墻面上吊掛物件比較困難,采用外保溫對(duì)房屋的使用功能影響較小。不同的外保溫體系,其材料和施工工藝各有一定的差別。外墻外保溫體系保溫層對(duì)材料的要求:熱阻值高,吸濕率低,黏結(jié)性好,收縮率小。
　　最常采用的保溫材料有:膨脹型聚苯乙烯板(EPS)、擠塑型聚苯乙烯(XPS)、巖棉板、玻璃棉氈以及超輕保溫漿料等。
　　2外墻外保溫的基本要求
　　2.1保溫性能
　　保溫性能是外墻外保溫質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。為此,應(yīng)按所用材料的實(shí)際熱工性能,經(jīng)過熱工計(jì)算得出足夠的厚度,以滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求。
　　2.2穩(wěn)定性
　　與基層墻體牢固結(jié)合,是保證外保溫穩(wěn)定性的基本環(huán)節(jié)。
　　2.3防火處理
　　采用聚苯乙烯板作外保溫材料時(shí),必須采用阻燃型板材;當(dāng)建筑物超過一定高度時(shí),需有專門的防火構(gòu)造處理。
　　2.4熱濕性能
　　外保溫墻體的表面,其中包括面層、接縫處、空洞周邊、門窗洞口周圍等處,應(yīng)采取密閉措施,使其具有良好的防水性能,避免雨水進(jìn)入內(nèi)部造成損壞。在墻體內(nèi)部或者在保溫層內(nèi)部凝結(jié)都是有害的,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以避免。
　　2.5耐撞擊性能
　　外墻外保溫體系應(yīng)能耐受正常的交通往來的人體及搬運(yùn)物品產(chǎn)生的碰撞。
　　2.6結(jié)構(gòu)變形的影響
　　當(dāng)所附著的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生正常變形,諸如發(fā)生收縮、徐變、膨脹等情況時(shí),外保溫體系不致產(chǎn)生任何裂縫或者脫開。
　　2.7耐久性
　　外墻外保溫構(gòu)造的平均壽命,在正常使用與維修的條件下,應(yīng)達(dá)到25年以上。
　　3目前外墻外保溫技術(shù)存在的問題
　　3.1安全問題
　　主要存在防火和高層貼面材料脫落的安全問題。一般而言,保溫材料為高分子有機(jī)化合物,盡管進(jìn)行了阻燃處理,但當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),還是會(huì)引起燃燒。如果沒有相當(dāng)嚴(yán)密的防護(hù)隔離措施,很可能會(huì)造成災(zāi)害。因此,外墻外保溫建筑所有門窗洞口周邊保溫層的外表面,都必須有非常嚴(yán)密而且厚度足夠的保護(hù)層覆蓋,以免有機(jī)保溫材料被窗口竄出的火苗點(diǎn)燃;其次就是高層建筑采用有機(jī)保溫材料做外墻外保溫時(shí),一般每隔兩個(gè)樓層應(yīng)該設(shè)置由巖棉板條構(gòu)成的隔火條帶,以免在火勢(shì)蔓延時(shí),將全部保溫層燒毀。
　　3.2高層建筑保暖層抗風(fēng)壓、特別是抵抗頂風(fēng)壓的問題
　　越是建筑高處,風(fēng)力越大,特別是在背風(fēng)面上產(chǎn)生的吸力,有可能造成保溫板脫落。因此,對(duì)保溫層應(yīng)有十分可靠的固定措施,以確保在最大風(fēng)荷載時(shí)保溫層不致脫落。
　　3.3保溫墻體的裂縫問題
　　裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、保溫性、耐久性和抗震性能。這是困擾外墻外保溫技術(shù)發(fā)展的一個(gè)常見問題。
　　3.4外保溫的質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估體系進(jìn)一步完善的問題
　　保溫隔熱墻體內(nèi)部缺陷、保溫隔熱層厚度不足、冷(熱)橋等無疑會(huì)大大降低建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。因此,保溫隔熱墻體現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)是建筑節(jié)能檢測(cè)的最重要環(huán)節(jié)之一。目前,評(píng)價(jià)建筑節(jié)能是否達(dá)標(biāo)一般采用“熱(冷)源法”和“建筑熱工法”。
　　二、工程應(yīng)用實(shí)例
　　某商辦樓外墻為單元式玻璃幕墻和開放式石材幕墻相結(jié)合的全幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外墻外保溫體系原設(shè)計(jì)采用了XPS擠塑聚苯板薄抹灰系統(tǒng)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，進(jìn)行了噴涂硬泡聚氨酯防水保溫系統(tǒng)和XPS擠塑聚苯板薄抹灰系統(tǒng)的技術(shù)性能、施工性能以及工效等多方面比較和對(duì)噴涂硬泡聚氨酯防水保溫系統(tǒng)施工工地的考察后，經(jīng)設(shè)計(jì)院同意，選用了綜合性能更為優(yōu)越的噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系，并在實(shí)施中因施工方便，特別是對(duì)幕墻鋼架節(jié)點(diǎn)防滲漏、冷熱橋部位處理等細(xì)部施工方便和質(zhì)量控制穩(wěn)定，得到了質(zhì)檢站的高度評(píng)價(jià)。
　　1、噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系特性和優(yōu)勢(shì)
　　1.1、卓越的保溫隔熱性能
　　硬泡聚氨酯中封閉有導(dǎo)熱系數(shù)極低的發(fā)泡劑氣體，其導(dǎo)熱系數(shù)低于0.024w/m.k，是目前市場(chǎng)保溫材料中最低的，其保溫隔熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他保溫材料，在相同的保溫條件下所需的厚度最低，體現(xiàn)了產(chǎn)品的高科技、高品質(zhì)。
　　1.2、優(yōu)良的抗風(fēng)性能
　　硬泡聚氨酯具有優(yōu)良的自粘性能，對(duì)金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃鋼、纖維板等都有很強(qiáng)的粘結(jié)性，對(duì)混凝土、磚石的粘結(jié)強(qiáng)度可高達(dá)240kPa以上，作為外墻及屋面防水保溫具有極強(qiáng)的抗風(fēng)性能。
　　1.3、優(yōu)異的整體性
　　現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的聚氨酯采用整體噴涂工藝，與基層形成100％的粘結(jié)，無板縫系統(tǒng)，整體性能優(yōu)異。
　　1.4、良好的抗裂性能
　　硬泡聚氨酯具有優(yōu)良的柔韌性，其斷裂延伸率可達(dá)13％，克服了因建筑物不均勻沉降和環(huán)境溫度變化引起的防水?dāng)嗔熏F(xiàn)象，抵抗表面裂縫的能力較其他保溫系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　1．5、優(yōu)異的防水性能
　　硬泡聚氨酯連續(xù)致密的表皮，具有理想的不透水性，防水性能優(yōu)越，尤其采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂技術(shù)作為防水保溫系統(tǒng)運(yùn)用于建筑墻面和屋面，可形成一層無接縫防水層。
　　2、硬泡聚氨酯泡沫塑料性能指標(biāo)
　　硬泡聚氨酯泡沫塑料與XPS板性能指標(biāo)比較
　　檢測(cè)項(xiàng)目 單位 硬泡聚氨酯 XPS板
　　密度 kg/m3 ≥35 25～35
　　導(dǎo)熱系數(shù) W/（m.k） ≤0.024 ≤0.03
　　吸水率 % ≤3 ≤1
　　粘接強(qiáng)度 Mpa ≥0.2 0.07～0.1
　　斷裂延伸率 % ≥8 ----
　　尺寸穩(wěn)定性 % ≤1 ≤1
　　不透水性 0.3Mpa,30min 不透水 不透水
　　備注 ----- 整體噴涂 板拼接
　　從技術(shù)指標(biāo)分析，可得出以下結(jié)論：
　　1）、噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系粘接強(qiáng)度是EPS、XPS系統(tǒng)的四倍以上。XPS系統(tǒng)粘接強(qiáng)度是0.07～0.1Mpa，實(shí)際粘接面積為40%，而噴涂硬泡聚氨酯是100%粘接。
　　2）、噴涂硬泡聚氨酯無板縫、無空腔體系，產(chǎn)生開裂、空鼓等幾率低，抗負(fù)風(fēng)壓強(qiáng)，系統(tǒng)更安全可靠。
　　3、非透明幕墻噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系構(gòu)造
　　本工程外立面裝飾中采用較大范圍的干掛石材，在外墻外保溫系統(tǒng)的選用上，除了需按設(shè)計(jì)要求達(dá)到50％的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)外，考慮到干掛石材飾面系統(tǒng)存在大量的結(jié)構(gòu)預(yù)埋和連接的構(gòu)件，其外保溫系統(tǒng)需著重考慮防冷熱橋措施、外保溫材料的防水性能和節(jié)點(diǎn)施工的防滲漏措施，采用噴涂硬泡聚氨酯外墻保溫系統(tǒng)是作為非透明幕墻干掛系統(tǒng)外墻保溫的最佳選擇，其基本構(gòu)造做法及施工工藝簡(jiǎn)述如下：
　　構(gòu)造做法：
　　干掛石材幕墻外墻外保溫做法：采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡方式在鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)（龍骨）間填充聚氨酯保溫材料。構(gòu)造示意如下：
　　
　　干掛石材幕墻外墻外保溫傳統(tǒng)做法中，采用保溫巖棉或EPS及XPS保溫體系，由于存在大量的結(jié)構(gòu)預(yù)埋連接構(gòu)件而造成大量的冷熱橋，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工困難、工效低，并且大量的板縫以及保溫材料在龍骨間接縫，在開放式幕墻系統(tǒng)中，不僅冷熱橋難以處理，還給外墻防水提出了較高的技術(shù)措施要求，防滲漏效果難保證。幕墻設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用增加一層鋼板或鋁板以解決防水問題，不但增加了施工成本，而且施工周期延長(zhǎng)了。
　　采用噴涂硬泡聚氨酯保溫技術(shù)，達(dá)到了用簡(jiǎn)單的工藝構(gòu)造和施工做法，很好地解決了熱橋問題和防水問題：
　　原因分析：
　　1）、噴涂硬泡聚氨酯可以完全填充結(jié)構(gòu)縫隙，可對(duì)每個(gè)細(xì)部節(jié)點(diǎn)完全封堵，消除了冷熱橋，且聚氨酯本身具有優(yōu)良的防水性能，對(duì)節(jié)點(diǎn)形成了一層無接縫防水保溫層，無須另外再考慮防水措施；
　　2）、由于干掛石材中對(duì)墻體基層無裝飾要求以及噴涂硬泡聚氨酯的施工技術(shù)特性，基材墻面可無須抹灰找平，直接進(jìn)行噴涂硬泡聚氨酯施工，節(jié)省了抹灰找平的施工程序。
　　3）、硬泡聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)低，較其他保溫材料具有更加優(yōu)越的保溫性能，達(dá)到同樣的節(jié)能要求，其所需的保溫層厚度最小，可節(jié)省幕墻構(gòu)造厚度。
　　4）、噴涂聚氨酯采用的是與墻面100％的粘結(jié)，且粘結(jié)強(qiáng)度高，無接縫，因此具有更高的安全性和耐久性。
　　4、施工性能和工效
　　4.1、施工程序
　　墻體干掛石材預(yù)埋件安裝（含防銹處理）→龍骨安裝→基墻清理→噴涂硬泡聚氨酯保溫層（密度≥35Kg/m3）→石材加工及安裝掛件→干掛石材
　　4.2、施工要點(diǎn)
　　1）基層墻體應(yīng)干燥、平整、應(yīng)清潔、無油污、風(fēng)化物、泥土等妨礙粘接的物質(zhì)，達(dá)到《混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量工程驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204－2002）或《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50203－2002）的要求，各種管線固定件安裝到位，干掛石材（鋁板）預(yù)制構(gòu)件安裝到位。
　　2）陰陽(yáng)角處吊垂直厚度控制線，然后開啟聚氨酯噴涂機(jī)將硬泡聚氨酯均勻地噴涂于墻面之上；施工噴涂可多遍完成，每次噴涂厚度宜控制在2cm之內(nèi)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求。
　　3）當(dāng)日的施工作業(yè)面必須當(dāng)日連續(xù)噴涂施工完畢，養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上。噴涂硬質(zhì)聚氨酯應(yīng)注意窗、門等構(gòu)件的保護(hù)，若不慎將硬質(zhì)聚氨酯噴涂在窗、門等構(gòu)件上應(yīng)及時(shí)清理。
　　4）不宜在下述情況下施工：
　　（1）氣溫10℃以下；如在10℃以下施工需采用低溫發(fā)泡料，增加成本。
　　（2）雨天、雪天；
　　（3）基層表面相對(duì)濕度大于80%；
　　（4）風(fēng)力在5m/s以上。（風(fēng)力大于5m/s以上需要施工的，必須采取遮擋措施。）
　　氣溫過低造成泡沫熟化期延長(zhǎng)，增加了泡沫材料的用量，同時(shí)還影響表面質(zhì)量；風(fēng)速過大不僅增加材料損耗，污染環(huán)境，同時(shí)由于熱量散發(fā)過快，使發(fā)泡體表面變脆；基層表面濕度大會(huì)影響聚氨酯的粘結(jié)力。
　　5）上述工序完成后進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，并盡快進(jìn)行干掛石材（鋁板）的施工，避免聚氨酯保溫層暴露時(shí)間過長(zhǎng)。施工過程中應(yīng)采取措施不得破壞保溫防水層。、
　　3、施工特點(diǎn)
　　1）噴涂硬泡聚氨酯對(duì)施工機(jī)械和施工人員均有專業(yè)的技術(shù)要求，由于是現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，表面平整度有差異，驗(yàn)收時(shí)按《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術(shù)規(guī)范》（GB50404-2007）和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，要求平均厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　2）噴涂硬泡聚氨酯施工工效較高，施工完成后只須自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)即可。現(xiàn)場(chǎng)管理簡(jiǎn)單，施工可控性強(qiáng)。
　　3）原材料均為成品密封桶裝，堆放場(chǎng)地小。
　　5、防火性能
　　隨著建筑節(jié)能保溫技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展，建筑保溫防火安全問題越來越受到重視。考慮到本工程由于工期緊，外墻保溫工程和現(xiàn)場(chǎng)少量的電焊工作同時(shí)施工不可避免，為防止火災(zāi)發(fā)生的可能性，本工程對(duì)噴涂硬泡聚氨酯保溫系統(tǒng)和采用XPS保溫系統(tǒng)作了比較，一致認(rèn)為硬泡聚氨酯防水保溫系統(tǒng)的防火性能優(yōu)越和可信任的。
　　1） 從材料化學(xué)性能看：聚氨酯是熱固型，EPS和XPS是熱塑性。
　　EPS和XPS受熱或明火時(shí)會(huì)變形和熔融（熱塑性），其熔融溫度不超過1000C，這在火災(zāi)初始階段就很容易達(dá)到，帶來兩個(gè)不利后果：一是熔融后明火滴淌物引燃本工程其它部位可燃材料，二是熔融后產(chǎn)生新的空腔加上原有的空腔，不僅完全失去防火隔離，而且產(chǎn)生拔風(fēng)效應(yīng)，使火勢(shì)很容易迅速蔓延。
　　聚氨酯受熱或明火時(shí)不會(huì)產(chǎn)生明顯變形，更不會(huì)熔融（熱固性），燃點(diǎn)在3500C以上，燃燒時(shí)表面炭化，離明火后既自熄，不會(huì)引起火勢(shì)蔓延。
　　2）從保溫系統(tǒng)的構(gòu)造看，EPS和XPS由于存在空腔以及板縫，著火時(shí)周遍有大量的空氣源，同時(shí)由于受熱熔融，產(chǎn)生明火滴淌物，火勢(shì)很容易蔓延；噴涂硬泡聚氨酯保溫系統(tǒng)不存在空氣間隙，在明火下表面燃燒，速度慢，不會(huì)產(chǎn)生引燃等擴(kuò)大火災(zāi)事故的現(xiàn)象，給火災(zāi)控制和救援提供了寶貴的時(shí)間。
　　三、結(jié)束語(yǔ)
　　噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫體系在非透明幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用，從工程實(shí)施結(jié)果看，其施工方便、與基層墻體粘結(jié)性強(qiáng)、外墻防滲漏以及節(jié)點(diǎn)細(xì)部處理簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)明顯，效果較好。