摘要：聚氨酯硬泡噴涂外墻保溫系統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是一種新技術，是采用異氰酸酯、多元酵及發泡劑等，經噴涂或澆筑工藝發形成的硬質泡沫體。本文結合工程實例，分析了聚氨酯硬泡噴涂外墻外保溫體系的施工技術。
　　關鍵詞：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結構的能量損失來源于三個部分：外墻、屋頂和外窗。當建筑節能達到50%時，建筑物圍護結構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到46%，占有極大比例，所以建筑物墻體保溫節能技術的發展是建筑節能的一個最重要的環節。
　　
　　圖1建筑節能達到50%時圖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。室外氣候不斷變化引起墻體內部較大的溫度變化發生在外保溫層內,使墻體冬季溫度提高,濕度降低,溫度變化趨于平緩,熱應力減少,延長結構壽命。有利于加快施工進度,可與室內工程平行作業�？梢员苊鉄針颥F象的產生。在寒冷的冬天,熱橋不僅會造成額外的熱損失,還可能使外墻內表面潮濕、結露,甚至發霉和淌水不有利于節能。在采用同樣厚度的保溫材料條件下,外保溫比內保減少約1/5的熱損失。采用內保溫的墻面上吊掛物件比較困難,采用外保溫對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材料的要求:熱阻值高,吸濕率低,黏結性好,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量的一個關鍵指標。為此,應按所用材料的實際熱工性能,經過熱工計算得出足夠的厚度,以滿足建筑節能設計的要求。
　　2.2穩定性
　　與基層墻體牢固結合,是保證外保溫穩定性的基本環節。
　　2.3防火處理
　　采用聚苯乙烯板作外保溫材料時,必須采用阻燃型板材;當建筑物超過一定高度時,需有專門的防火構造處理。
　　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,應采取密閉措施,使其具有良好的防水性能,避免雨水進入內部造成損壞。在墻體內部或者在保溫層內部凝結都是有害的,應采取適當的技術措施加以避免。
　　2.5耐撞擊性能
　　外墻外保溫體系應能耐受正常的交通往來的人體及搬運物品產生的碰撞。
　　2.6結構變形的影響
　　當所附著的主體結構產生正常變形,諸如發生收縮、徐變、膨脹等情況時,外保溫體系不致產生任何裂縫或者脫開。
　　2.7耐久性
　　外墻外保溫構造的平均壽命,在正常使用與維修的條件下,應達到25年以上。
　　3目前外墻外保溫技術存在的問題
　　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化合物,盡管進行了阻燃處理,但當發生火災時,還是會引起燃燒。如果沒有相當嚴密的防護隔離措施,很可能會造成災害。因此,外墻外保溫建筑所有門窗洞口周邊保溫層的外表面,都必須有非常嚴密而且厚度足夠的保護層覆蓋,以免有機保溫材料被窗口竄出的火苗點燃;其次就是高層建筑采用有機保溫材料做外墻外保溫時,一般每隔兩個樓層應該設置由巖棉板條構成的隔火條帶,以免在火勢蔓延時,將全部保溫層燒毀。
　　3.2高層建筑保暖層抗風壓、特別是抵抗頂風壓的問題
　　越是建筑高處,風力越大,特別是在背風面上產生的吸力,有可能造成保溫板脫落。因此,對保溫層應有十分可靠的固定措施,以確保在最大風荷載時保溫層不致脫落。
　　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發展的一個常見問題。
　　3.4外保溫的質量檢測評估體系進一步完善的問題
　　保溫隔熱墻體內部缺陷、保溫隔熱層厚度不足、冷(熱)橋等無疑會大大降低建筑的節能標準。因此,保溫隔熱墻體現場質量檢測是建筑節能檢測的最重要環節之一。目前,評價建筑節能是否達標一般采用“熱(冷)源法”和“建筑熱工法”。
　　二、工程應用實例
　　某商辦樓外墻為單元式玻璃幕墻和開放式石材幕墻相結合的全幕墻圍護結構。外墻外保溫體系原設計采用了XPS擠塑聚苯板薄抹灰系統。在項目實施過程中，進行了噴涂硬泡聚氨酯防水保溫系統和XPS擠塑聚苯板薄抹灰系統的技術性能、施工性能以及工效等多方面比較和對噴涂硬泡聚氨酯防水保溫系統施工工地的考察后，經設計院同意，選用了綜合性能更為優越的噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系，并在實施中因施工方便，特別是對幕墻鋼架節點防滲漏、冷熱橋部位處理等細部施工方便和質量控制穩定，得到了質檢站的高度評價。
　　1、噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系特性和優勢
　　1.1、卓越的保溫隔熱性能
　　硬泡聚氨酯中封閉有導熱系數極低的發泡劑氣體，其導熱系數低于0.024w/m.k，是目前市場保溫材料中最低的，其保溫隔熱性能遠遠優于其他保溫材料，在相同的保溫條件下所需的厚度最低，體現了產品的高科技、高品質。
　　1.2、優良的抗風性能
　　硬泡聚氨酯具有優良的自粘性能，對金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃鋼、纖維板等都有很強的粘結性，對混凝土、磚石的粘結強度可高達240kPa以上，作為外墻及屋面防水保溫具有極強的抗風性能。
　　1.3、優異的整體性
　　現場發泡的聚氨酯采用整體噴涂工藝，與基層形成100％的粘結，無板縫系統，整體性能優異。
　　1.4、良好的抗裂性能
　　硬泡聚氨酯具有優良的柔韌性，其斷裂延伸率可達13％，克服了因建筑物不均勻沉降和環境溫度變化引起的防水斷裂現象，抵抗表面裂縫的能力較其他保溫系統具有明顯的優勢。
　　1．5、優異的防水性能
　　硬泡聚氨酯連續致密的表皮，具有理想的不透水性，防水性能優越，尤其采用現場噴涂技術作為防水保溫系統運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
　　硬泡聚氨酯泡沫塑料與XPS板性能指標比較
　　檢測項目 單位 硬泡聚氨酯 XPS板
　　密度 kg/m3 ≥35 25～35
　　導熱系數 W/（m.k） ≤0.024 ≤0.03
　　吸水率 % ≤3 ≤1
　　粘接強度 Mpa ≥0.2 0.07～0.1
　　斷裂延伸率 % ≥8 ----
　　尺寸穩定性 % ≤1 ≤1
　　不透水性 0.3Mpa,30min 不透水 不透水
　　備注 ----- 整體噴涂 板拼接
　　從技術指標分析，可得出以下結論：
　　1）、噴涂硬泡聚氨酯防水保溫體系粘接強度是EPS、XPS系統的四倍以上。XPS系統粘接強度是0.07～0.1Mpa，實際粘接面積為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，產生開裂、空鼓等幾率低，抗負風壓強，系統更安全可靠。
　　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，在外墻外保溫系統的選用上，除了需按設計要求達到50％的節能標準外，考慮到干掛石材飾面系統存在大量的結構預埋和連接的構件，其外保溫系統需著重考慮防冷熱橋措施、外保溫材料的防水性能和節點施工的防滲漏措施，采用噴涂硬泡聚氨酯外墻保溫系統是作為非透明幕墻干掛系統外墻保溫的最佳選擇，其基本構造做法及施工工藝簡述如下：
　　構造做法：
　　干掛石材幕墻外墻外保溫做法：采用現場噴涂發泡方式在鋼結構連接節點（龍骨）間填充聚氨酯保溫材料。構造示意如下：
　　
　　干掛石材幕墻外墻外保溫傳統做法中，采用保溫巖棉或EPS及XPS保溫體系，由于存在大量的結構預埋連接構件而造成大量的冷熱橋，因結構復雜、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，在開放式幕墻系統中，不僅冷熱橋難以處理，還給外墻防水提出了較高的技術措施要求，防滲漏效果難保證。幕墻設計中經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，而且施工周期延長了。
　　采用噴涂硬泡聚氨酯保溫技術，達到了用簡單的工藝構造和施工做法，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構縫隙，可對每個細部節點完全封堵，消除了冷熱橋，且聚氨酯本身具有優良的防水性能，對節點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）、由于干掛石材中對墻體基層無裝飾要求以及噴涂硬泡聚氨酯的施工技術特性，基材墻面可無須抹灰找平，直接進行噴涂硬泡聚氨酯施工，節省了抹灰找平的施工程序。
　　3）、硬泡聚氨酯導熱系數低，較其他保溫材料具有更加優越的保溫性能，達到同樣的節能要求，其所需的保溫層厚度最小，可節省幕墻構造厚度。
　　4）、噴涂聚氨酯采用的是與墻面100％的粘結，且粘結強度高，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
　　1）基層墻體應干燥、平整、應清潔、無油污、風化物、泥土等妨礙粘接的物質，達到《混凝土結構工程質量工程驗收規范》（GB50204－2002）或《砌體工程施工質量驗收規范》（GB50203－2002）的要求，各種管線固定件安裝到位，干掛石材（鋁板）預制構件安裝到位。
　　2）陰陽角處吊垂直厚度控制線，然后開啟聚氨酯噴涂機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，直至達到設計厚度要求。
　　3）當日的施工作業面必須當日連續噴涂施工完畢，養護24小時以上。噴涂硬質聚氨酯應注意窗、門等構件的保護，若不慎將硬質聚氨酯噴涂在窗、門等構件上應及時清理。
　　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泡料，增加成本。
　�。�2）雨天、雪天；
　�。�3）基層表面相對濕度大于80%；
　�。�4）風力在5m/s以上。（風力大于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，增加了泡沫材料的用量，同時還影響表面質量；風速過大不僅增加材料損耗，污染環境，同時由于熱量散發過快，使發泡體表面變脆；基層表面濕度大會影響聚氨酯的粘結力。
　　5）上述工序完成后進行隱蔽驗收，并盡快進行干掛石材（鋁板）的施工，避免聚氨酯保溫層暴露時間過長。施工過程中應采取措施不得破壞保溫防水層。、
　　3、施工特點
　　1）噴涂硬泡聚氨酯對施工機械和施工人員均有專業的技術要求，由于是現場發泡，表面平整度有差異，驗收時按《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術規范》（GB50404-2007）和設計要求進行，要求平均厚度達到設計要求。
　　2）噴涂硬泡聚氨酯施工工效較高，施工完成后只須自然養護24小時即可�，F場管理簡單，施工可控性強。
　　3）原材料均為成品密封桶裝，堆放場地小。
　　5、防火性能
　　隨著建筑節能保溫技術系統的發展，建筑保溫防火安全問題越來越受到重視�？紤]到本工程由于工期緊，外墻保溫工程和現場少量的電焊工作同時施工不可避免，為防止火災發生的可能性，本工程對噴涂硬泡聚氨酯保溫系統和采用XPS保溫系統作了比較，一致認為硬泡聚氨酯防水保溫系統的防火性能優越和可信任的。
　　1） 從材料化學性能看：聚氨酯是熱固型，EPS和XPS是熱塑性。
　　EPS和XPS受熱或明火時會變形和熔融（熱塑性），其熔融溫度不超過1000C，這在火災初始階段就很容易達到，帶來兩個不利后果：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，而且產生拔風效應，使火勢很容易迅速蔓延。
　　聚氨酯受熱或明火時不會產生明顯變形，更不會熔融（熱固性），燃點在3500C以上，燃燒時表面炭化，離明火后既自熄，不會引起火勢蔓延。
　　2）從保溫系統的構造看，EPS和XPS由于存在空腔以及板縫，著火時周遍有大量的空氣源，同時由于受熱熔融，產生明火滴淌物，火勢很容易蔓延；噴涂硬泡聚氨酯保溫系統不存在空氣間隙，在明火下表面燃燒，速度慢，不會產生引燃等擴大火災事故的現象，給火災控制和救援提供了寶貴的時間。
　　三、結束語
　　噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫體系在非透明幕墻系統的應用，從工程實施結果看，其施工方便、與基層墻體粘結性強、外墻防滲漏以及節點細部處理簡單等優勢明顯，效果較好。