陳星 薛華
2010年,某市建設(shè)行政主管部門要求,在建的高層建筑,三層以上建筑外墻不得使用外掛石材或外貼面磚裝飾。之后,在建某單位高層商住樓外墻,將原采用保溫材料為35mm厚B1級XPS板,外貼面磚裝飾;改為60mm厚B1級EPS板的外墻外保溫系統(tǒng),彈性防水涂料粉刷裝飾。為什么會有這樣的變更呢?該文簡述了EPS、XPS外墻外保溫系統(tǒng)的特性及性能比較。
EPS;XPS性能;區(qū)別
1.什么是EPS板和XPS板
EPS板又稱苯板,是膨脹型聚苯乙烯泡沫塑料的簡稱。它是聚苯乙烯原料經(jīng)過預(yù)發(fā)、熟化、成型、烘干和切割而制成。它既可制成不同密度、不同形狀的泡沫制品,又可以生產(chǎn)出各種不同厚度的泡沫板材。廣泛用于建筑、保溫、包裝、冷凍、日用品,工業(yè)鑄造等領(lǐng)域。也可用于展示會場、商品櫥、廣告招牌及玩具之制造。目前為適應(yīng)國家建筑節(jié)能要求主要應(yīng)用于墻體外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫、地暖。
EPS板是一種熱塑性材料,每立方米體積內(nèi)含有300~600萬個獨(dú)立密閉氣泡,內(nèi)含空氣的體積為98%以上,由于空氣的熱傳導(dǎo)性很小,且又被封閉于泡沫塑料中而不能對流,所以EPS是一種隔熱保溫性能非常優(yōu)良的材料。
XPS板又稱擠塑板,是連續(xù)擠出型聚苯乙烯泡沫塑料的簡稱。它是聚苯乙烯原料加上其他輔料與聚合物,通過加熱混合同時注入催化劑,然后擠塑壓出成型而制造的硬質(zhì)泡沫塑料板。XPS板具有完美的閉孔蜂窩結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)讓XPS板有極低的吸水性(幾乎不吸水)、低熱導(dǎo)系數(shù)、高抗壓性、抗老化性(正常使用幾乎無老化分解現(xiàn)象)。
2.EPS(膨脹聚苯板)外墻保溫系統(tǒng)與XPS(擠塑聚苯板)外墻保溫系統(tǒng)性能的差異
保溫隔熱性能:EPS和XPS的保溫性能是隨著厚度逐漸升高的。EPS為0.041,XPS是0.030。因此達(dá)到相同的保溫效果的情況下,XPS板材比EPS板材厚度要薄,但純板材的價格XPS板貴于EPS板。如果全面考慮工藝以及建筑物高度,每平方米的價格XPS反而比EPS要貴一些。對于隔熱來講,主要是看熱惰性指標(biāo)D,而D值與蓄熱系數(shù)成正比。但是就整個外墻保溫系統(tǒng)而言,200mm的混凝土的蓄熱已經(jīng)夠大,再加外保溫層,完全滿足節(jié)能要求。這也是國家規(guī)范要求墻體綜合導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)要同時滿足要求的原因。目前的EPS或XPS薄抹灰系統(tǒng)都完全滿足要求。
強(qiáng)度:這里指的強(qiáng)度主要是抗拉強(qiáng)度,聚苯板的容重和抗拉強(qiáng)度有絕對的關(guān)系,一般的EPS容重18Kg/m3的抗拉強(qiáng)度為110~120KPa,20Kg/m3容重的在140KPa左右。XPS的容重正常從25~45Kg,強(qiáng)度從150~700KPa或更高。(前提是滿足導(dǎo)熱系數(shù)0.03左右)。目前XPS板強(qiáng)度在200~250KPa,這種強(qiáng)度國內(nèi)很多XPS板材做不到,EPS板材在100KPa以下,在越來越豐富的外立面裝飾以及沿海地區(qū)經(jīng)常有臺風(fēng)出現(xiàn)的情況下,強(qiáng)度顯得很重要,特別是對于一些外墻貼磚或者高層而言,兩種板材均需加固或者說采用固定件輔助固定。瓷磚的拉拔要大于400KPa,即使是XPS也不能承受,解決的方法是通過脹栓錨固鋼絲網(wǎng)到基層解決,這樣可以向三維空間分散拉應(yīng)力,所以只要錨固得當(dāng),拉拔破壞處肯定在復(fù)合鋼絲網(wǎng)的抗裂砂漿層,不是大問題。與EPS相比,XPS板的強(qiáng)度要高,不過與EPS相比由于XPS板材的性質(zhì)(脆性),在粘貼面積較大時,外墻飾面層開裂的可能性高,尤其是涂料面層。柔韌性是材性的問題,拿抹面來說,感性認(rèn)識通常將抹面批抹在聚苯板上,然后看聚苯板彎曲到什么程度抹面還不出現(xiàn)裂縫,柔韌性好的話彎幾個圈都不會裂的。類似于防水材料中的延展性指標(biāo)。但是就材料本身而言,柔韌性EPS要優(yōu)于XPS。
耐候性:耐候性是指保溫系統(tǒng)對外界天氣變化的適應(yīng)能力,指在不同的氣候條件下,系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、保溫效果是否有變化等有關(guān)質(zhì)量的系列問題。耐候性是保溫系統(tǒng)的一個非常重要的指標(biāo)。由于EPS板與XPS相比有較高的吸水性,所以他的耐候性不如XPS系統(tǒng)。但EPS板的延展性比XPS板好,可以克服一定的缺陷。不過就系統(tǒng)來講,薄抹灰系統(tǒng)外層的抹面膠漿本身也具有一定的防水能力。除了在施工過程外,完好的二種系統(tǒng)的防水性能都可以。雨水在外墻上與墻面的接觸是垂直面上的,只要面層砂漿不開裂,防水是沒有問題的。另外耐風(fēng)壓性能也是耐候性中的重要一項(xiàng),因?yàn)轶w系越有空腔耐風(fēng)壓能力就越差。所以重點(diǎn)就要看整個保溫體系與基層的粘結(jié)面積的大小。這點(diǎn)XPS系統(tǒng)和EPS系統(tǒng)都是不存在問題的。
透氣性:空氣分子與水分子的大小是相差很大的,當(dāng)然有透氣不透水的說法,水是指空氣中的水而非液態(tài)的水。目前的保溫體系中,沒有哪種產(chǎn)品敢號稱自己的產(chǎn)品既透氣性好,導(dǎo)熱又好,防水性能又好,還不吸水,好事一家全占了。因?yàn)檫@幾項(xiàng)指標(biāo)是相矛盾的,而且透氣性還要講究施工過程中濕水后的透氣以及系統(tǒng)完成后的透氣。就材料透氣性而言,EPS比XPS要好得多。XPS板幾乎沒有透氣性,在室內(nèi)外溫差較大的地區(qū)卻是很容易使水氣在板的兩側(cè)結(jié)露。
粘結(jié)強(qiáng)度:對于薄抹灰系統(tǒng)而言,這項(xiàng)指標(biāo)將會直接影響板材的使用,EPS板強(qiáng)度低,抗剪切強(qiáng)度同樣也低,板材破壞,有可能不是出在粘結(jié)面,而是板材中間直接破壞,XPS的良好的強(qiáng)度性能更放心一些。抗拉強(qiáng)度0.1MPa相當(dāng)于說每個平米的抗拉強(qiáng)度是10噸的力,這是非常大的。但是XPS系統(tǒng)還有個弱點(diǎn):界面光潔度高,需要用聚合物相當(dāng)高的乳液來做界面處理,不然它是很難被粘住的,但是這樣又會提高XPS系統(tǒng)的成本。
表面平整度XPS做外墻很難保證平整度,外面的抗裂砂漿很難掩飾住板縫,尤其是在弧形段。XPS做墻體保溫飾面層是涂料的話,國產(chǎn)的板子沒法做的。材料決定了表面(涂料飾面)不平整。在陽光下板影和錨固件的影子是很明顯的。所以可以肯定的說,包括國內(nèi)現(xiàn)在所有品牌的國產(chǎn)擠塑板在內(nèi),都是不適合外飾面是涂料的墻體保溫板的!擠塑板的施工工藝是必須把扳子全部拉毛,涂刷界面劑后用膠漿粘貼的,干了后再打鉚固件加固的,所以,當(dāng)你把擠塑板的表皮打毛,板子的受力影響,已經(jīng)變形了,當(dāng)你涂刷界面劑后(液體)就更變形了。所以墻體的平面是沒法控制和處理的。不像EPS那樣能打磨。至于強(qiáng)度,抗老化性,透氣性等等的缺陷。EPS系統(tǒng)相對而言會好很多。因?yàn)榘宀牡男再|(zhì)比較軟,所以在保證墻面的平整度上要好于XPS板。
因此某單位是在政策限制外墻貼磚裝飾,而改為外墻粉刷涂料裝飾后,考慮外墻的平整才改用EPS系統(tǒng)的。而他的一二層商用建筑為外墻貼面磚,還有屋面保溫等則仍采用XPS板系統(tǒng)。
3.EPS(膨脹聚苯板)外墻保溫系統(tǒng)與XPS(擠塑聚苯板)外墻保溫系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
EPS外墻保溫系統(tǒng)EPS外墻保溫系統(tǒng)的優(yōu)越性如下:已經(jīng)行成體系,技術(shù)成熟。由于它在歐洲及美國已沿用了近三十年,在美國已建成的建筑高達(dá)44層。因此,此項(xiàng)技術(shù)已形成體系,粘結(jié)層、保溫層與飾面層可配套使用,有較多較成熟的技術(shù)文件。保溫效果好。由于保溫材料采用膨脹聚苯乙烯,其價格不十分昂貴,使整個系統(tǒng)價格適中。便于用戶接受。無復(fù)雜的施工工藝,一般施工單位經(jīng)過簡短培訓(xùn)后,便可掌握施工要領(lǐng),便于技術(shù)的推廣。
EPS外墻保溫系統(tǒng)的缺點(diǎn):由于板材自身的性質(zhì)問題,其強(qiáng)度不高,承重能力較低,外貼面磚時需要進(jìn)行加強(qiáng)處理。板材出廠時要經(jīng)過一段成熟期,需放置一段時間才可使用。如果熟化時間不足,板材的質(zhì)量不能得到保證,施工后板材收縮,使系統(tǒng)開裂。
XPS外墻保溫系統(tǒng)XPS外墻保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:XPS板具有致密的表層及閉孔結(jié)構(gòu)內(nèi)層。其導(dǎo)熱系數(shù)大大低于同厚度的EPS,因此具有較EPS更好的保溫隔熱性能。對同樣的建筑物外墻,其使用厚度可小于其它類型的保溫材料。由于內(nèi)層的閉孔結(jié)構(gòu)。因此它具有良好的抗?jié)裥?,在潮濕的環(huán)境中,仍可保持良好的保溫隔熱性能;適用于冷庫等對保溫有特殊要求的建筑,也可用于外墻飾面材料為面磚或石材的建筑。
XPS外墻保溫系統(tǒng)的缺點(diǎn):XPS板本身的強(qiáng)度較高,從而造成板材較脆,不易彎折,板上存在的應(yīng)力時應(yīng)力集中,容易使板材損壞、開裂。透氣性差,幾乎不透氣,如果板兩側(cè)的溫差較大,濕度高很容易結(jié)露。價格與EPS系統(tǒng)相比較高。(當(dāng)然不指再生擠塑板)近3~4年才嘗試性使用,國內(nèi)尚無國家標(biāo)準(zhǔn);歐美、韓國等保溫技術(shù)先進(jìn)國家尚無推廣使用。其結(jié)構(gòu)的伸縮性差,受溫度及濕度的變化影響而變形、起鼓導(dǎo)致保溫層脫落。吸膠性差,粘結(jié)后破壞面為XPS板表面,粘結(jié)強(qiáng)度不夠。
膨脹型EPS和連續(xù)擠出型XPS都是聚苯乙烯泡沫塑料的不同形式,前者為苯板,后者即為擠塑板。與苯板相比,擠塑板屬于硬質(zhì)發(fā)泡保溫材料,從工藝上它克服了EPS板繁雜的生產(chǎn)工藝,具有EPS板無法替代的優(yōu)越性。它是由聚苯乙烯樹脂及其它添加劑經(jīng)擠壓過程制造出的擁有連續(xù)均勻表層及閉孔式蜂窩結(jié)構(gòu)的板材,這些蜂窩結(jié)構(gòu)的厚板,完全不會出現(xiàn)空隙,這種閉孔式結(jié)構(gòu)的保溫材料可具有不同的壓力(150-500Kpa),同時擁有同等低值的導(dǎo)熱系數(shù)(僅為0.028W/M.K)和經(jīng)久不衰的優(yōu)良保溫和抗壓性能,抗壓強(qiáng)度可達(dá)220-500Kpa。其機(jī)械性能是EPS無法比擬的,另外,由于連續(xù)性擠出所致的緊密的閉孔結(jié)構(gòu)。它的密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)及蒸汽滲透率均低于其他類型的板材,是目前市場公認(rèn)的最佳保溫材料。但是由于不同建筑物的實(shí)際情況千差萬別,要根據(jù)具體要求及材料的特性進(jìn)行有針對的選擇。