第1章 绪论
1.1 建筑保温系统与建筑保温工程
1.1.1 建筑围护结构保温
建筑物与大气环境的围挡、建筑物内部空间的围挡构成了建筑围护结构。其中建筑物与大气环境的围挡称为建筑外围护结构，建筑物内部空间的围挡称为建筑内围护结构。建筑围护结构包括墙体（幕墙）、门窗、屋面、楼地面等，如图1-1所示。
图1-1 建筑物围护结构［1］
建筑外围护结构与大气环境接触，建筑物内的热量传递到室外空间而散失，造成采暖能耗增大、室内舒适度降低，因此需要对建筑外围护结构进行保温。
内围护结构之间的传热使热量散失在室内，不会造成能源的无效损耗，可不进行保温，即在分户隔墙、上下楼之间的楼板可不保温。当楼梯间不采暖时，则有内保温的必要，最大限度地减少两个不同温度空间的温差传热。分户采暖或者分户热计量时，分户的隔墙、上下楼板的保温有利于住户控制是否采暖及采暖的温度，可鼓励人们节省采暖支出，同时降低采暖能耗。总体来说，目前建筑保温的主旨是防止室内热量向室外散失，是针对外围护结构的保温，其目的是降低采暖建筑的能耗，提高非采暖建筑的舒适度。
透明的外围护结构，如门窗、透明幕墙、透明屋顶等，在保证一定的光学性能的前提下通过构件的节能设计达到保温节能的目的，例如采用中空玻璃、真空玻璃、低辐射玻璃、断桥型材、中空玻璃填充氩气等措施，形成节能门窗和节能幕墙。透明的外围护结构不采用通常意义的建筑保温材料进行保温节能，它属于另外一个范畴的保温。
因此，建筑保温的主要任务即是对建筑外墙、建筑屋面和建筑楼（地）面等部位进行保温，其中地下保温包括地面保温和有无采暖地下室的顶棚保温。如图1-2所示，建筑保温应将整个建筑物所有能与环境进行热交换的部位进行全包覆的保温，包括暴露在大气环境中部位的保温和与土壤接触部位的保温。
图1-2 建筑物的全保温示意图
我们以一个高层板式居住建筑为例简单分析一下各部位保温所占的比例。24层3m层高的建筑，标准层平面50m×13m，窗墙比分别为：北向0.3、东西向0.35、南向0.50，则外围护结构的投影面积如表1-1所示。墙面面积合计5536.8m2，是屋面面积的8.5倍，其中还未包括洞口侧面保温的展开面积和女儿墙的保温面积。对于我国以高层建筑为主的国家，墙体保温工程已成为建筑保温的主体。
表1-1 墙体保温面积与其它保温面积的比较
外围护墙体（简称外墙）的保温即为外墙保温，其中将保温构造置于外墙的外侧为外墙外保温，置于外墙内侧为外墙内保温。外墙外保温具有断热处理效果好、保护建筑主体结构、且不占室内使用空间、墙内不结露等显著优势，国内外目前普遍采用外墙外保温，也由此将外墙外保温直接称为外墙保温。
1.1.2 建筑保温系统
建筑保温是指通过一定的建筑构造将保温材料固定在外围护结构之上。这种保温构造及其所用的材料构成了外保温系统。了解外保温系统的构造方式是掌握保温材料的性能要求的前提和基础。
（1）薄抹灰外墙外保温系统
外墙外保温系统的构造形式有很多种，如保温装饰一体化外墙外保温系统、装配式外墙外保温系统等。但是，应用最为广泛的是薄抹灰外墙外保温系统。薄抹灰外墙外保温系统（external thermal insulation composite systems，缩写为ETICS）［2］基本构造如图1-3所示。ETICS是通过胶粘剂（又称粘结砂浆）将保温材料粘贴在基层墙体上，辅以锚栓固定连接；或者以锚栓固定为主，以粘贴固定为辅，将保温材料固定在基层墙体上。保温材料之上用抹面胶浆罩面形成抹面层，抹面材料中间铺设增强用玻璃纤维网格布，在抹面层之上是饰面层。抹面层和饰面层合称为防护层（或者保护层），承担对保温材料的保护作用，并保证外保温系统的机械强度和耐久性。因系统的抹面层采用厚度为4～5mm的薄层抹灰施工作业，所以我国称之为薄抹灰外墙外保温。为了减少保温系统垂直方向压剪应力带来结构失稳的风险，ETICS的饰面层通常采用薄质材料，一些规范中限定为涂料饰面和装饰砂浆饰面。
图1-3 外墙外保温系统基本构造
1—基层墙体；2—粘结层；3—保温材料；4—锚栓；5—抹面胶浆；6—玻璃纤维网格布；7—抹面胶浆；8—饰面层
由于外墙外保温系统置于建筑的外立面，且将建筑物全包围，因此保温系统的脱落将造成很大的安全事故，故其安全性和耐久性为建筑保温的重点和难点。基于此，建筑保温材料的很多性能要求正是为了适应该系统的使用环境要求而设置。
（2）屋面保温系统
屋面相对于墙面的构造形式更加复杂，因此其保温系统形式更加多样化。常见的普通屋面保温系统、倒置屋面保温系统和坡屋面保温系统的构造示意图如图1-4［3］所示。
图1-4 常见的屋面保温系统构造示意图
某种意义上，屋面防水较之屋面保温更加重要，因为一旦防水层破坏，保温系统将丧失其保温功能。从这个意义上讲，保温系统是配合防水系统。因此，保温系统及其所采用的保温材料应与防水系统具有很好的切合性。
（3）楼面保温系统
对非采暖空间（如非采暖地下室）与采暖空间的楼面进行保温，可以有效防止热量通过楼板散失。一种方式是将保温系统置于楼板之上，如图1-5的（a）和（b）所示。另一种方式是将保温系统置于楼板之下，称为顶板保温，如图1-5的（c）所示。顶板保温通常要将与楼板接触的立墙进行部分保温。这样，顶板保温的效果要优于楼板之上的保温。
图1-5 常见的楼面保温系统构造示意图
（4）地下保温系统
地下保温包括地面保温和地下侧墙保温，如图1-6所示［4］，以防止建筑物地下空间通过与之接触的土壤散失热量。
图1-6 常见地下保温系统构造示意图
1.1.3 建筑保温工程
建筑保温工程是指对建筑围护结构附加保温构造的过程及其所形成的建筑实体，因此，建筑保温工程包括保温系统的施工建造过程和通过建造所形成建筑保温工程实体二重含义。对建筑外墙、建筑屋面和建筑楼（地）面的保温工程分别称为墙体保温工程、屋面保温工程和楼（地）面的保温工程。
建筑保温工程包括保温工程的节能设计、保温工程的施工和保温工程的质量验收三个主要环节。
（1）保温工程的节能设计
建筑保温节能设计是根据不同气候地区或者不同的行政区域对建筑节能的要求，对建筑物进行热工性能设计和保温构造设计，使其节能率满足或者超过相关标准的要求。
按照建筑物的使用类型，我国民用建筑采用了居住建筑和公共建筑两套节能设计规范。按照气候地区划分了严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区五个气候地区。根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134，各行政区域规定了不低于相应气候地区节能标准要求的地方性节能设计标准，例如北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891、《黑龙江省民用建筑节能设计标准实施细则（采暖居住建筑部分）》DB23/T 120等。
为了确保建筑节能达到相应标准的要求，各地行政主管部门设置了专门的机构对建筑节能设计进行审查，只有通过审核的设计才能进行保温工程施工。如果设计变更涉及到建筑节能效果，还要经过原审查机构的再次审查，办理相应的变更手续，并获得监理或者建设单位的确认［5］。我国施行强制性的建筑节能，该项制度是其中重要的体现。行政主管部门还有权利对建筑节能工程进行现场检查和审核。
表1-2是建筑节能设计中保温做法的审查表的一种形式。通过该表可以大致了解节能设计是如何按照节能标准要求对围护结构保温构造和热工性能进行控制的。
表1-2 建筑外围护结构保温做法的审查表［6］
（2）保温工程的施工
保温工程的施工是将保温构造按照设计要求实施于建筑物之上的过程。承担施工的企业应建立相应的质量管理体系、施工质量和检验制度、具有相应的施工技术标准。保温工程必须按照经过审核合格的设计文件和经过审批的施工方案进行施工。施工单位应提前应对施工作业人员进行技术交底和必要的实操培训，熟悉相应的构造做法。施工前按照设计和施工方案的材料和工艺制作样板墙或样板间，通过认可后再展开大面积施工。
施工材料进场时要对保温系统材料的品种、规格、包装进行检查验收，形成验收记录；对保温系统材料进行进场复验；对保温系统材料的质量证明文件进行核查，并纳入工程技术档案管理。质量证明文件通常包括出厂合格证，产品说明书，型式检验报告，其它性能检测报告，进场验收、进场复验、见证取样检验等报告与资料等［5］。
施工方案是保温施工的基本技术文件。施工方案一般包括工程概况、编制依据、现场管理体系及其目标、工程做法、施工规程、进度管理、质量管理、安全生产管理、施工环境、文明施工、产品保护等内容。其中施工规程是控制工程质量的重要技术措施，一般包括施工工艺流程、材料准备、施工做法、细部节点做法、质量控制要点、施工环境要求等内容。
（3）保温工程的质量验收
保温工程的质量验收是在对保温工程“检验”的基础上，是否接“收”保温工程为合格工程的过程及其结果。所谓的检验是对检验项目中的性能进行量测、检查、试验等，并将结果与标准规定要求进行比较，以确定每项性能是否合格［7］。保温工程验收目前遵循的标准是《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411。如图1-7所示，检验项目、检验方法和检查数量是工程质量验收的核心内容。
图1-7 保温工程质量验收的核心内容
建筑工程质量按照检验项目逐项进行验收，检验项目包括主控项目和一般项目。所谓的主控项目是指建筑工程中对安全、卫生、环境保护和公众利益起决定性作用的检验项目。具体到保温工程中，主控项目主要是涉及保温构造的安全性和保温的功能性两方面的决定性内容。一般项目则是除主控项目之外的其它重要内容。
保温工程验收的常用检验方法包括见证取样检测、交接检验、抽样检验、观感质量检验、测量检验、计量检验、计数检验、查验试验文件、查验隐蔽工程记录文件等方法。
保温工程验收的检验数量包括全数检验、检验批检验、检验批抽检数量或百分比检验等方式。
例如，墙体节能工程主控项目的第一项规定如下［5］。
检验项目：用于墙体节能工程的材料、构件等，其品质、规格应符合设计要求和相关标准的规定。
检验方法：观察、尺量检查；核查质量证明文件。
检验数量：按照进场批次，每批随机抽取3个试样进行检查；质量证明文件应按照其出厂检验批进行核查。
针对该项验收，假定设计采用80mm厚的模塑聚苯板（EPS保温板），并要求符合《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》GB/T 29906—2103要求，则每一批次进场的板材应观察其包装是否完整、板材外观是否完整、破损。随机抽查3个试样，测量其实际厚度是否达到80mm厚（不得有负偏差），并逐一记录。查验每一批次的产品合格证，产品合格证应包括：产品名称、标准编号、商标；生产企业名称、地址；产品规格、类型；导热系数级别及燃烧性能等级；生产日期、质量保证期；检验部门印章、检验人员代号，并带有本批次至少包括允许偏差、表观密度、垂直于板面方向的抗拉强度三项在内的出厂检测报告。
材料供应商或系统供应商应提供在有效期内EPS保温板的型式检验报告，并且型式检验报告应包括GB/T 29906规定全部内容，即尺寸允许偏差、导热系数、表观密度、垂直于板面方向的抗拉强度、尺寸稳定性、弯曲变形、水蒸气渗透系数、吸水率、燃烧性能等级。系统供应商应提供在有效期内保温系统的型式检验报告，并且型式检验报告应包括GB/T 29906规定的全部内容，即耐候性、吸水量、抗冲击性、水蒸气透过湿流密度、耐冻融。EPS保温板的型式检验报告和保温系统的型式检验报告不一定每一个批次均需提供，至少首个进场批次，或者按照规定需要重新取得型式检验报告时应当提供。
所谓的重新取得型式检验报告是指GB/T 29906规定的有如下情形之一时应当进行型式检验［8］：①正常生产时，模塑板外保温系统应每两年进行一次型式检验，模塑板外保温系统组成材料应每年进行一次型式检验；②新产品定型鉴定时；③当产品主要原材料及用量或生产工艺有重大变更时；④停产一年以上恢复生产时。
以上的产品合格证、出厂检测报告、型式检验报告均属于质量证明文件。
墙体保温工程验收的主控项目与保温材料相关的内容包括如下方面［5］。
①用于墙体节能保温材料的品种、规格应符合设计要求和相关标准的规定。
②工程使用的保温材料的导热系数、密度、抗压强度或压缩强度、燃烧性能符合设计要求。
③保温材料等进场时应进行规定性能的复验，复验应为见证取样送检。
④保温材料的厚度必须符合设计要求。
⑤外墙采用保温浆料保温时，应在施工中制作同条件养护试件，检测其导热系数、干密度和压缩强度。
⑥采用预制保温墙板现场安装的墙体，保温墙板应有型式检验报告，型式检验报告应包括安装性能的检验。
墙体保温工程验收的一般项目与保温材料相关的内容包括如下方面。
①进场的节能保温材料与构件的外观和包装应完整无破损。
②采用现场喷涂或者模板浇筑的有机类保温材料做外保温时，有机类保温材料应当达到成化时间后方能进行下道工序施工。
屋面保温工程和地面保温工程验收的主控项目与保温材料相关的内容同墙体保温工程中的①、②、③。