对外墙保温涂料的要求和选择分析

学涂

外墙外保温 是目前实现建筑节能最行之有效的节能方式，作为其外饰面材料的应用，建筑 涂料 是首选。根据国家 JG149-2003 《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的规定， 涂料 必须与薄抹灰外保温系统具有很好的相容性，性能指标应符合外墙建筑涂料的相关标准。除了要达到有效的节能和理想的装饰效果外，选用外墙外保温饰面的涂料还应该关注其他一些问题。    　　要了解外墙外保温外饰 涂料 的系统应用，应先清楚外墙外保温体系的组成和结构，依次为结构墙体、粘结层、保温层、抹面胶浆、玻璃纤维网格布、饰面层。其中粘结层一般由粘结胶浆构成，视需要可附加锚钉，如基面不符合粘贴要求，还需采用机械法固定。保温层一般是阻燃型聚苯乙烯泡沫板（ EPS ），也可以是挤塑板（ XPS ）等，厚度按各地节能要求选择。防护层是由抹面胶浆和玻璃纤维网格布组成。饰面层可选用防开裂性、拒水性、透气性和耐候性等较好的外墙涂料等。目前，国内推广应用外保温体系常见的问题是表面开裂、空鼓和渗水。开裂和渗水的外墙外保温比不做外墙外保温的影响还坏，而且很难修复。防护层是决定整个外保温体系性能的关键，防护层做好了，外墙外保温的抗裂性就有了基本保证。    　　各种材料和组分之间的匹配性和整个体系的完整性    　　溶剂型涂料不能用于外墙外保温体系。因为外墙外保温体系一般采用聚苯乙烯（ EPS 、 XPS ）或聚氨酯（ PU ）等为保温层，根据相似相溶原则，溶剂材料，如苯和甲苯等能溶解聚苯乙烯，醋酸丁酯和二甲苯等能溶解聚氨酯。一些材料的溶度参数如表 1 所示。在外墙外保温体系中，溶剂型涂料溶蚀聚苯乙烯和聚氨酯保温层的数量与防护层的厚度和空隙率、溶剂的溶解力、挥发速率和数量等因素有关。聚苯乙烯保温层被溶蚀而使外墙外保温体系表面参差不平时有所见。就是水性涂料中常用的 200 号溶剂油，其中芳香烃也能溶解聚苯乙烯保温层，因此，其含量也需根据实际使用情况予以控制。    　　涂料的拒水透气性    　　国家标准 JG149-2003 《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》中规定，外保温系统的 5mm 厚防护层，浸水 24h ，吸水量要 ≤ 500g /m2 ；外保温系统防护层和饰面涂层一起水蒸气湿流密度要 ≥ 0.85g /(m2.h) 。在 JGJ144-2004 《外墙外保温工程技术规程》对此规定有些不同。以 JG149-2003 中的规定来看，对于外墙面，就吸水性来说，一般外层要求比内层低，也就是说外饰涂层要低于防护层，即涂层吸水量要少于 500g /m2 ，这样才能使比较少的水进入墙体；就水蒸气湿流密度来说，一般外层要求比内层高，也就是说外饰涂层要高于防护层，即涂层水蒸气湿流密度要远远大于 0.85g /(m2.h) ，这样水蒸气才能畅通无阻地排出。    　　相比之下，欧洲标准 EN1062-1 ： 2002 《色漆和清漆抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类 —1. 分类》中，根据涂料的透水汽性、吸水性等将外用涂料和涂料系统分类分级，以便于用户选用。    　　吸水性按 EN1062-3 测定，按表 2 将涂料分类。    　　透水汽性按 ENISO7783-2 测定，按表 3 分类。    　　尽管 JG149-2003 和 EN1062-3 ： 1998 《色漆和清漆抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类 --3. 吸水性的测定和分类》对吸水量的测试方法略有差别，主要是基层不同，将它们粗略做一比较， 24h 吸水量 500g /m2 相当于 W= 0.1kg /m2h0.5 ，是欧洲标准 EN1062-1 中最低一挡吸水量。也就是说是最严格的要求。    　　对于吸水量和不透水性来说， 弹性涂料 、有光涂料、水性金属漆和荷花王涂料，一般均能满足要求，而相当部分的涂料达不到该要求，有些涂料要与某些底涂配合使用才能满足要求。    　　对于 JG149-2003 标准中的水蒸气湿流密度，是按 GB/T17146-1997 《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》中的水法测定的，是通过水的相对湿度 100%% 与实验室相对湿度差产生水蒸气流。而 ENISO7783-2 ： 1999 《色漆和清漆抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类 --2. 透水汽性的测定和分类》的测试方法与 GB/T17146-1997 不同。它是由 23℃ 磷酸二氢铵相对湿度 93% 与实验室相对湿度 50% 差产生水蒸气流。严格地说，不同测试方法所得结果不能比较。大致说，水蒸气湿流密度 0.85g /(m2.h) 相当于 V= 20.4g /m2d ，即相当于 1.2m 静止空气层阻力，属于欧洲标准 EN1062-1 中的中等透水汽性。涂层水蒸气湿流密度太低，轻者造成表面色差，重者导致发霉和热工性能变差，甚至不同程度的破坏。对于透水蒸气来说，弹性涂料难以达到要求，但硅树脂涂料等能符合水蒸气湿流密度的要求。另外，水蒸气湿流密度大小不仅与涂料有关，还与涂膜的厚度成反比。    　　对于外墙外保温体系，其吸水量（拒水性）和水蒸气湿流密度（透气性）是要同时满足的，所以要综合平衡。从拒水透气的角度看， JG149-2003 标准对外墙外保温饰面用涂料的要求比普通外墙涂料高得多，有些符合产品标准要求的外墙涂料却达不到此要求，有些可以通过与底涂搭配的涂层系统予以解决。涂料的耐久性 JGJ144-2004 《外墙外保温工程技术规程》中规定，外墙外保温工程的使用年限不应少于 25 年。外墙涂料使用年限不仅与外墙涂料的质量有关，而且与基层、施工、使用环境条件、所用颜色和维护保养等因素有关。一般约为 8~15 年，使用年限达 30 年的也有报道。因此应尽量选用耐久性好的 外墙涂料 ，尤其是色浆，优先选择保色性好的无机色浆，另外要做好及时维护翻新。涂料的颜色    　　涂料的颜色主要牵涉到太阳能的吸收和反射问题。当太阳辐射能入射到不透明的涂层表面时，一部分能量被吸收，另一部分能量被反射，而透过的能量可忽略不计。吸收能量与入射总能量的比值，称为涂层的吸收系数（ α ）；反射能量与入射总能量的比值，称为涂层的反射系数（ ρ ）。 α+ρ ＝ 1 。吸收系数和反射系数随涂层温度和入射辐射能的波长而改变。颜色与太阳辐射能反射系数的关系如表 4 ，这些颜料的粒径都不大于 50μm 。    　　对于 外墙外保温 饰面的要求来说，我们希望夏天更多地反射太阳能，而希望冬天更多地吸收太阳能。一般来说，热传递有三种：传导、对流和辐射。太阳辐射热是影响建筑热过程的主要热源。夏天温度高，辐射热大，另外保温层密度低，隔热性差，涂层颜色影响大。冬天温度低，辐射热少，保温层导热系数低，涂层颜色影响小。因此，外墙外保温饰面涂料颜色的选择应以夏天隔热为主。也就是说，不能选择太深的颜色，如最低明度值应大于 20% 。