外墻外保溫EPS與XPS的比較

　　外墻外保溫技術在我國進行研究開發，已有10余年的歷史。在建筑節能日益受到重視的今天，由于外墻外保溫突出的優越性，外墻外保溫技術已經得到了迅速的發展，并越來越受到廣大居民和開發商的歡迎。

　　外保溫的突出優點就是有效節能，尤其是對維護結構進行保溫隔熱處理，降低建筑能耗，相對內保溫能夠杜絕冷（熱）橋帶來的弊病，有效的保護建筑結構及室內裝修，使結構體的自然壽命相對較長，不僅提高了人們居住的舒適度，還可以減少二氧化碳的排放和不可再生資源的浪費，從而保護了我們賴以生存的地球環境。

　　目前外墻外保溫所選用的材料為膨脹型聚苯乙烯（EPS，簡稱聚苯板）居多，近兩年也有用擠塑型聚苯乙烯（XPS，簡稱擠塑板）。由于當前各建筑單位的施工水平及材料廠商的生產水平參差不齊，導致外墻外保溫的后遺癥很多，且造成大家對EPS、XPS兩種外墻保溫體系的優劣性爭執不休。

　　現結合北京某小區近十年的開發過程，就EPS、XPS的生產工藝、材料參數和其保溫體系作一比較。

   

一、EPS與XPS的生產工藝
1、 典型的EPS的生產工藝　
（1）懸浮聚合EPS珠粒：不溶于水的苯乙烯（PS）單體在懸浮穩定劑和劇烈攪拌下分散為液滴，接著在引發劑的作用下，聚合而成聚合物顆粒，然后經冷卻、固液分離、干燥、篩分等處理而成可發性EPS珠粒。通常聚合過程分為兩個階段：一是40℃升溫至90℃后，恒溫聚合5小時；二是從90℃再升溫至120℃，然后恒溫聚合3小時。一般二次升溫前即加入發泡劑、阻燃劑等添加劑。EPS珠粒的粒徑約為Φ0.5~1.5mm。

（2）EPS珠粒的預發泡：EPS珠粒在發泡機中用飽和蒸汽加熱到其玻璃化轉變溫度以后，發泡劑在PS中擴散并形成Φ2～5mm的 EPS大顆粒。其間，EPS珠粒的體積可增加40～80倍。

（3）EPS大顆粒的存放和熟化：空氣滲入到冷卻成接近真空的EPS珠粒中直至內外壓力平衡。

（4）模塑EPS大板塊：分為充模、蒸汽加熱、冷卻、脫模等階段。模塑成1*1.2*6m的大板塊。

（5）烘房養護：EPS大板塊的高溫養護。

（6）EPS大板塊的切割：根據需求切割成板材600×900×70mm等規格。

EPS的整個生產過程中，壓力一般都是常壓或負壓，過程（2）～（6）的溫度一般均在100℃以下。


2、 典型的XPS的生產工藝　  

（1）發泡劑——（原料準備——高溫高壓造粒）——配料、上料——1#擠塑機——２#擠塑機——�？�擠出——整平機——牽引機——切割機
（2）1#主機可分為：進料段160℃～170℃、壓縮段170℃～190℃、塑化段200℃～220℃、混合段200℃～210℃、計量段200℃～210℃。

（3）2#主機的整機加熱區溫度在165℃～180℃左右。

（4）模口溫度約為130℃～150℃。

兩級主機中的壓力都非常高，中間能達２０MPa左右。XPS的厚度一般直接在整平機處定好后成批生產，不能在短時間內任意調整。整體而言，相比于EPS，XPS的尺寸規格不易任意調整。

二、EPS與XPS的技術參數比較
聚苯板（EPS）是以聚苯乙烯樹脂為主要成份，通過發泡、模塑成型而成的具有閉孔結構的泡沫材料。

擠塑板（XPS）是以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成份，添加少量添加劑，通過加熱擠塑而制成的具有閉孔結構的硬質泡沫材料。

    聚苯板與擠塑板都是以聚苯乙烯樹脂為原料，經過兩種不同的生產工藝加工而成的保溫材料。其各項性能指標
見表1：

　表1  EPS、XPS的技術比較
項    目 指    標
EPS XPS
導熱系數，25℃，w/(m.k) ≤0.042   ≤0.030
表觀密度，kg/m3 18~25 30~40
抗拉強度，MPa ≥0.10 ≥0.20
熔結性 斷裂彎曲負荷，N ≥25 ——
彎曲變形，mm ≥20 ≥10
尺寸穩定性，70℃±2℃，% ≤0.5 ≤1.5
水蒸汽透濕系數，ng/(Pa.m.s） 2.0~4.5 1.2~3.5
吸水率，％（v/v） ≤4 ≤2
燃燒性 B２級，離火自熄  B２級，離火自熄  

氧指數，％ ≥30 ≥26
市場價格，元/m3 350 720
對于保溫材料而言，相對于EPS，XPS有一些優點：強度較高、導熱系數較小、隔汽性能較好、吸水性低等。


三、EPS與XPS的外墻外保溫體系比較
1、經濟性：

XPS導熱系數比EPS�。ㄒ姳�2），且具有高熱阻、低線性、膨脹比低的特點，其結構的閉孔率達到了99%以上，形成真空層，避免空氣流動散熱，確保其保溫性能的持久和穩定，相對于EPS 80%的閉孔率，領先優勢不言而喻。實踐證明30mm厚的XPS保溫板，其保溫效果相當于50mm厚EPS保溫板，120mm厚水泥珍珠巖。所以為了達到相同的保溫效果，XPS的保溫厚度可以比EPS薄30%左右。但由于XPS的價格是EPS的2倍左右，所以XPS的經濟性還是不如EPS。

表2  使用不同厚度保溫板相對應的外墻傳熱系數[W/（m2.K）]
保溫
類型 結構墻體 聚 苯 板 厚 度 （mm）
40 50 60 70 80 90 100
聚苯板
(EPS) 180mm鋼筋混凝土 0.95 0.80 0.69 0.60 0.54 0.49 0.44
190mm混凝土空心砌塊 0.90 0.76 0.66 0.58 0.52 0.47 0.43
240mm KP1多孔磚 0.74 0.64 0.57 0.51 0.46 0.42 0.39
擠塑板
（XPS） 180mm鋼筋混凝土 0.73 0.61 0.52 0.46 0.40 0.36 0.33
190mm混凝土空心砌塊 0.70 0.59 0.51 0.44 0.39 0.36 0.32
240mm KP1多孔磚 0.60 0.51 0.45 0.40 0.36 0.33 0.30
注1：聚苯板導熱系數計算值——模塑板  0.042×1.2 = 0.050 [W/（m.K）]
               擠塑板  0.030×1.2 = 0.036 [W/（m.K）]。

注2：190mm混凝土空心砌塊(單排孔)熱阻取0.16 (m2.K/W)。


2、熱穩定性：

　　根據國標進行檢測（100×100×原厚，70℃下48h），目前國內使用的（含外企的）XPS的變形量為1.2%左右，而EPS的在0.5%以內，所以使用XPS板的建筑外保溫系統外面的保護砂漿和涂料易開裂。而EPS有很好的耐候性和在溫度變化時的尺寸穩定性，是國際、國內應用最廣泛的建筑外墻保溫隔熱材料。

原因分析： EPS一般是常壓下自由發泡的，然后又經過中間熟化、模塑（終發泡）、大板養護等過程，其間經歷時間達數天之久，其孔結構基本是圓形的、孔間融合也比較好，所以整體尺寸穩定性較好。而XPS幾乎是在瞬間發泡的，由于是由高溫高壓下突然變為常壓，發泡過程很難控制，如果后面冷卻不好，急冷也會引起應力集中； XPS在發泡的同時，又受整平機的擠壓，使其基本上只能在長度和寬度方向上膨脹，因此，其內部孔結構是梭形的，這種梭形孔的尖端在受到外力作用（如溫度應力等）時會產生應力集中；應力集中到一定程度就會引起變形，所以其尺寸穩定性較差。

3、可粘性：

　　由于生產工藝的不同，EPS的孔隙率比XPS大，即EPS保溫板的表面平整度不如XPS，但正因為如此，加上EPS的密度小，EPS板的可粘性比XPS強。盡管現在建筑市場也出現了刨皮的XPS板，但保溫行業所要求的相關界面劑及XPS的標準目前尚無行標或地標。所以一般XPS板的保溫外立面容易開裂、空鼓、脫落。

4、表觀質量：

　　通過外保溫施工工藝知道，保溫板粘貼完成后，要進行整體表面打磨找平，但由于XPS板的強度高，導致打磨不容易控制，異型板也不容易在現場加工，所以一般XPS板的建筑外立面的表觀質量不如EPS板。

5、透汽性：

　　XPS板的隔汽性能較好、吸水性低，但由于外保溫體系是若干保溫板拼接且和結構墻之間有一定空腔的立體構造，所以XPS板高抗蒸汽滲透性的優異性能用于外墻外保溫，就變成其致命缺點，因為板縫處吸水性、防潮性我們無法提高或避免，而板材處卻不透汽，它阻礙了墻體中的潮氣透過，使潮氣大量聚集在墻體與XPS保溫層之間的空腔內，極易造成在板縫處產生水汽集中以至保溫層變形和粘貼層的脫落，直接影響外墻外保溫系統的使用壽命，以及外墻外保溫系統的安全性。而EPS板特殊的材料性能，能隔絕雨水，又能使墻體中的潮氣透過，有效的解決了建筑物的透氣性問題。

6、成熟性：

　　首先看歐美的建筑節能，目前在歐美國家廣泛應用的外墻外保溫系統主要為外貼保溫板薄抹灰方式，有二種保溫材料：主要就是阻燃型的膨脹聚苯板，還有部分為不燃型的巖棉板。目前，歐洲和美國對外墻外保溫已有嚴格的立法工作，其中包括要求對外墻外保溫系統的強制認證標準，以及對于系統中相關組成材料的標準等。由于歐美國家有著相應健全的標準、嚴格的立法，對于外墻外保溫系統的耐久性，一般都可以保證有25年的使用年限。事實上，這種系統在上述地區的實際應用歷史已大大超過25年。2000年歐洲技術許可審批組織EOTA發布了名稱為《帶抹灰層的墻體外保溫復合體系技術許可》（ETAG 004）的標準，這個標準是歐洲外墻外保溫體系幾十年來成功實踐的技術總結和規范。

　　再看中國，節能保溫也有十幾年的歷史，盡管以前走過很多彎路，但隨著我國參加WTO，許多國家的外墻外保溫企業都將紛紛進入中國建筑市場，中國許多外墻外保溫企業為了自力更生，積極吸收國外先進技術，結合本國實際研究開發，也呈現蓬勃發展的大好趨勢。關于外墻外保溫的相關工藝、標準、規范、圖集也逐步完善。目前中國市場上80%以上的建筑墻體保溫都是使用的聚苯板（EPS），而所有的相應規范及標準也都是建立在膨脹聚苯板基礎上的，所以EPS保溫體系在國內外都是比較成熟的。

　　而作為新生的擠塑板（XPS）保溫體系，卻要面臨很多的改善和實踐，因為沒有相關標準法規去規范其材料質量、工藝水平、實驗手段、檢測依據，所以該保溫體系目前的弊病甚多，比如：整個體系材料不配套（包括抗裂砂漿、粘接劑、玻纖網、柔性膩子等），導致經不起大型耐候性試驗驗證及長期大量工程實例驗證。


結 論

　　總之，XPS作為一種優良的建筑保溫材料，可以應用到建筑的很多領域，但作為外墻外保溫體系，暫時XPS是不可能替代EPS的。在中國建筑節能跨越式大發展的條件下，希望有更多的新工藝、新技術、新材料來發展壯大中國的保溫節能市場，我們將拭目以待。

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