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摘要：考察了含有VINNAPAS可再分散胶粉的外墙外保温体系在热湿气候条件下的墙面结露问题，指出外墙外保温体系需进行合理的设计才能保证在热湿气候条件下具有长期的稳定性。
从上个世纪60年代后期，外墙外保温体系(EIFS)在干冷的大陆性气候条件下的欧美等地区得到广泛应用。其优异的节能效果，高性价比以及优良的耐久性得到建筑业的认可。尤其是在1957年由德国瓦克化学品公司首次成功生产出粉状聚合物VINNAPAS可再分散胶粉以来，用其生产的工厂预制干混砂浆配套体系的粘结与面护层，使得以上性能有了质的飞跃。外墙外保温体系在上个世纪末进入我国至今，在我国广大的严寒与寒冷地区为改善居住条件与建筑节能再一次验证了它的功效。由于我国多样的气候条件，以及建筑节能必将在全国范围推广，外墙外保温体系是否能象在寒冷地区一样在冬冷夏热地区以及冬暖夏热地区长期稳定发挥同样作用，成为行业中关注的问题。其中一个普遍的焦点便是墙体在长期热湿条件下的结露。针对这一问题，德国瓦克化学品公司不但首次在上海和广州建立一对一试样房，而且利用德国布格豪森技术中心符合欧洲标准(EOTA)_j]的气候模拟试验屋，对不同面饰层的外保温体系的结露问题进行了试验模拟，以及随后进行模型运算，分析结露产生原因。下面便是用EOTA试验屋的实验过程及试算分析。
1 EOTA气候模拟试验屋的热湿气候模拟
1．1试验体系与设备
1．1．1试验外保温体系的构成
参看图1，在同一面EOTA试验墙上，从内至外的各层依次为：冷端室内条件(温度18-25。C，50-70％相对湿度)一l70mm混凝土墙一20mm水泥石灰找平层一3mmVINNAPAs粘结砂浆 ]一50mm发泡聚苯乙烯(EPS)板–*3mmVINNAPAS防护砂浆内衬玻纤网一3种不同饰面层一热端室外条件(温度40。C，90％相对湿度)。其中分别在每一层的EPS板靠近粘结砂浆部位埋放温湿度传感器(参见图2)，水平考察在同一条件下3种不同饰面层的外保温体系的结露情况。以此形成热湿气候条件下，水汽扩散方向为从室外(热端)向室内(冷端)，即在室内开空调时的状况。
参看示意图，其中3种饰面层分别为：
A．含VINNAPAS矿物基饰面砂浆一3l：3~4nlnl，水蒸气扩散系数[4]Sd=0．2m
B．丙烯酸基涂料：纯丙烯酸基，底漆加2道面漆，水蒸气扩散系数Sd=1．5m
C．聚氨酯基涂料：双组分无溶剂型，底漆加2道面漆，水蒸气扩散系数Sd=4．Om
1．1．3 EOTA气候模拟试验屋
可按照ETAGO04 E 欧洲标准控制循环条件，同时按照热湿气候条件模拟室内与室外气候条件。(参见图4)
2模拟试验过程
试验过程设计包括EOTA热湿循环(20天)以及热湿气候模拟(28天)，具体过程见表1
三个饰面体系的基本要求为：外观无明显破坏。通过实验考察体系的结露：探头处相对湿度；检查内部各层的含水率。
2．1测量启示温湿度
在开始试验时，测量各起始时温湿度探头的数值(参见图5及表2)。
由表2可见，三种饰面体系起始时基本处于同一干燥状态下。
2．2加热淋雨循环
由此可得出以下结论：
a)纯矿物体系的饰面砂浆层由于透气性强，在EPS板内产生了结露(相对湿度近乎100％ )．这与预计的结果相符；
b)丙烯酸涂料基的饰面层相对湿度也有大幅上升，可以预见如果继续试验也有可能产生结露，这也与预计的结果相符；
C)聚氨酯基双组分饰面层由于透气率低(是饰面砂浆的20倍)，所以湿度基本没有太大影响，这也与预计的结果相符；
d)饰面砂浆体系由于较厚，相对有较好的隔热效果，即聚苯板中温度最低。
2_3热湿气候模拟
在80次加热淋雨循环后，接着继续热湿气候模拟，即将热端室外条件设为(温度40。C，90％相对湿度)继续进行28天试验。试验后，三种体系表面同样未发现异常，其中温湿度探头的数值(参见图7及表4)。
由此可得出以下结论：
a)除聚氨酯基双组分饰面层体系外，矿物饰面砂浆层体系与丙烯酸涂料饰面层体系均在EPS板内产生了结露(相对湿度近乎100％)。
b)同样矿物饰面砂浆体系的隔热效果最好
2．4内部各层含水率
以上试验并不能说明聚氨酯基饰面层就是解决热湿气候条件下外保温墙体结露问题的有效途径。在试验结束后，当剥开聚苯板后，发现在粘结砂浆内部有明水存在(参图8)。试验后在各层取样测量含水率测试进一步证实以上结论。
结束热湿气候模拟后，分别在3种饰面体系的：防护砂浆与饰面层，EPS板，水泥石灰找平层内取样，在70℃r条件下，烘至恒重测量含水率，结果见图9。
由图9可见在找平砂浆层内三种饰面层体系的含水率相近，均高达约10％，说明有结露存在。通过以上用EOTA气候模拟试验屋对外墙外保温体系在热湿气候条件下的模拟，考察含聚苯板的不同饰面层的外保温体系的结露问题可得 以下结论：
a)在混凝土墙面上的聚苯板外保温体系在长期热湿条件下，矿物基饰面砂浆与丙烯酸涂料饰面体系均会在EPS板与找平砂浆内产生结露；
b)由于聚氨酯涂料的透气性低(Sd=4．0m)，可短期保持EPS板干燥，但由于混凝土的透气性更差，在混凝土表面及找平砂浆中产生结露(有明水)，长期也会使EPS板潮湿；
c)饰面砂浆体系由于有较大厚度与密度，表现出较好的隔热性能。
3建筑物理模型数学模拟
为进一步解释以上试验结果产生的原因，以及发现解决结露问题的方法，以下运用了WCtrme&Dampf(热与水汽)建筑物理程序计算出的格拉泽(Glaser)图对不同外保温体系在热湿气候条件下进行数学模拟(分别见图10、图11、图12、图13、图14)。
3．1对以上模拟试验中聚氨酯涂料体系在混凝土基面上产生结露的解释
图l0中，水平轴为材料的水蒸气扩散系数(越大越难透汽)。1到4分别代表的材料：1)0．2mm聚氨酯基涂料；2)3mm防护砂浆；3)50mmEPS板；4)170mm混凝土。上线为温度梯度，中线为饱和水蒸气分压，下线为实际水蒸气分压。左端为热端室外条件(温度40。C，90％相对湿度)，右端为冷端室内条件(温度18cI=～25cI=，50-70％相对湿度)。由图l0可见，在混凝土与EPS板界面处，实际水蒸气分压与饱和水蒸气分压相交，在此处产生结露。这与以上的试验结果(粘结砂浆处有明水，且找平砂浆含水率高)完全吻合，即由于混凝土的透气率很低，造成水汽在混凝土表面凝结。
3．2将以上模型中的混凝土用空心粘土砖代替后的运算结果
图1 1中，1到4分别代表的材料：1)0．2mm聚氨酯基涂料；2)3mm防护砂浆；3)50mmEPS板；4)240mm心粘土砖。由图11可见，在空心粘土砖基材上，由于砖有较低的sd值(透汽性好)，水汽透入墙面，因而没有结露。
3．3将以上模型中的混凝土用木合板代替后的运算结果
图l2中，l到4分别代表的材料：1)0．2mm聚氨酯基涂料；2)3mm防护砂浆；3)50mmEPS板；4)20mm木合板。由图l2可见，在木合板基材上，因为透气率高的原因，同样没有结露发生。
3．4矿物基饰面砂浆与空心粘土砖基材的运算结果
图l3中，1到4分别代表的材料：1)3mm矿物基饰面砂浆；2)3mm防护砂浆；3)50mmEPS板；4)240mm空心粘土砖。由图l3可见，即便在空心粘土砖基材上，由于饰面砂浆sd值低(透气率高)，在热湿条件下，在EPS板与粘结砂浆层实际水蒸气分压与饱和水蒸气分压相交，产生结露。由以上分析可知，如果基层为混凝土，将更容易在以上位置结露，这与模拟试验结果完全一致。
3．5将发泡聚苯乙烯板(EPS板)换成挤出聚苯乙烯板(XPS板)与饰面砂浆的运算结果
图l4中，l到4分别代表的材料：1)3mm矿物基饰面砂浆；2)3mm防护砂浆；3)50mmXPS板(Sd=12．5)；4)240mm空心粘土砖。由图l4可见，用挤出聚苯板XPS在空心粘土砖基材上，由于XPS板sd值高(透气率很低)，即便是用透气性很高的饰面砂浆也不会产生结露。
4 总结
从以上模拟与数学演算看，在热湿气候条件即便是不透水的聚氨酯面涂层，也不适合用于水密性墙体(混凝土)。虽然聚氨酯面涂层可用于非水密型墙体(砖墙或合板)，但价格较贵。相对而言，矿物基饰面砂浆的面涂层较经济，但需配以适当的保温材料(如用XPS板，不用EPS板)。
由于热湿气候条件下，水蒸气渗透的特殊性(即从外向内)，为使外墙外保温体系能有长期稳定性，合理的模型演算与科学的模拟试验验证是非常必要的。
参考文献
(1)EOTA：欧洲技术验收准则
(2)防护砂浆配比：普硅水泥32，5(28％)，重钙粉(19％ )，VINNAPAS RE5044N(2％ )，VINNAPASRI554Z(2％ )，纤维素醚25000eps(0,15％ )，砂o~O．5mm(49％)
(3)饰面砂浆配比：白水泥32．5(6．5％)，熟石灰(6．5％)，钛白粉(1％ )，木纤维(0．4％ )，重钙粉0．035mm(30％ )，重钙粉0．5—1．0mm(20％)，重钙粉1．5-2．5mm(25．5％)，纤维素醚25000cps(O．1％)，特殊澎润土(O．3％)，VINNAPAS RI554Z(3．2％ )
(4)水蒸气扩散系数sd值：按德国标准DIN52615定义，Sd值的单位为m，含义为材料的透汽性相当于若干m的空气层厚度，即Sd值越大，对应的厚度也越大，即越难透汽(5)ETAG004：外墙外保温复合系统(带抹灰)欧洲技术验收准则
