就在几日前，河北唐山市路北区某广场，一处墙体外保温层从高空坠落，砸中一楼许多摊位，所幸没有发生人员伤亡。
这并非孤例。近些年来，外墙外保温层发生坠落的质量事故屡被曝光，这一保温构造体系带来的安全隐患也愈发引起人们的关注。
【EPS外墙外保温系统/图源:网络】
就在2020年底，上海市住建委公布了第五批禁止或者限制生产和使用材料目录清单，该清单明确，施工现场禁用“采用胶结剂或锚栓以及两种方式组合的外墙外保温系统”。
【图源/上海市住房和城乡建设管理委员会官网】
这份清单的出台，似乎回答了上海市原质安监站长潘延平，在一次有关保温节能主题的宣贯培训会上的忧虑：外墙保温设计使用寿命25年，那25年之后怎么办？
一个过去近二十年的主流外墙外保温做法，为何就这样在上海及其他一些地区被“赶尽杀绝”了呢？笔者结果自身的工程经历，谈谈EPS薄抹灰外墙保温系统在工程实践中的一些体会。
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陈化期不够
大量EPS板材存在质量隐患
先来简单地说一下EPS（expanded polystyrene board）板的加工过程。EPS板，工程上又叫模塑聚苯板或膨胀聚苯板。
生产工艺上首先是将聚苯乙烯树脂及其他添加剂进行合成反应，制成球状的聚苯乙烯颗粒。
然后再将发泡颗粒倒入铸模中进行热压，使这些聚苯乙烯颗粒彼此之间融合在一起，制成所需要的板材。这样制成的板材封闭但并不完全连续，颗粒间有空隙形成多面体蜂窝。
这些“空隙”的存在，使得EPS 板加热成型后会仍会产生收缩，这就是所谓的“后收缩”现象。“后收缩”的收缩率起初较快，以后逐渐变慢，收缩到某一极限值后，就不再收缩。因此EPS 板制成后需要进行自然保护和陈化42天（或60℃蒸汽养护5天），才能确保 EPS 板的稳定性，上墙后不易会产生收缩变形。
然而绝大部分EPS板生产厂家，都是采用“看单定产”的生产模式，不太可能长时间进行仓储，那样成本太高。
那能否到工地后完成陈化期限呢？这也不大现实。因为陈化期不够的板材拿到工地，如果长时间放置就会变形。这种变形的板材，一来监理不会让用在工程上，毕竟不能眼睁睁看着不合格品上墙吧？！再者作业班组也不会接受，板材自身不平整，还要保证粘贴后的墙面平整度，那施工作业的难度就大了。
所以多年下来，笔者的体会就是，工程现场使用的EPS板材基本都不符合陈化期规定。那这样上墙后再变形不是就有安全、质量隐患了吗？确实是这样的。但建设、监理、总包各方对于这个问题往往就是睁只眼闭只眼。“以包代管”的采购管理模式，反正下面有专业分包队伍兜底嘛！
这里需要特别说明一下的是， EPS板材的颗粒之间存在一定的缝隙是必要的。因为只有这样才能够充分吸收保温胶粘剂，保证保温板与墙体之间的粘结牢固和耐久性，这个问题会在接下来的内容中谈及。
点框粘、条粘、全粘
哪种EPS板粘结方式最安全？
保温板粘贴前，要对粘贴的基层进行检查，最大偏差应小于4 mm／m，超差处应剔凿或用打底相同配比的水泥砂浆修补平整，达到基层整体平整，表面残余灰浆清理干净。
笔者曾经看到一种的做法，就是取消墙体基层的粉刷找平层，理由是基层高低不平，可以通过粘结砂浆厚薄来调整。这个理论上可以，但实际工程中安全、质量隐患不少。基层墙体没有粉刷找平层，使得外墙渗漏的几率会大大提高，所以这个“优化”的做法很不可取。
根据《外墙外保温工程技术标准》（ JGJ144-2019）相关规定，外墙外保温的粘贴工艺中，是粘贴受力为主，锚栓锚固固受力为辅。且《标准》中还规定，粘贴方式可以选择点框法或者条粘法，胶粘剂有效粘贴面积不小于40％。
虽然规范表述的内容很明确，但没有太多的理论、实验支撑。选用的粘结方式、粘结面积和粘结厚度，基本也只是经验判断。因此工程现场经常有关于选用点框式还是条粘式，粘结砂浆的厚度到底该多少的争议出现。
笔者就此查询了一些参考资料，在赵敏著述的《EPS 外墙外保温板的粘结性能试验研究》（广西大学学报（自然科学版）2017（02）—0052（08））看到了一些相关研究，有如下两个结论摘录如下：
（一）对保温板为 200 mm×150 mm 的试块进行剪切粘结强度试验在同种施工条件下：
粘结面积一定时，粘结强度为：点框粘＞条粘＞点粘＞十字粘＞满粘；面积不同时，满粘＞点框粘＞条粘＞十字粘＞点粘。
若从经济角度考虑，综合效益最好的是点框粘结，能达到满粘粘结强度的90%。
（二）在保温板拉伸粘结强度试验中，胶粘剂厚度为 4 mm 时，保温板与结构层间的粘结强度最高。
即第一个结论是，“点框式”的粘贴方式“性价比”最高，这个也是工程中选用比较多的粘贴方式。只是这个粘贴方式能否做的标准，很大程度上取决于工程现场管理的力度和施工作业人员的责任心。
【图左：规范中的←→图中：理想中的←→图右：实际中的】
第二个结论，“胶粘剂厚度为 4 mm时，保温板与结构层间的粘结强度最高”，这个在现场也比较难做到。因为基层的平整度通常难以达到4㎜/m的标准，那就需要粘结砂浆灰饼略厚，这样才方便调节保温板整体的平整度。通常这个粘结灰饼在6㎜左右。
其实在控制粘贴砂浆面积及涂布均匀方面，“条粘法”因为有专用工具，更具备精准操控的条件。只是“条粘法”不像“点框式”的粘贴方式那么容易调整平整度，对基层找平层的要求比较高。
【“条粘法”有专用工具，更容易保证涂布粘结砂浆的质量】
还有一种观点，认为应该采用“满粘”的方式更为安全，而且还能防止外保温层形成空腔体，防止风荷载带来的“负风压”导致保温层脱落，还能达到防火的目的。
关于风荷载“负风压”的问题，这里暂时不予展开，放到下一章节关于锚栓固定作用中一起来谈，这里就说说“满粘”的方式是否更安全。
笔者经历过的项目中，只有2009年上海浦江镇的一个办公项目采用了“满粘”的粘贴方式。因为当时那个项目准备申请德国的节能认证标准，外墙EPS板厚度75㎜，超出常规项目外墙保温厚度一倍多，所以当时的施工方案拟定采用“满粘”的粘结方式。
但工程实践下来很不理想，项目交付没有多久，外墙就出现了大量的保温层变形、开裂现象。最终不得不全部返工。
【摄于上海浦江镇某项目】
当时分析造成质量事故的原因，一个是EPS板材本身的陈化期不够，再一个就是“满粘”的粘贴方式，反而让板材上墙后的变形没了释放空间，导致开裂更严重。
随着工程实践的深入，大家越来越认识到，外保温系统应是一个完全柔性的构造，可以及时充分释放热应力。
至于说“满粘”方式杜绝外保温空腔体有利于防火的说法，看到说个相关研究结论：“对于EPS薄抹灰外墙外保温系统，EPS板的粘贴方式对系统烧损程度的影响不明显。”【2】这个不是本文重点，感兴趣的朋友可以根据索引自行阅读相关内容。
在保温粘贴方式上，看到一个比较新颖的“立体粘贴”工艺。就是将EPS板的粘贴表面进行机械处理．表面形成每平方厘米约3个左右的小孔，孔径约5mm，深约3～5mm。每个小孔是底部大于孔径，形状像钉子帽，当胶浆抹上后，在揉压过程中，胶浆填满小孔。粘贴后．在粘贴墙体基面形成每平方米几百个直径约5mm、长约5mm的小胶钉，牢牢抓住EPS板。
“经过计算，改进后平均增加粘贴面积约25％左右。增强了EPS板与外墙的抗拉伸、抗压剪强度，简单易行，基本不增加成本。”【3】
正确安装锚栓
对薄弱粘结点处进行加固
根据外墙外保温技术规程的相关规定，当建筑物高度在20m以上时，在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。
对于多数有空腔的外墙外保温系统，在负风压区，空腔内空气压强大于外界空气压强，从而对外保温系统产生由空腔内向系统外的作用力，即为负风压力。外保温层在负风压“频振”状态下，会加速板材的疲劳破坏，严重的就会发生脱落现象。
【图源/网络】
建筑物的负压易发生部位，通常是在与风向平行的建筑两侧和背风一侧，其中以建筑两侧的负压最大，最容易造成负压破坏【4】。风荷载影响的程度是随着建筑物的高度增加而加强，因此在高层建筑结构中，要予以特别重视。
【风流经建筑物平面时的风荷载分布系数/图源：见注释4】
为了防止保温层脱落，需要辅助锚栓加固。因为EPS板与墙体基面粘贴后，其作为外墙表面所承受的各种受力都集中到了EPS板的表皮上，那30％～40％粘贴表皮，其实就是受力破坏的薄弱环节。
我们从下面这张图就可以看到EPS板材粘贴破坏的机理。首先是那些因为施工工艺不达标，或者就是粘结剂自身质量问题，导致粘结面积小或粘结力低的最不利粘结点发生破坏，该粘结点的粘结力消失。这时应力会附加至其他粘结点，这样就会继续下一个最不利粘结点发生破坏。如此循环，就像“多米诺骨牌”一样顺次破坏，直至EPS板材发生脱落。
【负风压作用下粘结力失效保温板脱落过程/图源：见注释4】
锚栓的辅助加固作用，就是避免薄弱粘结点处发生破坏，这也是为何锚栓要安装在粘结砂浆的部位才有意义。所以锚栓要直接固定在EPS板上，而不是固定在抗裂网格布外。笔者在工程中曾经遇到过，现场施工管理人员要求把锚栓固定在抗裂网格布外，认为这样“兜住”保温板更加安全，其实这是对体系传力路径的一个误解。
安装锚栓要按设计及施工方案要求进行，钻孔孔径视锚栓直径而定，孔深不得小于设计深度。冲击钻孔要在粘结砂浆达到一定强度后，通常情况下48小时后方可安装固定锚栓。
钻孔时需注意，冲击钻钻头应与墙面保持垂直，避免由于钻头的偏斜而扩大孔径，进而影响锚栓的锚固效果。注意在塞入锚钉拧紧时，锚栓构件的圆盘与保温板外表面平整，不能拧的过紧造成应力集中，加剧保温板变形。
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薄抹灰与耐碱玻纤网格布
控制的重点在哪里？
EPS薄抹灰外墙保温系统，这里强调的“薄抹灰”，是指罩面抗裂砂浆厚度不超过5㎜。
这是因为EPS板材的导热系数小于0.042W／(m·K)，而抗裂砂浆的导热系数约为0.932W／(m·K)，两种材料的导热系数相差22倍之多。
正是因为EPS板保热阻很大，从而使保护层的热量不易传导扩散，那抗裂层过厚，就容易开裂。而且对于EPS板来说，温度超过70℃时，板材也会产生不可逆的热收缩变形，造成较为严重的开裂。
这里顺便说一下另外一种保温性能很好的保温材料——挤塑聚苯板，我们通常称之为XPS板。它的导热系数只有 0.028 W/（m·K），从保温性能上来说比EPS板更加优越。但它与抗裂砂浆的导热系数相差 33.2倍，更容易产生裂缝，选用更要慎重。
回到前面的话题，既然开裂砂浆的防止开裂对整个体系非常重要，就要采取必要的加强抗裂能力的措施，比如在开裂砂浆中放入玻纤网格布。加入玻纤网格布，可以使抗裂砂浆层的温度更均匀，从而达到防止开裂的目的。
玻纤网格布，长期在抹面抗裂砂浆层的水泥碱性环境中经受腐蚀，故必须有很好的耐碱性。合格的玻纤维网格布，是以中碱或无碱玻璃纤维纱为原料，织成玻璃纤维网格布为基材，再经涂覆丙烯酸共聚液烘干后而成的耐碱产品。结构稳定、强度高，防腐、抗裂性好。
在施工耐碱玻纤网格布时，操作要点如下：第一道砂浆批嵌在保温板上，随即就把耐碱玻纤网格布绷紧、无折痕的压入第一道砂浆中；这时应立即批嵌第二道抗裂砂浆，满铺在耐碱玻纤网格布上，厚度以隐现网格布为标准。这样可以最大限度地发挥网格布抵抗因温度变化而产生应力。
还有一点要特别注意，抗裂砂浆施工时要关注气温情况，及时采取措施。如高温或太阳暴晒时，应及时进行喷水养护；低温（低于5℃）或进入冬季施工时，要停止外保温的施工，否则很难保证施工质量。
外墙外保温
到底要何去何从？
既然上海的这道禁令基本把粘贴方式为主的外墙外保温系统“赶尽杀绝”了，那外墙保温未来的路又通向哪里呢？
一个可以作为选项路径，在这个禁令里面就可以找到。《禁令》中有个括号：“保温装饰复合板除外”。根据上海市工程建设规范《保温装饰复合板墙体保温系统应用技术规程》（DG/TJ08-2122-2013 J12364-2013），“保温装饰复合板墙体保温系统”定义如下：“置于建筑物外墙一侧、集保温装饰功能于一体的系统，由保温装饰复合板、胶粘剂、专用锚栓及固定卡件、填缝材料、密封胶等组成。保温装饰复合板与基层墙体的连接采用胶黏剂粘结，并采用专用锚栓及固定卡件固定，经板缝密封处理形成墙体保温装饰系统。”【5】
这个系统相比于传统的EPS薄抹灰外墙外保温系统，从材料标准到施工工艺要求都有了一些变化。比如规定EPS板的表观密度应不低于22kg/m3，粘贴面积50%～60%，设排汽栓时水蒸气湿流密度≥0.85g/(㎡·h)，使用专用卡件固定等等。
这个系统中，比较有价值的一个点就是“固定卡件”。根据该规范规定，下图左为应用在建筑高度小于50m时固定卡件布置意图，卡件间距不应大于 500mm，固定卡件离板端距离不应大于200mm；下图右为应用在建筑高度为50m～80m时，固定卡件间距不应大于300mm，固定卡件离板端距离不应大于150mm。
【固定卡件布置示意图/图源：见注释5】
如果说“固定卡件”相比锚栓辅助固定的优势在哪里，笔者理解就是安装过程的“可见性”，更容易控制安装质量。
不过笔者问过几位上海的朋友，最近这两年外墙外保温是否用到保温装饰复合板墙体保温系统，他们回复都是没有用过。一个比较重要原因是成本比较高，“一贵胜百美”。
外置式的外墙外保温系统，还有EPS板现浇混凝土外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外保温系统、机械固定 EPS 钢丝网架板外保温系统等形式。
这些系统形式跟EPS薄抹灰外墙外保温系统相比较，虽然会在某些方面略显优势，但同时体系自身也存在许多不足。
比如“EPS板现浇混凝土外保温系统”，优点是能做到外保温和墙体一次成活，保温板与墙体合二为一。但从保证平整度的角度讲，该体系需配合钢制大模板施工才能有所保证。工程现场木工作业本来就是保证工程进度的一个难点，也是保证工程质量的一个难点，再把保温构造掺杂其中，接受度不高。
“EPS钢丝网架板现浇混凝土外保温系统”和“机械固定EPS钢丝网架板外保温系统”
遇到的境况同样如此，虽然在防止保温层脱落方面具备一些优势，但工种交叉，工序繁杂，都使得它们在推广普及方面遇到不小的阻碍。更不用说还有“成本指标”这个大杀器。
笔者也看到一种说法，说上海这个禁用目录，实际上是在为“夹心保温”或者回归外墙内保温做铺垫。这个说法听上去，很有“下一盘大棋”的味道。
从技术路径上来说，这两种方式都值得去研判、实践。比如“夹心保温”，解决了保温与建筑同寿命的难题。尤其在当前上海建筑市场一直力推“装配式住宅”的环境下，如果能让二者结合真是“双赢”局面。
只是当下“装配式住宅”推广仍有诸多问题处处掣肘，是否还有精力来解决“夹心保温”构造中“热桥”对墙体绝热性能的削弱、对抗震性能的影响、外侧墙体容易裂和渗漏这一系列问题。
至于说“回归外墙内保温”，难言乐观。我国从八十年代开始应用外保温，在九十年代后期，90％以上的工程使用的都是内保温。但随着工程技术的发展，内保温基本绝迹工程江湖——质量问题多多，隐患很大。除了不能解决“热桥”这一缺欠外，内墙开裂似乎是内保温无法跨越的坎。
顺带说一句，使用外墙内保温体系，还要有政策支撑，要把内保温厚度也要计入容积率。否则一户内平白地被内保温层占去5个平方米左右的面积，在房价高企“寸平寸金”的情况下，这钱谁出？
结 语
我国建筑行业每年新增建筑面积20多亿平方米，超过全球建筑总产量的一半。已建成的近400多亿平方米的建筑物中，90％以上是高能耗建筑。能耗强度约为美国的3倍，日本的7.2倍。
有资料显示：建筑物总传热耗热量的80％是经由外围护结构的传热损失的，其中墙体结构的传热热损失约占总量的60％～70％；门窗占总量的20％～30％；屋面占总量的10％。【6】因此，减少建筑围护结构的能耗，特别是减少墙体结构的传热热损失，对于建筑节能具有非同一般的意义。
以EPS板为代表的外墙外保温系统是舶来品，它在欧美等国发展成熟。欧美国家人口密度较低，除大型城市外，建筑形式主要以低层、多层建筑为主，建筑维修周期一般在10～20年。这样以有机物（现在的主流产品是聚氨酯板）为主的墙体保温体系，与其建筑形式和维修周期比较吻合。
我国是一个发展中国家，人口数量巨大，还处于城市化进程中。我国未来新增建筑仍以集中居住形式建筑为主。这些因素决定了我国建筑节能研究在借鉴国外经验时不能完全照搬照抄。比如江亿院士就认为：在南方，建筑的遮阳、散热通风比保温更重要。
所以建筑节能问题，始终是一个复杂的综合性系统工程，包括政策法规、规划设计、施工工艺、运行管理、维护更新以及废物回收等一系列环节。
冬奥火炬，由熊熊燃烧变成“微火”方案，引来一片赞叹。我们已经对国际社会作出了“双碳”目标的庄严承诺，那就用一点一滴的努力，去践行绿色、环保、低碳的生活方式吧。
参考文献：
1. 宋春江·EPS外保温节能墙体设计与施工的研究[D]哈尔滨工业大学·哈尔滨：2009.
2. 李 哲·EPS薄抹灰外墙外保温系统保温板的粘贴方式对系统防火性能的影响术[J]墙材革新与建筑节能·2011-12：36（03）.
3. 戴建光·苏南地区外墙保温现状分析与研究[D]南京理工大学·南京·2008年.
4. 高艳伟·风载影响高层建筑外保温板连接性能的研究[D]西安工业大学·西安：2016
5. 《保温装饰复合板墙体保温系统应用技术规程》[M]上海市工程建设规范·（DG/TJ08-2122-2013 J12364-2013）
6. 钱春香·与建筑物同寿命的墙体保温体系及自保温材料研究[D]东南大学·南京：2011
文章来源：工程一姐（ID:gongchengyijie），转载已获作者授权，对此表示感谢。
来源：明源地产研究院
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