装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术机理与价值
辽宁金铠厦科技有限公司 杨长文 康立中
辽宁壹立方建设有限公司 张双成
• 摘要：
自2000年以来的25年时间里，我国外墙外保温领域使用从国外引进的或仿照的“薄抹灰系统”，在取得业绩的同时相继出现了着火、开裂、透水、脱落、保温失效等痛点问题。辽宁金铠厦科技有限公司以杨长文领军的科研团队，针对行业痛点深耕多年，从保温材料、施工工艺、技术服务三大维度持续优化，成功研发“装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术”，主编了辽宁省地方标准《现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术规程》DB21/T 3470-2021。该技术于 2024 年 7 月获辽宁省住建厅发文推广，2025 年 10 月入选国家工信部推广名录，作为外墙外保温领域的优化方案，既彻底解决行业痛点，又实现节能降碳，为 “好房子” 建设提供核心支撑。
• 关键词：
装配式现浇；聚氨酯发泡颗粒复合材料；外墙外保温；技术机理；节能降碳；好房子建设
1 绪论
1.1外墙外保温的核心要求
根据国家相关标准和好房子要求，外墙外保温的核心要求可概括为“一保（保温节能）二安（结构+防火）、三耐（耐候、耐水、耐老化）、四适配（基层、饰面、气候、施工）”，最终实现 “节能达标、安全可靠、耐久实用、绿色降碳、舒适宜居” 的综合目标，既要满足当前建筑节能需求，也要保障长期使用过程中的稳定性与安全性。
1.2外墙外保温存在的痛点问题与时代的呼唤
1.2.1薄抹灰系统引入时间
1990年中期-2000年，我国从欧洲引入外墙外保温技术，初期以模塑聚苯乙烯泡沫板（EPS）薄抹灰系统为主，在北京、上海等地开展工程试点。2000 年《民用建筑节能管理规定》确立外墙保温为强制性要求，薄抹灰系统因施工简便、成本较低成为主流。同时，挤塑聚苯乙烯泡沫板（XPS）、酚醛板、岩棉板、聚氨酯板、发泡水泥板等仿照模塑聚苯乙烯泡沫板（EPS）薄抹灰系统进入外墙外保温领域。
1.2.2薄抹灰系统出现问题的原因所在
25年来薄抹灰系统相继出现的着火、开裂、透水、脱落、保温失效等痛点问题的原因如下：
着火：保温材料不阻燃。北京、上海、沈阳、西安、大连等地外墙外保温工程发生的多起大火，其关键就是材料不阻燃。
开裂：粘结材料、保温材料、防护材料和饰面材料之间的线收缩膨胀系数差异很大，在温度应力的反复作用下，必然导致开裂。还有板与板拼接形成的板缝。俗语讲，“针柄大眼，牛头大风”。裂缝会导致保温失效。
透水：裂缝是雨水的切入点，空腔是水的自由流动区，这样水就会透入被保温墙体，导致其渗水、发霉、长毛。
脱落：粘锚连接点在空腔内受到干湿循环、冻融循环和地动力的作用，连接点逐年松动失效，由慢到快，当连接力小于风揭力和自身重力的合力时，就必然会脱落。
保温失效：低质量岩棉，吸收潮气，软化坍塌，可导致保温失效；大量的裂缝可导致保温失效。
1.2.3时代的呼唤
2010 年上海教师公寓火灾（58 人死亡）引发对防火性能的高度关注，2009 年《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》及后续政策逐步提高保温材料燃烧性能要求。当今，好房子建设更要求“安全、舒适、绿色、智慧”，外墙外保温必须与之相匹配。时代呼唤高端化外墙外保温的到来，不仅要消除痛点问题，还要冬暖夏凉，满足全寿命周期持续稳定的使用要求。装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术，经历15年不折不挠的研发，终于成熟，恰好服务于当今好房子建设。
2 技术体系
辽宁金铠厦科技有限公司科研团队聚焦行业痛点，通过上万次实验验证，形成涵盖材料、产品、工艺的完整技术体系，累计取得 25 项国家专利（含 2 项发明专利），技术规范被纳入辽宁省地方标准。
2.1核心材料优化
研发了以聚氨酯发泡颗粒为核心作用的有机三元复合颗粒。
2.1.1聚氨酯发泡颗粒
该技术中使用的聚氨酯发泡颗粒，由辽宁金铠厦科技有限公司获得了国家发明专利。
此种聚氨酯发泡颗粒，堆积密度28-60kg/m³，堆积导热系数0.031-0.035W/（m.K），筒压强度不小于150kPa，具有良好的柔韧性和一定的粘度，颗粒封闭孔大于90%，不吸水。
2.1.2聚氨酯固废壳体切粒
将聚氨酯固废壳体制作成合适大小的切粒，性质接近聚氨酯发泡颗粒，它是有机材料没有污染，掺加有机颗粒组合使不能降解的聚氨酯固废有了很好的利用途径。但在使用中需对聚氨酯固废壳体切粒的切面做出更好的处理。
2.1.3聚氨酯发泡颗粒、聚氨酯固废壳体切粒与聚苯颗粒三元复合颗粒
将聚氨酯发泡颗粒、聚氨酯固废壳体切粒与聚苯颗粒三元颗粒复合，充分发挥了聚氨酯发泡颗粒导热系数低、柔性好、强度高、有粘度的优势；充分利用了聚苯颗粒分散性好、堆积密度低的优势，并克服了其强度低、脆性大的劣势；合理的掺入一定比例的聚氨酯固废壳体切粒，实现了聚氨酯固废的再利用，让外墙外保温系统成为绿色建筑的重要组成部分。三元颗粒复合，优化了质量，降低了成本，提升了性价比，降碳减排。
聚氨酯发泡颗粒、聚氨酯固废壳体切粒与聚苯颗粒三元复合颗粒，在生产车间已通过专用智能生产线，分别精准计量，成袋包装，制作保温胶料时只需按每袋计算配比投放即可。
2.2.专用水泥基多元胶凝料
专用水泥基多元胶凝料，是由优质水泥与多元外加剂和掺合料复合组成，专用于和三元颗粒拌合制备保温胶料，制备保温板。
2.2.1水泥
水泥作为连续相的无机胶凝材料，需要保证其质量可靠性，可选择42.5MPa的优质普通硅酸盐水泥。
2.2.2多元外加剂和掺合料
多元外加剂和掺合料与三元复合颗粒要有高度的匹配性，因此经长期上万次实验验证，选择了对增强阻燃性和粘性、界面改性、流变调节、强度提升、耐久优化、适度憎水、适度微膨胀对路的外加剂和掺合料。这个处方是做好保温胶料的关键所在。
多元外加剂和掺合料，在生产车间已通过专用智能生产线，分别精准计量，成袋包装，制作保温胶料时只需按每袋计算配比投放即可。
2.3保温产品
2.3.1氨酯发泡颗粒复合材料绿色高性能保温胶料，简称JKS保温胶料。
按JKS保温胶料制备规定要求，将三元复合颗粒与专用水泥基多元胶凝料按一定比例送入搅拌仓内，加适量的水，经规定时间搅拌，便可制备出JKS保温胶料。
JKS保温胶料，可以用于浇筑，喷抹，制板，具有防火、保温、安全、阻水、耐久等多功能。
2.3.2聚氨酯发泡颗粒复合材料绿色高性能保温板，简称JKS保温板。
对JKS保温胶料略作调整，经专用生产线加压成型，制备出JKS保温板。
JKS保温板，可以优化迭代聚苯板（EPS\xPS）、酚醛板、岩棉板、防火隔离带等保温板的使用，性能更优。
2.3.3聚氨酯发泡颗粒复合材料绿色高性能保温饰面一体板，简称JKS保温饰面一体板。
采用定制工艺，将JKS保温胶料在陶瓷饰面板等优质基材上制备保温层，形成一体化产品，适配高端建筑外墙外保温需求，兼顾性能与美观。
2.4.施工工艺创新
2.4.1装配工艺
在现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术中，根据不同的工程需求，装配工艺分两类 ，指的是模板装配浇筑一体化系统和免拆模板装配浇筑一体化系统。模板，可以是标准中规定的真空塑料模板，也可是符合要求的木模板或铁模板以及其他模板。免拆模板，可以是保温板、饰面板和保温饰面一体板。在预备保温的外墙外侧，安装模板或免拆模板各自的连接卡件，装配模板或免拆模板，按节能设计要求保温层厚度预留模板或免拆模板与墙面之间的空腔。
2.4.2浇筑工艺
在施工现场易于浇筑的位置（屋顶或房间）安置搅拌机，按配比要求搅拌JKS保温胶料，然后通过软管泵将JKS保温胶料泵送到装配空腔内。JKS保温胶料免振自密实，根据施工的要求，可以一层或两层模板高度完成一次浇筑，实现肌肤式密闭粘结。
2.4.3装配浇筑系统
根据工程实际需要，构建了6个适配系统，即模板装配浇筑系统、饰面板装配浇筑系统、保温板装配浇筑系统、保温装饰一体板装配浇筑系统、既有建筑节能升级改造加固装配浇筑系统、直接喷抹系统。覆盖了新建建筑与既有建筑改造，施工便捷高效。
2.4.3.1模板装配浇筑系统
按装配浇筑工艺操作，待保温胶料硬化后，拆除模板和锚固件，用保温胶料封堵锚固件留下的孔洞，抹平卡板留下的凹槽，然后做抗裂砂浆复合耐碱网格布防护层和饰面层。模板装配现浇系统结构如下图所示：
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模板浇筑系统基本构造
1—基层墙体；2—JKS保温浇筑料；3—抗裂砂浆复合耐碱网格布；4—锚固件；5—饰面层
按装配浇筑工艺操作，待保温胶料硬化后，保留连接卡件，只做墙面清洁处理。饰面板装配现浇系统结构如下图所示：
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饰面板浇筑系统基本构造
1—基层墙体；2—JKS保温浇筑料；3—饰面板；4—六角螺丝和尼龙垫片；5—龙骨卡件；6—锚固件
2.4.3.3保温板装配浇筑系统
按装配浇筑工艺操作，预留20mm保温板之间的连接缝，待保温胶料硬化后，拆除连接卡件，封堵锚栓留下的孔洞，在保温板上做抗裂砂浆复合耐碱网格防护层和饰面层。该系统省了模板，减少了浇筑量，可快速施工。
2.4.3.4保温装饰一体板装配浇筑系统
按装配浇筑工艺操作，待保温胶料硬化后，保留连接卡件，只做墙面清洁处理。该系统可使外墙外保温高端化。
2.4.3.5既有建筑节能升级改造加固装配浇筑系统
25年以上的老旧破损房子都应进行建筑节能升级改造，对此类工程做好外墙加固处理后，就直接可以按装配浇筑工艺操作。
2.4.3.6直接喷抹系统
对别墅和乡村建设中的矮房子，旧楼局部修缮，可直接喷抹JKS保温胶料，然后在保温层上做抗裂砂浆复合耐碱网格布防护层和饰面层。该系统灵活方便。
2.5.关键质量技术指标
JKS保温胶料和JKS保温板是同质产品，它们的质量指标如下：
导热系数：0.040W/（m.K）-0.044W/（m.K）（可根据工程的重要性和性价比要求进行选取）；
防火等级：A2级；
压缩强度：≥0.15MPa，拉伸粘结强度：≥0.10MPa，压剪强度：≥0.05MPa；
压折强度比：≤3；断后延伸率：≥12%；
隔声量：28dB，可承受50次冻融循环；
干密度：140-180kg/m³。
3 技术机理
本技术通过材料协同与工艺创新，构建十大功能机理，系统性解决行业痛点。
3.1防火安全机理
保温层由JKS保温胶料与JKS保温板共同构成。其中，保温颗粒被胶凝材料包裹，形成细胞式独立分仓结构，并在无机基材中连续均匀分布，从而实现材料本质防火，防火等级达到A2级。
3.2恒温保温机理
保温层由JKS保温胶料与JKS保温板共同组成，通过浇筑保温胶料挤压摩擦，形成密闭肌肤式的化学与物理双重粘结。保温材料具有良好的柔性，实现无腔无缝构造，形成连续恒温的温度场。无缝结构是实现高效节能保温的关键。
3.3结构安全机理
通过浇筑保温胶料挤压摩擦形成密闭肌肤式粘结，实现无腔无缝构造，无受力连接点失效风险，杜绝风揭隐患。保温层与基层墙面的拉伸粘结强度不低于0.10MPa，即拉脱1m²保温材料需施加10t外力，结构安全系数极高。破坏试验表明，该结构无脱落可能。
3.4防水透气机理
采用专用水泥基多元胶凝材料，赋予保温层良好的阻水与透气性能。防护层与饰面层所用胶凝材料中掺入优质防水组分，全面满足外墙外保温工程对防水透气的功能要求。
3.5同寿长寿机理
JKS保温胶料为无机胶凝材料包裹有机保温颗粒形成的复合材料，整体无机属性赋予其与建筑墙体同等的使用寿命，可达50年以上，媲美水泥砂浆。其所形成的连续恒温场对建筑结构具有优异保护作用，显著延长建筑寿命，叠加“同寿”与“增寿”效应，助力实现“百年工程”目标。
3.6饰面耐久机理
3.6.1 采用全浇筑JKS保温胶料或装配JKS保温板叠合浇筑形成的保温层具备高柔性，从根本上杜绝裂缝产生。防护层与饰面层材料亦具备优良抗裂性能，确保饰面整洁、耐久、无裂缝。
3.6.2 在装配饰面板及保温饰面一体板浇筑系统中，采用高温烧制的陶瓷饰面板，饰面自然靓丽，不裂不褪，耐久性可达上千年。
3.7节能降碳机理
卓越的保温性能有效降低供暖与制冷能耗，节电节煤效果经红外热成像检测验证，节能降碳效益显著。
3.8绿色减排机理
本技术科学利用聚氨酯固废壳体切粒，应用于装配式现浇复合材料外墙外保温系统中，并设置原位修复式节能改造装配浇筑工艺，避免拆除，为外墙外保温的绿色减排开辟新路径。
3.9施工便捷机理
JKS保温胶料一体化完成墙面找平、粘贴与锚固等多道工序，饰面板与一体板实现装配浇筑一次成型。施工过程可视化、无盲点，施工效率显著提升。
3.10运维无忧机理
研发单位提供10年质保承诺，对正常使用条件下出现的质量问题承担无条件责任，相关保障条款纳入施工合同。
4 工程应用案例
该技术中的6个系统，在沈阳、大连多地的工程上进行了全面应用，均取得了政府和业界的认可。由于文章篇幅的限制，这里仅举两个工程案例。
庄河市鑫兴九号外墙保温工程施工面积15000㎡，工程原设计裙楼外墙用石材幕墙系统；主楼外墙用铝单板幕墙系统。鑫兴陈氏集团有限公司为了把该项目建设成为高品质的地标性建筑，经过多方考察研究，并且组织省内权威专家技术论证会通过后，决定外墙采用《现浇聚氨酯发泡颗粒复合保温材料外墙外保温技术规程》中的 JKS装配饰面板浇筑外墙保温技术。该技术保温层与墙体、饰面板经浇筑保温胶料满粘结，无腔无缝，实现了墙体、保温、饰面一体化，具有“安全耐久、节能宜居、美观装饰、用户无忧”的特点。本工程由辽宁壹立方建设工程有限公司中标施工，在甲方和施工方的密切配合下，经过90天的紧张施工，工程于2021年10月1日顺利竣工。经四年服役验证，未出现任何质量问题，充分彰显技术可靠性。鑫兴九号楼如下图：
4.2工程案例之二：辽宁省交通运输厅综合办公楼外墙维修改造工程
该办公楼位于沈阳市和平区，建筑面积11691.3㎡，地上14层，地下1层，高54.4米。建筑始建于1993年，原外墙无保温设计，2016年加装80mm厚EPS保温板及真石漆饰面。2022年初，因局部保温板脱落，经检测鉴定后决定整体拆除原系统
经五次专家论证，最终选用“现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术”，由辽宁壹立方建设工程有限公司于2022年6月至7月施工完成。改造期间未影响正常办公及环境卫生，改造后冬季室内温度提升约5℃，有效改善办公舒适度并实现节能增效。
辽宁省交通运输厅综合办公楼节能保温升级改造后的风貌。
5 核心价值
5.1经济效益
保温层与墙体同寿命，大幅减少维修成本；优异的保温节能效果降低供暖制冷的煤电消耗，经济效益在多个工程中得到实证。
5.2社会效益
彻底解决着火、开裂、透水、脱落等行业痛点，全面推广后可实现建筑外墙 “更舒适、更宜居、更长寿、更高端”，契合 “好房子” 建设要求。
5.3环保效益
全程无污染物排放，资源化利用聚氨酯固废，既有建筑原位修复技术减少废弃物产生，助力节能降碳与绿色建筑发展。
6 推广前景
6.1技术可复制性强
装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术中的保温产品的制备，施工工艺的执行，都是规范的，容易掌握的。
6.2应用场景广泛
装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术具有广泛的适用性，特别是寒冷地区和严寒地区，更适用于超低能耗建筑，这种技术可以普及到全国乃至全球。
6.3政府大力支持
装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术，已经得到了辽宁省住建厅、国家工信部的正式发文推广，并视为高端产品，满足好房子建设的需要，政策支持力度大。
7 未来展望
装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术，走出了一条适配我国国情的外墙外保温技术路线。该技术的全面推广，将标志着外墙外保温行业痛点的彻底解决。
未来，装配式现浇聚氨酯发泡颗粒复合材料外墙外保温技术，还会不断吸收保温领域的各项创新，与好的产品和好的技术复合应用，要不断地深度优化产品、工艺和服务，特别是在每一个细微之处的深度优化，真正做好外墙外保温工程，为“好房子”建设注入更强劲动力。