EPS和XPS系统的性能比较孙科伟.docx

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EPS和XPS系统的性能比较孙科伟

EPS和XPS系统的性能比较

目前的保温板材外墙外保温系统主要有：

EPS板外墙保温系统、XPS板外墙保温系统

一、二种系统性能比较

1、保温隔热性能：

相同厚度的EPS以及XPS保温性能是逐渐升高的。

EPS为0.041，XPS是0.030。

因此达到相同的保温效果的情况下，XPS板材比EPS板材厚度要薄，但纯板材的价格XPS板贵于EPS板。

如果全面考虑工艺以及建筑物高度，每平方米的价格XPS反而比EPS要贵一些。

对于隔热来讲，主要是看热惰性指标D，而D值与蓄热系数成正比。

但是就整个系统而言，200mm的混凝土的蓄热已经够大，再加外保温层，完全满足节能要求。

这也是国家规范要求墙体综合导热系数和蓄热系数要同时满足要求的原因。

目前的EPS或XPS薄抹灰系统都完全满足要求。

2、强度：

这里指出的强度应该是抗拉强度，聚苯板的容重和抗拉强度有绝对的关系，一般的EPS容重18Kg/m3的抗拉强度为110～120KPa，20Kg/m3容重的在140KPa左右。

XPS的容重正常从25Kg～45Kg，强度从150KPa～700KPa或更高。

（前提是满足导热系数0.03左右）。

目前XPS板强度在200KPa－250KPa，这种强度国内很多XPS板材做不到，EPS板材在100KPa以下，在越来越丰富的外立面装饰以及沿海地区经常有台风出现的情况下，强度显得很重要，特别是对于一些外墙贴砖或者高层而言，两种板材均需加固或者说采用固定件辅助固定。

瓷砖的拉拔要大于400KPa，即使是XPS也不能承受，解决的方法是通过胀栓锚固钢丝网到基层解决，这样可以向三维空间分散拉应力，所以只要锚固得当，拉拔破坏处肯定在复合钢丝网的抗裂砂浆层，不是大问题。

与EPS相比，XPS板的强度要高，不过与EPS相比由于XPS板材的性质（脆性），在粘贴面积较大时，外墙饰面层开裂的可能性高，尤其是涂料面层。

柔韧性是材性的问题，拿抹面来说，感性认识通常将抹面批抹在聚苯板上，然后看聚苯板弯曲到什么程度抹面还不出现裂缝，柔韧性好的话弯几个圈都不会裂的。

类似于防水材料中的延展性指标。

但是就材料本身而言，柔韧性EPS要优于XPS。

3、耐候性：

耐候性是指保温系统对外界天气变化的适应能力，指在不同的气候条件下，系统的整体稳定性、保温效果是否有变化等有关质量的系列问题。

耐候性是保温系统的一个非常重要的指标。

外墙外保温技术在我国进行研究开发，已有10余年的历史。

在建筑节能日益受到重视的今天，由于外墙外保温突出的优越性，外墙外保温技术已经得到了迅速的发展，并越来越受到广大居民和开发商的欢迎。

   外保温的突出优点就是有效节能，尤其是对维护结构进行保温隔热处理，降低建筑能耗，相对内保温能够杜绝冷（热）桥带来的弊病，有效的保护建筑结构及室内装修，使结构体的自然寿命相对较长，不仅提高了人们居住的舒适度，还可以减少二氧化碳的排放和不可再生资源的浪费，从而保护了我们赖以生存的地球环境。

目前外墙外保温所选用的材料为膨胀型聚苯乙烯（EPS，简称聚苯板）居多，近两年也有用挤塑型聚苯乙烯（XPS，简称挤塑板）。

由于当前各建筑单位的施工水平及材料厂商的生产水平参差不齐，导致外墙外保温的后遗症很多，且造成大家对EPS、XPS两种外墙保温体系的优劣性争执不休。

现结合北京某小区近十年的开发过程，就EPS、XPS的生产工艺、材料参数和其保温体系作一比较。

由于EPS板与XPS相比有较高的吸水性，所以他的耐候性的不如XPS系统。

但EPS板的延展性比XPS板好，可以克服一定的缺陷。

不过就系统来讲，薄抹灰系统外层的抹面胶本身也具有一定的防水能力。

除了在施工过程外，完好的二种系统的防水性能都可以。

雨水在外墙上与墙面的接触是垂直面上的，只要面层砂浆不开裂，防水是没有问题的。

另外耐风压性能也是耐候性中的重要一项，因为体系越有空腔耐风压能力就越差。

所以重点就要看整个保温体系与基层的粘结面积的大小。

这点XPS系统和EPS系统都是不存在问题的。

4、透气性：

透气和吸水是两个问题！

空气分子与水分子的大小是相差很大的！

当然有透气不透水的说法。

有实验可以说明这一点。

打个比方，在深圳。

放块饼干在外面，你不用往饼干上浇水，一天的时间，饼干会软掉，因为它吸水，而吸的水是空气中的水而非液态的水。

目前的保温体系中，没有哪种产品敢号称自己的产品既透气性好，导热又好，防水性能又好，还不吸水，好事一家全占了。

因为这几项指标是相矛盾的，而且透气性还要讲究施工过程中湿水后的透气以及系统完成后的透气。

就材料本身而言，EPS比XPS要好得多。

XPS几乎没有透气性，在室内外温差较大的地区却是很容易使水气在板的两侧结露。

5、粘结强度：

对于薄抹灰系统而言，这项指标将会直接影响板材的使用，EPS板强度低，抗剪切强度同样也低，板材破坏，有可能不是出在粘结面，而是板材中间直接破坏，XPS的良好的强度性能更放心一些。

抗拉强度0.1MPa相当于说每个平米的抗拉强度是10吨的力，这是非常大的。

但是XPS系统还有一个致命伤：

界面光洁度高，如果不是用聚合物相当高的乳液来做界面处理它是很难被粘住的，但是有多少个厂家愿意这样大幅度提高成本？

6、表面平整度

XPS做外墙很难保证平整度，外面的抗裂砂浆很难掩饰住板缝，尤其是在弧形段。

XPS做墙体保温饰面层是涂料的话，国产的板子是没法做的！

材料决定了表面（涂料饰面）不平整。

在阳光下板影和锚固件的影子是很明显的。

所以可以肯定的说，包括国内现在陶氏、欧文斯科宁在内的国产挤塑板在内，都是不适合外饰面是涂料的墙体保温板的！

挤塑板的施工工艺是必须把扳子全部拉毛，涂刷界面剂后用胶浆粘贴的，干了后再打铆固件加固的，所以，当你把挤塑板的表皮打毛，板子的受力影响，已经变形了，当你涂刷界面剂后（液体）就更变形了。

所以墙体的平面是没法控制和处理的。

不像EPS那样能打磨。

至于强度，抗老化性，透气性，等等的缺陷。

而EPS系统相对而言会好很多。

因为板材的性质比较软，所以在保证墙面的平整度上要好于XPS板。

二、二种系统的优缺点

EPS保温系统有如下的优越性：

1）、已经行成体系，技术成熟。

由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年，在美国已建成的建筑高达44层。

因此，此项技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，有较多较成熟的技术文件。

2）、保温效果好。

3）、由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格不十分昂贵，使整个系统价格适中。

便于用户接受。

4）、无复杂的施工工艺，一般施工单位经过简短培训后，便可掌握施工要领，便于技术的推广。

EPS系统的缺点：

1）、由于板材自身的性质问题，其强度不高，承重能力较低，外贴面砖时需要进行加强处理。

2）、板材出厂时要经过一段成熟期，需放置一段时间才可使用。

如果熟化时间不足，板材的质量不能得到保证，施工后板材收缩，使系统开裂。

2、XPS保温系统

XPS系统的优点在于：

1）、XPS板具有致密的表层及闭孔结构内层。

其导热系数大大低于同厚度的EPS，因此具有较EPS更好的保温隔热性能。

对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其它类型的保温材料。

2）、由于内层的闭孔结构。

因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑。

XPS系统的缺点：

1）、XPS板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存在的应力时应力集中，容易使板材损坏、开裂。

2）、透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大，湿度高很容易结露。

3）、价格与EPS系统相比较高。

4）、近3～4年才尝试性使用，国内尚无国家标准；欧美、韩国等保温技术先进国家尚无推广使用。

5）、其结构的伸缩性差，受温度及湿度的变化影响而变形、起鼓导致保温层脱落。

6）、吸胶性差，粘结后破坏面为XPS板表面，粘结强度不够。

从生产工艺的角度谈二者的区别 

一、EPS与XPS的生产工艺

1、 典型的EPS的生产工艺　

（1）悬浮聚合EPS珠粒：

不溶于水的苯乙烯（PS）单体在悬浮稳定剂和剧烈搅拌下分散为液滴，接着在引发剂的作用下，聚合而成聚合物颗粒，然后经冷却、固液分离、干燥、筛分等处理而成可发性EPS珠粒。

通常聚合过程分为两个阶段：

一是40℃升温至90℃后，恒温聚合5小时；二是从90℃再升温至120℃，然后恒温聚合3小时。

一般二次升温前即加入发泡剂、阻燃剂等添加剂。

EPS珠粒的粒径约为Φ0.5~1.5mm。

（2）EPS珠粒的预发泡：

EPS珠粒在发泡机中用饱和蒸汽加热到其玻璃化转变温度以后，发泡剂在PS中扩散并形成Φ2～5mm的 EPS大颗粒。

其间，EPS珠粒的体积可增加40～80倍。

（3）EPS大颗粒的存放和熟化：

空气渗入到冷却成接近真空的EPS珠粒中直至内外压力平衡。

（4）模塑EPS大板块：

分为充模、蒸汽加热、冷却、脱模等阶段。

模塑成1*1.2*6m的大板块。

（5）烘房养护：

EPS大板块的高温养护。

（6）EPS大板块的切割：

根据需求切割成板材600×900×70mm等规格。

EPS的整个生产过程中，压力一般都是常压或负压，过程

（2）～（6）的温度一般均在100℃以下。

2、典型的XPS的生产工艺　

（1）发泡剂――（原料准备――高温高压造粒）――配料、上料――1#挤塑机――２#挤塑机――模口挤出――整平机――牵引机――切割机

（2）1#主机可分为：

进料段160℃～170℃、压缩段170℃～190℃、塑化段200℃～220℃、混合段200℃～210℃、计量段200℃～210℃。

（3）2#主机的整机加热区温度在165℃～180℃左右。

（4）模口温度约为130℃～150℃。

两级主机中的压力都非常高，中间能达２０MPa左右。

XPS的厚度一般直接在整平机处定好后成批生产，不能在短时间内任意调整。

整体而言，相比于EPS，XPS的尺寸规格不易任意调整。

二、EPS与XPS的技术参数比较

聚苯板（EPS）是以聚苯乙烯树脂为主要成份，通过发泡、模塑成型而成的具有闭孔结构的泡沫材料。

挤塑板（XPS）是以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成份，添加少量添加剂，通过加热挤塑而制成的具有闭孔结构的硬质泡沫材料。

聚苯板与挤塑板都是以聚苯乙烯树脂为原料，经过两种不同的生产工艺加工而成的保温材料。

其各项性能指标见表1：

　表1  EPS、XPS的技术比较

项    目指    标

EPSXPS

导热系数，25℃，w/（m.k）≤0.042  ≤0.030

表观密度，kg/m318~2530~40

抗拉强度，MPa≥0.10≥0.20

熔结性断裂弯曲负荷，N≥25——

弯曲变形，mm≥20≥10

尺寸稳定性，70℃±2℃，%≤0.5≤1.5

水蒸汽透湿系数，ng/（Pa.m.s）2.0~4.51.2~3.5

吸水率，％（v/v）≤4≤2

燃烧性B２级，离火自熄 B２级，离火自熄 

氧指数，％≥30≥26

市场价格，元/m3350720

对于保温材料而言，相对于EPS，XPS有一些优点：

强度较高、导热系数较小、隔汽性能较好、吸水性低等。

三、EPS与XPS的外墙外保温体系比较

1、经济性：

XPS导热系数比EPS小（见表2），且具有高热阻、低线性、膨胀比低的特点，其结构的闭孔率达到了99%以上，形成真空层，避免空气流动散热，确保其保温性能的持久和稳定，相对于EPS 80%的闭孔率，领先优势不言而喻。

实践证明30mm厚的XPS保温板，其保温效果相当于50mm厚EPS保温板，120mm厚水泥珍珠岩。

所以为了达到相同的保温效果，XPS的保温厚度可以比EPS薄30%左右。

但由于XPS的价格是EPS的2倍左右，所以XPS的经济性还是不如EPS。

表2  使用不同厚度保温板相对应的外墙传热系数[W/（m2.K）]

保温

类型结构墙体聚 苯 板 厚 度 （mm）

405060708090100

聚苯板

（EPS）180mm钢筋混凝土0.950.800.690.600.540.490.44

190mm混凝土空心砌块0.900.760.660.580.520.470.43

240mm KP1多孔砖0.740.640.570.510.460.420.39

挤塑板

（XPS）180mm钢筋混凝土0.730.610.520.460.400.360.33

190mm混凝土空心砌块0.700.590.510.440.390.360.32

240mm KP1多孔砖0.600.510.450.400.360.330.30

注1：

聚苯板导热系数计算值——模塑板  0.042×1.2 = 0.050 [W/（m.K）]

               挤塑板  0.030×1.2 = 0.036 [W/（m.K）]。

注2：

190mm混凝土空心砌块（单排孔）热阻取0.16 （m2.K/W）。

2、热稳定性：

根据国标进行检测（100×100×原厚，70℃下48h），目前国内使用的（含外企的）XPS的变形量为1.2%左右，而EPS的在0.5%以内，所以使用XPS板的建筑外保温系统外面的保护砂浆和涂料易开裂。

而EPS有很好的耐候性和在温度变化时的尺寸稳定性，是国际、国内应用最广泛的建筑外墙保温隔热材料。

原因分析：

 EPS一般是常压下自由发泡的，然后又经过中间熟化、模塑（终发泡）、大板养护等过程，其间经历时间达数天之久，其孔结构基本是圆形的、孔间融合也比较好，所以整体尺寸稳定性较好。

而XPS几乎是在瞬间发泡的，由于是由高温高压下突然变为常压，发泡过程很难控制，如果后面冷却不好，急冷也会引起应力集中； XPS在发泡的同时，又受整平机的挤压，使其基本上只能在长度和宽度方向上膨胀，因此，其内部孔结构是梭形的，这种梭形孔的尖端在受到外力作用（如温度应力等）时会产生应力集中；应力集中到一定程度就会引起变形，所以其尺寸稳定性较差。

3、可粘性：

由于生产工艺的不同，EPS的孔隙率比XPS大，即EPS保温板的表面平整度不如XPS，但正因为如此，加上EPS的密度小，EPS板的可粘性比XPS强。

尽管现在建筑市场也出现了刨皮的XPS板，但保温行业所要求的相关界面剂及XPS的标准目前尚无行标或地标。

所以一般XPS板的保温外立面容易开裂、空鼓、脱落。

4、表观质量：

通过外保温施工工艺知道，保温板粘贴完成后，要进行整体表面打磨找平，但由于XPS板的强度高，导致打磨不容易控制，异型板也不容易在现场加工，所以一般XPS板的建筑外立面的表观质量不如EPS板。

5、透汽性：

XPS板的隔汽性能较好、吸水性低，但由于外保温体系是若干保温板拼接且和结构墙之间有一定空腔的立体构造，所以XPS板高抗蒸汽渗透性的优异性能用于外墙外保温，就变成其致命缺点，因为板缝处吸水性、防潮性我们无法提高或避免，而板材处却不透汽，它阻碍了墙体中的潮气透过，使潮气大量聚集在墙体与XPS保温层之间的空腔内，极易造成在板缝处产生水汽集中以至保温层变形和粘贴层的脱落，直接影响外墙外保温系统的使用寿命，以及外墙外保温系统的安全性。

而EPS板特殊的材料性能，能隔绝雨水，又能使墙体中的潮气透过，有效的解决了建筑物的透气性问题。

6、成熟性：

首先看欧美的建筑节能，目前在欧美国家广泛应用的外墙外保温系统主要为外贴保温板薄抹灰方式，有二种保温材料：

主要就是阻燃型的膨胀聚苯板，还有部分为不燃型的岩棉板。

目前，欧洲和美国对外墙外保温已有严格的立法工作，其中包括要求对外墙外保温系统的强制认证标准，以及对于系统中相关组成材料的标准等。

由于欧美国家有着相应健全的标准、严格的立法，对于外墙外保温系统的耐久性，一般都可以保证有25年的使用年限。

事实上，这种系统在上述地区的实际应用历史已大大超过25年。

2000年欧洲技术许可审批组织EOTA发布了名称为《带抹灰层的墙体外保温复合体系技术许可》（ETAG 004）的标准，这个标准是欧洲外墙外保温体系几十年来成功实践的技术总结和规范。

再看中国，节能保温也有十几年的历史，尽管以前走过很多弯路，但随着我国参加WTO，许多国家的外墙外保温企业都将纷纷进入中国建筑市场，中国许多外墙外保温企业为了自力更生，积极吸收国外先进技术，结合本国实际研究开发，也呈现蓬勃发展的大好趋势。

关于外墙外保温的相关工艺、标准、规范、图集也逐步完善。

目前中国市场上80%以上的建筑墙体保温都是使用的聚苯板（EPS），而所有的相应规范及标准也都是建立在膨胀聚苯板基础上的，所以EPS保温体系在国内外都是比较成熟的。

而作为新生的挤塑板（XPS）保温体系，却要面临很多的改善和实践，因为没有相关标准法规去规范其材料质量、工艺水平、实验手段、检测依据，所以该保温体系目前的弊病甚多，比如：

整个体系材料不配套（包括抗裂砂浆、粘接剂、玻纤网、柔性腻子等），导致经不起大型耐候性试验验证及长期大量工程实例验证。

（有关试验还在进行中）

结  论

总之，XPS作为一种优良的建筑保温材料，可以应用到建筑的很多领域，但作为外墙外保温体系，暂时XPS是不可能替代EPS的。

在中国建筑节能跨越式大发展的条件下，希望有更多的新工艺、新技术、新材料来发展壮大中国的保温节能市场，我们将拭目以待。

XPS与EPS

保温隔热的性能：

原因：

XPS板具有致密的表层及闭孔结构内层。

其导热系数大大低于同厚度的EPS，因此具有较EPS更好的保温隔热性能。

结果：

XPS体温性能比较好，而相同的厚度时，XPS板比EPS板薄。

强度：

原因；一般的EPS容重18Kg/m3的抗拉强度为110～120KPa，20Kg/m3容重的在140KPa左右。

XPS的容重正常从25Kg～45Kg，强度从150KPa～700KPa或更高，目前XPS板强度在200KPa－250KPa，EPS板材在100KPa以下。

结果：

XPS的强度高！

耐候性：

原因：

EPS吸水性相对XPS好点，所以它的耐候性的不如XPS系统，不过就系统来讲，薄抹灰系统外层的抹面胶本身也具有一定的防水能力。

除了在施工过程外，完好的二种系统的防水性能都可以。

雨水在外墙上与墙面的接触是垂直面上的，只要面层砂浆不开裂，防水是没有问题的。

结果：

XPS耐性比EPS强！

粘结强度：

原因：

XPS板强度高，抗剪切强度同样也高，XPS的良好的强度性能更放心一些，XPS抗拉强度0.1MPa相当于说每个平米的抗拉强度是10吨的力，这是非常大的。

而EPS板强度低，抗剪切强度同样也低，板材破坏，有可能不是出在粘结面，而是板材中间直接破坏。

结果：

XPS板粘度高于EPS板！

缺点：

相对EPS来说，XPS的透气（吸水）度较弱！

由于XPS的结构是由完美的闭孔蜂窝状结构：

其密度、吸水率、导热系数及蒸汽渗透系数等方面均低于其它类型的板状保温材料，因此具有强度好、质轻、不透气、耐腐蚀、抗老化、价格低等特点，广泛用于建筑业的保温隔热、公路、铁路、机场、广场的防冻保温、家庭装修等领域，是目前市场公认的最佳保温材料。

EPS的特点：

1：

透气度好2：

材料价格比XPS便宜3：

相对XPS板来说，EPS施工工艺较简单！

以下是聚氨酯，XPS，EPS同比

保温效果：

聚氨酯泡沫最好，挤塑板（XPS）次之，苯板（EPS）最差；

耐冷热性能：

聚氨酯泡沫最好，挤塑板次之，苯板最差；

吸水率（性）：

挤塑板最低，聚氨酯次之，苯板最易吸水；

使用寿命：

聚氨酯泡沫最长，挤塑板次之，苯板最差；

价格：

聚氨酯泡沫最高，挤塑板次之，苯板最低；

XPS与EPS性能对照表

容量

<38kg/立方

≤18kg/立方

导热系数（w/m.k）

≤0.02极优

0.04并逐年增长

结构

密实、相对真空

松散、含氧

吸水性

<1%极低

>8%吸水

氧指数（%）

≥28

≥30

尺寸、低温型

<40℃--90℃（,0.6%）

>70℃变形、强收缩

耐久性

优（50年以上不变）

差（一年变形）

抗压强度

>350kpa

<50kpa

阻热值保留度

10年>80%

10年<60%

毒性（常温）

无

释放氧化苯

毒性（64℃）

无

释放二恶英等有毒物质

毒性（100℃）

微量

释放毒烟气

抗冻融性

强

弱

尺寸变化率

<1%

<3%

面层厚度

柔韧性

极好

极差

系统防水性

防水性强

防水性差、龟裂后易吸水

系统厚度

较薄

较厚

系统稳定

耐久

钢网易腐蚀、表面易脱落

系统耐久性

50年不开裂、不龟裂、不吸水

2年后开裂、易开裂、吸水

安装

容易、可以随大模板一起浇注

随大摸板浇注