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外墙保温技术规范 [建筑外墙保温技术浅析网络教育毕业设计]

发布: 2021-06-19 00:03:11   阅读: 次 【   

网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文(设 计) 题 目:建筑外墙保温技术浅析 学习中心:
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土木工程 年 级:
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内容摘要 建设部出台的“建筑节能‘九五’计划和2010年规划”提出了节能50%的要求,但我国目前的建筑能耗高于发达国家数倍。在建筑中,外围护结构的热损耗较大,外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节,发展外墙保温技术则是建筑节能的主要途径。本文首先分别概述了外墙内保温、外墙夹心保温和外墙外保温的构造及特点、施工特点以及应用情况;
然后阐述了外墙保温材料的选择、增强网的选择和外保护层材料的选择;
最后重点分析了外墙保温中常见的技术问题,并分别探讨了相应的控制措施。

关键词:外墙保温;
建筑节能;
外墙内保温;
外墙外保温;
外墙夹心保温 目 录 内容摘要 I 引 言 1 1 绪论 2 2 外墙保温的类型 3 2.1 外墙内保温 3 2.1.1 构造及特点 3 2.1.2 施工特点 3 2.1.3 应用情况 5 2.2 外墙夹心保温 6 2.2.1 构造及特点 6 2.2.2 施工特点 6 2.2.3 应用情况 7 2.3 外墙外保温 7 2.3.1 构造及特点 7 2.3.2 施工特点 10 2.3.3 应用情况 10 3 外墙保温材料的选择 12 3.1 保温材料的选择 12 3.2 增强网的选择 13 3.3 外保护层材料的选择 13 4 常见的技术问题及解决办法 14 4.1 外墙外保温体系中裂缝原因及控制措施 14 4.1.1 有害裂缝和无害裂缝 14 4.1.2 外墙外保温产生裂缝的原因分析 14 4.1.3 外墙外保温控制裂缝的原则 15 4.1.4 外墙外保温控制裂缝控制措施 15 4.2 内墙表面长霉的原因及防治措施 16 4.2.1 长霉、结露现象的原因分析 16 4.2.2 防治措施 17 4.3 外墙面砖脱落的原因及防治措施 17 4.3.1 原因分析 17 4.3.2 防治措施 18 5 结论与展望 19 参考文献 20 引 言 建筑节能是我国建筑业的一个重要课题,建筑的外围护结构的热损耗较大,外围护结构中墙体又占了很大份额。所以,建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节,发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。目前我国外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。

1 绪论 建筑节能是执行国家环保和节能政策的主要内容,是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件,把《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95列为强制性标准,同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》,对不符合节能标准的项目,不得批准建设。

在这种情况下,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了许多新型的节能技术和材料。但我国目前的建筑节能水平,还远低于发达国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3~5倍。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要课题。在建筑中,外围护结构的热损耗较大,外围护结构中墙体又占很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能的一个重要环节 2 外墙保温的类型 近年来,由于建筑节能材料的强制性广泛使用,保温节能技术在我国得到了很大的发展,并逐步形成了以外墙内保温、外墙夹心保温和外墙外保温的三种保温类型,其中以外墙外保温最有发展前景。而采用何种保温技术和保温形式更能节能降耗成为人们研发的重点。

2.1 外墙内保温 2.1.1 构造及特点 外墙内保温是将保温材料置于外墙体的内侧,形成内保温复合墙体。

外墙内保温的优点主要有:(1)它对饰面和保温材料的防水,耐候性等技术指标的要求不甚高,纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求,取材方便。(2)内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭设脚手架。(3)构造作法施工比较容易,保温材料的面层不受外界气候变化的影响,保温层的修补或更换也比较方便。

但是,在多年的实践中,外墙内保温也显露出一些缺点:(1)许多种类的内保温做法、由于材料、构造、施工等原因,饰面层出现开裂,不便于用户二次装修和吊挂饰物。(2)占用室内使用空间。(3)对既有建筑进行节能改造时,对居民的日常生活干扰较大。(4)由于圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥、热损失较大。因此,必须加强这些部位的保温措施,至少应使这些部位的内表面温度高于相应室内温度与湿度下的结露点,保证其在正常使用状态不会出现结露现象。与外墙外保温相比,外墙内保温由于所形成的热桥部位多,其围护墙体的热量损失也相应增大,因此外墙内保温墙体的保温层厚度应加厚,在各种条件完全相同的情况下,保温材料的厚度约增加30%左右,建筑物的使用面积相应的会减少2%-3%。

2.1.2 施工特点 外墙内保温的优点是施工方便,对材料性能和施工技术要求不像外保温那么高,故其造价可相对较低,并且避免了外保温层与基层墙面的结合界面在夏季可能出现的冷凝(室内空调温度较低时);
对外饰面做法在选择上的自由度也大,对建筑防火也比较有利。所以到目前为止,仍在国内有不少应用的外墙内节能措施。但内保温做法对外墙热桥部位的保温处理困难,而且热稳定性较差的轻质材料层位于墙体内侧,故墙体的保温隔热性能相对较差。另外,保温层要占用室内面积,对室内装修不利(包括重物钉挂困难等),不便于既有建筑的节能改造等,都是其不足之处。而由于外墙面无保温层保护,外墙面要承受昼夜和四季的温差,会产生与内墙面不同的温度变形量,还易引起结构层和内保温层(特别是保温板的板缝处)的开裂。因而,从长远观点看,随着节能要求的提高,内保温只能是某些地区的一种过渡性措施,在寒冷地区特别是严寒地区应予逐步淘汰。夏热冬冷地区由于室内外温差较小,墙体内外表面的温度变形差异相对较小,所以这一问题不很严重。

外墙内保温层直接面向室内环境,为提高其使用质量,在材料选用和构造层设置方面应符合下列基本要求:
1.保温材料应选用导热系数较小的不燃或难燃材料,这是对内保温层在厚度和防火方面提出的要求。为了少占室内使用面积,保温层应在满足节能设计规定性指标的前提下尽可能减小厚度,所以需要选用导热系数较小的材料。但有些泡沫塑料类的高效保温材料,如膨胀聚苯板、挤塑聚苯板等,如燃烧性能为B2级则其使用应受到限制(表2-1)。

表2-1 装修材料燃烧性能的使用等级 围护部分 单层、多层民用建筑 高层民用建筑   高级住宅 普通住宅 高级住宅 普通住宅 墙面         顶棚         2.采用不对室内环境产生污染的材料,这是为不影响室内环境质量、不损害人体健康的需要,包括不存在有不利于人体健康的放射性物质以及应控制的室内环境污染物等。所使用的材料应符合国家标准《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》(GBl8583-2001)、国家标准《建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2001)以及国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001)的要求。

3.除保温材料本身可允许不设护面层者外,保温层应有护面层。目前,轻质多孔或纤维类保温材料的压缩强度和表面硬度一般较低,抗冲击性能也差,所以在一般情况应在保温层内侧设置强度较高并具有抗裂性能的护面层。但有些强度和硬度较高的保温材料,如砂加气块、泡沫玻璃和石膏基的膨胀珍珠岩保温砂浆等,可直接采用柔性腻子批嵌括平后做内饰面层。护面层材料应采用与保温材料相配套的材料;
或纸面石膏板、硅酸钙板、水泥纤维加压板等硬质板材(用于保温层挂装做法)。在没有构造措施的情况下,不能直接采用硬质砂浆(水泥砂浆或水泥混合砂浆等)作保温层的面层粉刷。

4.在有保温层的墙面上需要悬挂重物时,其挂钩的埋件必须固定于基层墙体内。因为保温层的密度较小,强度和硬度较低,直接在保温层上悬挂重物是不安全的。

2.1.3 应用情况 外墙内保温技术由于具有明显的缺陷,不适宜在严寒与寒冷地区采用。主要原因是由于结构冷(热)桥的存在使局部温差过大而产生结露现象,造成保温隔热的墙面发霉、开裂。特别是当室外温度低于室内温度时,外墙收缩的幅度比内保温系统的速度快,当室外温度高于室内温度时,外墙膨胀的速度高于内保温系统,这种反复形变使内保温系统始终处于一种不稳定的墙体基础上,在这种形变应力反复作用下不仅使外墙易遭受温差应力的破坏也易造成内保温系统的空鼓开裂。因此,随着建筑节能标准的提高,外墙内保温系统已不适宜于室内外温差较大的严寒与寒冷地区。

在夏热冬冷与夏热冬暖地区,由于室内外温差比严寒与寒冷地区要小得多,相应通过热桥传递的热量也要小得多。经研究结果表明,该地区建筑围护结构温差传热是有限的,如果采用遮阳措施后,一般外墙平均传热系数小于标准规定值,主要问题是以解决隔热为主。因此,对于夏热冬暖地区采用外墙内保温不存在热桥、结露和温度应力开裂的性能问题。外墙内保温隔热技术对于夏热冬暖地区在安全性、材料耐久性和施工成本等方面明显优于外墙外保温技术,是一种经济实用的建筑节能技术措施。

外墙内保温在夏热冬暖气候区得到很多应用。但这并不意味着外墙内保温在寒冷和夏热冬冷等气候区没有使用。实际上,外墙内保温在寒冷和夏热冬冷等气候区也有一定应用。主要鉴于以下几种情况而使用外墙内保温。

一是内、外墙复合保温。在有些情况下仅使用外保温难以满足节能要求,内保温作为一种补充,满足节能法规的要求;
二是应用于具有良好保温性能墙体的内保温,如前几节介绍的砌块类墙体,得到更好的节能效果;
三是外墙在采用面砖、饰面块材等饰面时,鉴于安全考虑,采取内保温和其他措施综合使用,避免使用外墙外保温;
四是住户在内装修前,为了得到更好的节能效率,在已经具有外墙外保温的前提下再自行进行内保温;
五是既有建筑中业主无法对外墙统一进行保温隔热施工,而为了提高保温隔热效果进行外墙内保温处理。

原则上说,应用于外墙内保温的材料或技术都可以在内保温中应用,或者在经过适当处理和改进后应用。但实际上鉴于应用场合和实际要求的变化,内、外保温应用的差别很大。一般的说,相比较外墙外保温,内保温在耐久和物理力学性能等方面的要求要低些,但在防火、环保方面的要求则更高。例如,聚苯板用于内墙保温时,在聚苯板表面粘贴无机防火板,以此进行良好的防火处理。除了聚苯板外,在外墙内保温中应用的还有聚合物水泥基保温砂浆、胶粉聚苯颗粒保温浆料、酚醛树脂泡沫、石膏基保温砂浆等。

2.2 外墙夹心保温 2.2.1 构造及特点 外墙夹心保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖,砼空心砌块等。

外墙夹心保温的优点为:(1)这些传统材料的防水、耐候等性能均良好,对内侧墙片和保温材料形成有效的保护,对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用。(2)对施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬季施工。

但是,外墙夹心保温同样存在一定的缺点:由于在非严寒地区、此类墙体与传统墙体相比偏厚,且内、外侧墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂及地震区建筑中圈梁和构造柱的设置尚有热桥存在,保温材料的效率仍然得不到充分的发挥。

2.2.2 施工特点 夹心保温外墙的特点是保温层夹在墙体中间,主墙体一般采用混凝土砌块或砖砌成,分别砌在保温材料两侧。保温材料可用岩棉板、聚苯板、玻璃棉板或袋装膨胀珍珠岩等,这种外墙在主墙施工时即将保温层砌入。国外有些空心外墙,系建成多年后,为了加强保温,在墙体空心部分吹入聚苯颗粒或灌人发泡聚氨酯,以形成夹心保温墙体。他们采用的这种夹心保温墙体施工方便,对保温材料的材质要求不高,造价较便宜,也不像内保温或外保温那样,存在面层处理问题。但整个墙体较厚一些,比起外保温来要占用使用面积。施工时,保温材料应该填满,避免在夹缝中形成空气对流。然而其主要问题是,内外两片墙体的连接构造要设计妥当,特别是位于地震区的建筑更是如此,一般这内外两片墙体厚薄不同,为了在地震中两片墙体能够共同工作,除了要设钢筋混凝土圈梁以外,还应每隔一定高度和距离,加设联结钢筋,这些钢筋应作防锈处理。一定密度的联结钢筋是不可缺少的,但联结钢筋穿过保温层,又会造成热桥,增大传热量,降低保温效果,国外有用玻璃纤维钢筋连接,效果较好。

2.2.3 应用情况 夹心保温墙体一般是由两层砌筑的墙体,中间加保温层构成。内外两层墙的间距为50mm~75mm,两层墙通过水平的金属件相连接。保温材料可用岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、玻璃棉板或袋装膨胀珍珠岩等。保温层的安装是与主墙体的施工同时进行的。夹心外保温墙体在国外的应用很普遍,特别是在西欧国家,大多数用于低层别墅和多层住宅建筑中。

2.3 外墙外保温 2.3.1 构造及特点 近年来,随着我国节能工作的不断深入,节能标准的提高,用于外墙外保温的材料和技术不断改进、外保温由于其优越性而日益受到人们的重视。外墙外保温是在主体结构外侧贴以保温层,再做饰面层。这种构造作法具有能够发挥材料的固有性能的特性。此种保温形式可用于新建墙体,也可以用于既有建筑外墙的改造,是目前大力推广和发展的一种建筑保温节能技术。

外墙外保温的优点为:
(1)提高主体结构的耐久性 采用外墙外保温时,内部的砖墙或混凝土墙将受到保护。室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危害大为减轻,寿命得以大大延长。其它由于大气破坏力如:雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙的影响也会大大减轻,事实证明,只要墙体和屋面保温材料选择适当,厚度合理,施工质量好,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,从而有效的提高主体结构的耐久性。

(2)改善人居环境的舒适度 在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓,室温较为稳定,生活较为舒适;
也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能。而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室外高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见,外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。室内居民实际感受到的温度,既室内温度。而通过外保温提高外墙内表面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,由此可见,在加强外墙外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少采暖负荷,节约能源。

(3)可以避免墙体产生热桥 外墙既要承重又要起保温作用,外墙厚度必然较厚。采用高效保温材料后,墙厚可以减薄。但如果采用内保温,主墙体越薄,保温层越厚,热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬天,热桥不仅会造成额外的损失,还可能使外墙内表面潮湿、结露、甚至发霉和淌水,而外保温则可以避免这种问题。由于外保温避免了热桥,在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约,从而节约了热能。

(4)可以减少墙体内部结露的可能性 外保温墙体的主体结构温度高,所以相应的饱和蒸气压高,不易使墙体内部的水蒸气凝结成水,而内保温的情况正好相反,在主体结构与保温材料的粘结处易产生结露现象,降低了保温效果,还会因冻融造成结构的破坏。

(5)优于内保温的其他功能 a、采用内保温的墙面上难以吊挂物件,甚至设置窗帘盒、散热器都相当困难。在旧房改造时,从内侧保温的存在使用户增加搬动家具、施工扰民、甚至临时搬迁等诸多麻烦,产生不必要的纠纷,还会因此减少使用面积,外保温则可以避免这些问题的发生。

b、我国目前许多住户在入住新房时,先进行装修。而装修时,房屋内保温层往往遭到破坏。采用外保温则不存在这个问题。外保温有利于加快施工进度。如果采用内保温,房屋内部装修、安装暖气等作业,必须等待内保温做好后才能进行。但采用外保温,则可以与室内工程平行作业。

c、外保温可以使建筑更美观,只要做好建筑的立面设计,建筑外貌会十分出色。特别在旧房改造时,外保温能使房屋面貌大为改观。

d、外保温适用范围十分广泛。既适用于采暖建筑,又适用于空调建筑;
既适用于民用建筑,又适用于工业建筑;
既可用于新建建筑,又可用于既有建筑;
既能在低层、多层建筑中应用,又能在中高层、高层建筑中应用;
既适用于寒冷和严寒地区,又适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。

e、外保温的综合经济效益很高。虽然外保温工程每平方米造价比内保温相对要高一些,但技术选择适当,单位面积造价高的并不多。特别是由于外保温比内保温增加了居住使用面积近2%,实际上使单位使用面积造价得到降低 由于外保温具有以上的优点,所以外墙外保温技术在许多国家得到长足的发展。现在,在一些发达国家,往往有几十种外墙外保温体系争奇斗艳,使保温效果越来越好,建筑质量日益提高。但是,外墙外保温结构的保温层与外界环境直接接触,没有主体结构的保护,这就产生了很多影响保温层保温效果和寿命的问题,只有充分了解和掌握外墙外保温的这些薄弱环节,才能使外墙外保温的优点体现出来,从而促进外墙外保温技术的进一步发展。

(1)防火问题 尽管保温层处于外墙外侧,尽管采用了自熄性聚苯乙烯板,防火处理仍不容忽视。在房屋内部发生火灾时,大火仍然会从窗户洞口往外燃烧,波及窗口四周的聚苯保温层,如果没有相当严密的防护隔离措施,很可能会造成灾害,火势在外保温层内蔓延,以至将整个保温层烧掉。

(2)抗风压问题 越是建筑高处,风力越大,特别是在背风面上产生的吸力,有可能将保温板吸落。因此,对保温层应有十分可靠的固定措施。要计算当地不同层高处的风压力,以及保温层固定后所能抵抗的负风压力,并按标准方法进行耐负风压检测,以确保在最大风荷载时保温层不致脱落。

(3)贴面砖脱落问题 所有的面砖粘结层必须能经受住多年风雨侵蚀、温度变化而始终保持牢固,否则即使个别面砖掉下伤人,后果将不堪设想。

(4)墙体外表面裂缝及墙体潮湿问题 外保温面层的裂缝是保温建筑的质量通病中的重症,防裂是墙体外保温体系要解决的关键技术之一,因为一旦保温层、保护层发生开裂,墙体保温性能就会发生很大的变化,非但满足不了设计的节能要求,甚至会危机墙体的安全。保温墙体裂缝的存在,降低了墙体的质量,如整体性、保温性、耐久性和抗震性能。

2.3.2 施工特点 1.施工条件 (1)基层墙面应干燥并已验收合格,门窗框已安装到位。

(2)施工现场环境温度和基层墙体表面温度在施工及施工后24小时内均不得低于5℃,风力不大于5级。

(3)为保证施工质量,施工面应避免阳光直射。必要时,应在脚手架上搭设防晒布,遮挡墙面。

(4)雨天施工时应采取有效措施,防止雨水冲刷墙面。

(5)墙体系统在施工过程中所采用的保护措施,应待泛水、密封膏等永久保护按施工完毕后方可拆除。

(6)施工面应避免阳光直射,必要时在脚手架上设临时遮阳设施。

(7)作业现场应通水通电,并保持作业环境清洁。

(8)对既有建筑墙体进行保温节能改造时,当外墙原有饰面不能被彻底消除时,宜采用机械锚固方式和粘结方式共同固定EPS板。外墙原有饰面是涂料的,在单位面积上必须清除60%以上,并用机械锚固方式和粘结方式固定,且机械锚固点每平方不少于4个,每块不少于2个。

2.施工工具 电热丝切割器、开槽器、壁纸刀、螺丝刀、剪刀、钢锯条、墨斗、棕刷、粗砂纸、电动搅拌器、塑料搅拌桶、冲击钻、电梯、抹子、压子、阴阳角抿子、托线板、2m靠尺等。

2.3.3 应用情况 EPS板薄抹灰体系是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温体系。该体系EPS板导热系数小,约在0.038W/(m•K),并且EPS板厚度一般不受限制,可满足严寒地区节能设计标准要求,适用于寒冷地区和严寒地区。从施工方面和综合经济核算方面考虑,EPS板厚度一般不宜小于30cm,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区不宜广泛采用。该体系适用于各种新建建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑节能改造。该体系用于高度在20m以上的多层建筑和高层建筑时,在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。

胶粉聚苯颗粒保温浆料体系国内应用量较大,研究开发工作较深入。虽然这种体系保温材料导热系数比EPS板大,但是由于我国地域广大,各种气候区分布广泛,加之施工简便,价格适中,因而具有十分广阔的应用前景。该体系胶粉聚苯颗粒保温浆料导热系数接近O.06W(m•K),保温层设计厚度不宜超过100mm,在严寒地区使用会受到一定限制,但在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区使用有明显优势。该体系适用于各种新建多层和高层建筑的外墙,也适用于既有建筑的节能改造。由于胶粉聚苯颗粒保温浆料密度和导热系数较大,保护层表面最高温度以及温度变化速率和变化幅度均低于聚苯板薄抹灰体系。因此,采取适当措施后,可做面砖饰面。采用面砖饰面时,面砖粘结砂浆和勾缝材料应具有良好的可变形性,勾缝材料还应具有良好的水蒸气渗透性能;
严寒地区采用面砖饰面时,需考虑冻融破坏问题。

目前我国外墙保温技术发展很快,特别是在我国经济快速发展、燃料大幅度涨价的时候,减少能源消耗、节能工作一直是我们工作的重点。我们除了要做好节能以外,更重要的是要做好能源的循环利用,提高能源利用率,这一点在技术上不难做到,只要人们转变观念,提高能源利用率不难做到。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,下一步要继续加强对新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。

3 外墙保温材料的选择 3.1 保温材料的选择 现施工的建筑中,保温材料的使用以挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒保温材料为主挤密苯板具有密度大,热导率小等优点,它的热导率为0.029W/(m•K),而抗裂砂浆的热导率为O.93W/(m•K),两种材料的热导率相差32倍,而聚苯板的热导率为0.042W/(m•K),同抗裂砂浆相差22倍。因此挤密苯板与聚苯板相比,抗裂能力弱于聚苯板。一聚苯颗粒为主要原料的保温隔热材料由胶粉料和胶粉聚苯颗粒做成。胶粉材料作为聚苯颗粒的黏结材料一般采用熟石灰粉-粉煤灰-硅粉-水泥为主要成分的无机胶凝体系。该类材料的热导率一般为0.06W/(m•K),与抗裂砂浆相比相差16倍。保温材料的使用以挤塑聚苯乙烯板、模塑聚苯乙烯板、聚苯颗粒保温材料为主。

用于外保温的材料宜选择同一厂家的同一系列的配套产品。未经过材料系列配合设计极易形成材料间的不良反应,引起开裂。

保温材料的选择:
1)技术参数的比较 应比较不同材料的导热系数、弹性模量和线膨胀系数等技术参数,避免各材料层间因应力作用产生面层裂缝。目前使用的保温材料以挤密苯板(XPS)、聚苯板(EPS)和聚苯颗粒保温材料为主。挤密苯板密度较大,导热系数较小为0.029W/(m•K),而抗裂砂浆的导热系数为0.93W/(m•K),两种材料的导热系数相差32倍;
聚苯板的导热系数为0.042W/(m•K),同抗裂砂浆相差22倍。聚苯颗粒保温隔热材料是由熟石灰粉+粉煤灰+硅粉+水泥+聚苯颗粒为主要成分的无机胶凝体系,它的导热系数约为0.06W/(m•K),与抗裂砂浆相比相差16倍。该种材料与挤密苯板和聚苯板相比,虽然导热系数要大得多,保温性能较差,但因能够缓解热量在抗裂层中的积聚,使体系受温度骤然变化产生的热负荷和应力得到较快释放,反而提高了抗裂层的耐久性。所以,一般EPS的开裂情况要普遍好于XPS,XPS压缩强度为150kPa已能满足墙体施工要求,强度大了反而使其刚性增加,加大了墙体开裂的概率。

2)质量标准的比较 严格杜绝使用不合格的假冒伪劣产品。现在的保温材料都不太规范,有许多材料厂家都是参照标准的下限进行制作,表现在:A.板的密度不够;
B.板的锚固钢丝长度不够;
C.锚固钢丝网的焊接质量不够;
D.板的厚度不够。不合标准的保温板容易导致抗裂砂浆厚度不均匀,引起开裂。若保温板密度太低、保温板自身应力太大、生产时掺入大量再生回收料或粉化严重,会使保温板和主体墙形成“假粘”或自身“粉身碎骨”而局部开裂、空鼓、脱落。

3)生产日期的比较 聚苯板使用前要经过至少6周的陈放,因为新生产的聚苯板有较大的收缩,6周后趋于稳定。存放时间不够上墙将会导致变形没有完全完成,以后对裂缝的产生不好控制。

3.2 增强网的选择 玻纤网格布作为抗裂保护层的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展。一方面它能有效地增加保护层的抗张强度;
另一方面能有效地分散应力,将原本可以产生的宽裂缝分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。玻纤网格布作为抗裂保护层软配筋能有效地增加保护层的抗拉强度、有效分散面层应力,将原本可能产生的宽裂缝分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。由于保温层的外保护抗裂砂浆为碱性,玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝具有决定性的意义,高耐碱纤维网格布要比无碱网格布和中碱网格布的耐久性好得多,至少能够满足25年的使用要求,建议使用高耐碱的网格布。也可以用钢丝网片,孔距不宜过小,也不宜过大,以30~50mm为宜。钢丝网应采用防腐良好的热镀锌钢丝网。

3.3 外保护层材料的选择 由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形适应性不够,耐候性差,容易引起开裂。为解决这一问题,必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网,并在砂浆中加入适量的纤维,抗裂砂浆的压折比小于3。如外饰面为面砖,在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片,钢丝网片孔距不宜过小,也不宜过大,面砖的短边应至少覆盖两个网孔以上,钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。

4 常见的技术问题及解决办法 4.1 外墙外保温体系中裂缝原因及控制措施 4.1.1 有害裂缝和无害裂缝 有害裂缝和无害裂缝:通常情况下,在1m的距离观察,小于0.2mm裂缝不会引起人们的注意力,另外,由于水表面的张力以及保温隔热墙面与重力平行的原因,0.2mm以下的裂缝即便考虑风的影响,雨水均无法透过。因此,将0.2mm的裂缝作为有害裂缝和无害裂缝的分界。通常所说的要防止保温隔热面层出现裂缝并不是说完全不产生裂缝,而是说要控制面层不产生大于0.2mm的有害裂缝。

4.1.2 外墙外保温产生裂缝的原因分析 1、保温材料自身收缩变形及室温变化会在板缝处集中产生应力。

2、保温板系统存在空腔,正负风压对保温隔热墙面进行挤拉,产生离得释放点在板缝处,容易造成开裂或将保温板掀掉。

3、由于保温板的热阻值较大,当太阳直射时,热量不易扩散,其表面温度将高达50-70℃,遇到突然降雨,温度会降低至15℃,温差较大,容易产生温差变形,进而产生裂缝。

4、普通水泥砂浆保温层自身易产生各种收缩变形。

5、由于聚苯板密度过低,因此当其作为保温材时,由于密度过低,抗冲击性较差,容易变形,造成保温墙面开裂。

6、陈化时间不够,一般陈化时间为42D,或在60℃蒸汽中陈化5D,如未达到以上陈化时间,聚苯板尺寸稳定性不够,引起收缩变形导致裂缝。

7、材料粉化,由于工期较长或隔年施工等原因,造成聚苯板表面粉化,导致粘贴不牢固或者抹面砂浆粘结不牢固引起保温层脱落、抹面砂浆开裂。

8、热熔缩:当聚苯板受热时(超过70℃时),会发生不可逆热熔缩一起保温板面层开裂。

9、所用粘结材料达不到保温技术要求。

10、直接采用水泥砂浆作为防护层,由于水泥砂浆强度高、收缩大、柔韧变形不够,引起砂浆层开裂。

11、配置的抗裂砂浆中虽然使用了聚合物,但因柔韧性不够也容易开裂,抗裂砂浆抹灰过厚也容易造成开裂。

12、使用的网络布由于断裂强度低,耐碱能力低,断裂应变大等原因造成短期或长期起不到有效分散应力的作用,引起防护裂缝。

13、由于使用了饰面的刚性腻子,无法满足抗裂防护层的变形而开裂,或由于使用了不耐水的腻子,受到水的浸渍后起泡开裂。

14、因使用了漆膜坚硬的涂料,断裂延伸率小,无法满足各种变形和开裂。

15、采用的腻子和涂料不配套造成裂缝,如,在聚合物改性腻子上使用了某种溶剂型涂料,因涂料遇到聚合物腻子产生溶解而引起的起皮、开裂。

16、由于饰面层为面砖,使用了水泥砂浆或其他达不到聚合物砂浆的材料贴砖,勾缝,砂浆柔韧性不够,导致面砖开裂。

17、由于使用了拉拔强度小于0.4MPa的耐碱网格布,长期使用面砖层易开裂。

18、由于使用了吸水率大的面砖,易造成粘结砂浆保水性较差,拉拔强度达不到要求而开裂,空鼓、脱落。

19、施工中为严格按照保温节能要求进行施工引起的裂缝。

4.1.3 外墙外保温控制裂缝的原则 1、以放为主柔性抗裂原则;
“抗”、“放”结合的原则,放:即柔性渐变,逐层释放应力的抗裂技术。其技术路线的构造设计要点是:保温体系各构造层外层的柔韧变形量高于内层的变形量,其弹性模量变化的指标相匹配、选用材料的压折比应小于3,逐层渐变,满足允许变形与限制变形相统一的原则,随时分散和消解温度应力。同时,在抗裂能防护层采用软钢筋和多种纤维改变应力传递方向,防止各种变形应力集中发生的可能。

2、普通水泥砂浆不能作为系统的保护层和找平层。

3、防护层抗裂是控制裂缝的主要方面。

4、饰面层尽可能使用涂料饰面。

5、应充分考虑各层材料的相容性及匹配性。

6、加强保温截止部位材质变化处的密封,防水和防开裂。

4.1.4 外墙外保温控制裂缝控制措施 1、设计方面尽可能选择改进型聚苯板薄抹灰系统,并且尽可能选择涂料面层。

2、不应将保温板贴于屋面板下面,避免屋面板变形过大。外墙外保温层应包覆门窗框洞口外侧、封闭阳台、女儿墙以及屋顶挑檐等热桥部位,以减少室外气候温差引起大变化。

3、窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位应设增强网格布以分散其应力。

4、材料应提供成套产品,经国家检测合格并覆盖有CMA及CAL章的检测报告。

5、施工应确保作业环境满足环境要求,施工操作分层作业,尽量避免冬季和雨天施工,环境不应低于5℃,风力不大于5级,不合格及时返工。

6、基层清理干净,无油污、脱模剂等。

7、基层与胶粘剂的拉伸粘结强度不应低于0.3MPa,并且粘结界面脱开面积应大于50%。

8、耐碱网格布宽度搭接不应小于50mm,严禁干搭接,必须潜在抗裂砂浆中,抗裂砂浆的厚度控制在5mm。

9、涂料宜选用浮雕效果为宜,避免漆膜拉裂。墙体设计考虑墙体应力较大部位应有增强措施,可设置温度缝、变形缝,对大面积应设置分格缝。

10、面砖含水率及抗冻性需满足规范要求,面砖接缝不应小于5mm,不得采用密封粘贴。应采用压折比小于3的粘结砂浆和勾缝料。

11、外保温隔热对于控制屋面板受温度作用产生的应力具有显著作用。

12、控制墙体外保温面层裂缝应根据不同构造体系,选择适当的工艺技术路线,可以有效的控制墙体保温质量和面层裂缝问题。

外墙保温裂缝是目前常见的质量通病,只要从设计、施工阶段全面控制,尽量采用符合环保的保温材料,严格控制施工工艺和施工质量才能有效减少裂缝。

4.2 内墙表面长霉的原因及防治措施 4.2.1 长霉、结露现象的原因分析 长霉、结露现象往往发生在墙角、门窗口、阴面墙、山墙下部以及墙表面湿度过大的部位。保温构造设计不合理韵墙体,也会在墙体内部出现长霉、结露现象。严重的长霉、结露会对室内环境造成破坏,甚至危及居住者健康。

1.长霉、结露现象的原因主要是保温设计不合理和通风条件差。其中内保温一般无法断桥,往往更容易出现长霉、结露现象。

2.外保温设计不合理,没有形成完整保温。如结构设计中外挑部分较多,这些线条及外挑部分又多以混凝土挑出,在做保温时放弃对这些部分的保温处理。

(1)窗口内侧未做保温。

(2)房间有与室外大气的墙面或楼面未有效保温。

(3)保温材料局部防水不到位,致使保温材料受潮,引起长霉、结露现象。

3.施工方法不规范,缺乏施工过程的必要质量控制致使技术、材料的质量性能不符合质量要求。结构伸缩缝的节能设计不合理。因保温接点设计方案不完善形成局部热桥而引起的。如在施工时因苯板的切割尺寸不符合要求或施工质量粗糙造成保温板间缝隙过大,在做保护层时没有做相应的保温板条的填塞处理或脚手孔未用保温材料堵严。

4.墙体和保温材料里的水分还没有散发出来,抢工期上防护和装饰层引起长霉、结露现象。

4.2.2 防治措施 1.根本防治方法是阻断热桥,改善室内湿度死角,保持良好的新风条件,采用苯板条完成对线条的表现处理等。

2.窗的设计位置:采用内保温时,窗应该靠近墙体的内侧,外保温则应靠近墙体的外侧。尽量使保温层与窗连接成一个系统以减少保温层与窗体间的保温断点,避免窗洞周边的热桥效应。

3.窗的设计中还应该考虑窗根部上口的滴水处理和窗下口、窗根部的防水设计处理,防止水从保温层与窗根部的连接部位进入保温系统的内部。

4.3 外墙面砖脱落的原因及防治措施 4.3.1 原因分析 墙体饰面砖层出现空鼓脱落主要有以下原因。

1.温度变形 昼夜的交替、季节的交替使温度产生了变化,墙体内外由于温差的变化饰面砖会受到三维方向湿度应力的影响,在饰面层会产生局部应力集中饰面层开裂引起面砖脱落,也有相邻面砖局部挤压变形引起面砖脱落。

2.砂浆抹灰层变形空鼓,造成大面积面砖脱落。

3.水分渗入所引起的冻融反复冻融循环,造成面砖粘结层破坏,引起面砖脱落。

4.外力引起的面砖脱落:如地基不均匀沉降引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落,还可能由风压、地震力等引起的机械破坏等。

5.组成复合墙体的各层材料不相容,变形不协调,产生位移。

4.3.2 防治措施 1.根据《外墙饰面砖工程施工及验收规程》(JGJ126-2000)和《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》(JGJ110-2008)的规定,应满足外墙饰面砖粘结强度不应小于04MPa。

2.墙体连接的砂浆层、面砖粘结层不仅应有一定的粘结强度,而且要有一定的变形能力。

3.减少盈利集中,分散温度盈利,应在与墙体连接的聚合物水泥砂浆结合层中引入镀锌四角网。四角网在抗裂防护层的作用,不仅表现在受力时对周围水泥抗裂砂浆变形和压力抑制的有利效应,同时表现为在材料组合过程中对抗裂防护层的强化。但是四角网在抗裂砂浆中的防腐蚀能力非常重要。

4.面砖的选择和排砖的间缝会影响面砖的稳定性。面砖的吸水率越小,表明面砖的烧结程度越好,其弯曲程度、强度、耐磨性、而手急热急冷性、耐化学腐蚀等性能就越好。面砖的吸水率对面砖粘结砂浆的粘结性能有很大影响,面砖吸水率不同,粘结砂浆的粘结效果也不同。应该采用带有燕尾槽的面砖。

5.面砖勾缝胶粉的性能设定,也要满足柔韧性方面的指标要求,面砖的排序不应过紧,每16~18m应留设不小于20mm的伸缩缝。

5 结论与展望 提高建筑节能效率,降低建筑能源耗费是我国可持续发展的重要战略。建筑保温节能是一项专业性强、涉及面广、系统性强的工作。我国的建筑外墙保温节能技术在推广与应用方面,已取得了成效,但在工程实践中,外墙外保温系统包括材料体系、工艺体系、标准体系、应用技术等科学研究方面,还存在不少需要解决的问题,如材料科学技术、保温节能效率、工艺技术水平、质量保障与保温层的寿命问题,保温层的安全与承重问题,生态环境问题,以及标准体系问题等等,还须不断研究探索。推广实施建筑物外墙外保温技术既有利于国家可持续发展,延长建筑物使用寿命,又有利于家庭节省日常开支,是大势所趋。但是外墙外保温对产品技术和施工质量要求比较高,在这方面尚需进一步努力。

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