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北方地区建筑外墙保温做法比较探析

文章出处:未知 发表时间:2018-06-05 09:18

  建筑外墙保温是我国目前对建筑的节能要求,在北方地区选择合理的保温材料和保温方法,降低冬季采暖和夏季空调能耗,提高建筑的使用效果和经济效益,是建筑节能的必然趋势。

  外墙保温随着经济社会不断进步,人们的物质生活水平有了很大提高,伴随着能源危机凸显,低碳环保的观念日益深入人心,建筑维护结构的保温技术,尤其是外墙保温技术的发展成为必然要求。我国北方地区因所处地理纬度偏高,气候寒冷,季节性差异较大,建筑外墙保温成为工程设计和施工中的一个必须解决的课题。本文通过探讨目前在我国北方建筑中常使用的外墙保温技术,从材料选择、施工工艺和缺陷预防等方面逐一分析,帮助合理正确选择外墙保温做法,达到预期的经济效益和社会效益。

  一、外墙保温材料的种类

  (一)保温材料

  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,导热系数小等优点,它的导热系数为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,而聚苯板的导热系数为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粘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,该类材料的导热系数一般为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,导热系数要小得多,因而能够缓解热量在抗裂层的积聚,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,提高抗裂成的耐久性。

  (二)增强网的选择

  玻纤网格布作为抗裂保护层软赔进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,一方面它能有效的增加保护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力,将原本可以产生的款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开裂砂浆为碱性,玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝就具有了决定性的意义。从耐久性上分析,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,因此,在增强网的选择上,建议使用高耐碱的网格布。

  (三)保护层材料的选择

  由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形不够,直接作用在保温层外面,耐候性差,而引起开裂。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光,钢丝网片孔距不宜过小,也不宜过到,面砖的短边应至少覆盖在两个以上网孔上,钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。

  二、外墙保温主要方法

  目前在我国北方地区常用的有内保温、外保温、内外混合保温等方法。

  (一)外墙内保温

  外墙内保温就是外墙的内侧使用苯板、保温砂浆等保温材料,从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。该施工方法具有施工方便,对建筑外墙垂直度要求不高,施工进度快等优点。近年来,在工程上也经常的被采用。外墙内保温的一个明显的缺陷就是:结构冷(热)桥的存在使局部温差过大导致产生结露现象。由于内保温保护的位置仅仅在建筑的内墙及梁内侧,内墙及板对应的外墙部分形成冷(热)桥,冬天与室内的温度差可达到15℃以上,一旦室内的湿度条件适合,在此处即可形成结露现象,易造成保温隔热墙面发霉、开裂。另外,外墙和屋面受室外温度和太阳辐射热的作用而引起的温度变化幅度较大,内外墙反复形变使内保温隔热体系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是外墙易遭受温差应力的破坏也易造成内保温隔热体系的空鼓开裂。

  (二)内外混合保温

  内外混合保温,是在施工中,外保温施工操作方便的部位采用外保温,外保温施工操作不方便的部位作内保温,从而对建筑保温的施工方法。从施工操作上看,混合保温可以提高施工速度,对外墙内保温不能保护到的内墙、板同外墙交接处的冷(热)桥部分进行有效的保护,从而使建筑处于保温中。然而,混合保温对建筑结构却存在着严重的损害。外保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室内温度的影响,温度变化相对较小,因而墙体处于相对稳定的温度场内,产生的温差变形应力也相对较小;内保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室外环境温度的影响,室外温度波动较大,因而墙体处于相对不稳定的温度场内,产生的温差变形应力相对较大。局部外保温、局部内保温混合使用的保温方式,使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸,建筑结构处于更加不稳定的环境中,经年温差结构形变产生裂缝,从而缩短整个建筑的寿命。工程保温做法中采用内外保温混合使用的做法是不合理的,比作内保温的危害更大。

  (三)外墙外保温

  外墙外保温,是将保温隔热体系置于外墙外侧,使建筑达到保温的施工方法。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长。因此从有利于结构稳定性方面来说,外保温隔热具有明显的优势,在可选择的情况下应首选外保温隔热。然而,由于外保温隔热体系被置于外墙外侧,直接承受来自自然界的各种因素影响,因此对外墙外保温体系提出了更高的要求。就太阳辐射及环境温度变化对其影响来说,至于保温层之上的抗裂防护层只有3mm—20mm,且保温材料具有较大的热阻,因此在的热量相同的情况下,外保温抗裂保护层温度变化速度比无保温情况下主体外倾温度变化速度提高8—30倍。抗裂防护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性能起着关键的作用。

  三、常见的质量缺陷分析

  (一)聚苯板薄摸灰外保温隔热构造设计

  这类外保温隔热通常采用粘贴固定在墙体的外侧,然后在保温板上抹抹面砂浆并将增强网铺压在抹面砂浆中,此类做法很常见,但是出现裂缝的也非常多。该体系聚苯板保温层仅是3mm的抗裂砂浆复合网格布,膨胀聚苯板的导热系数为0.042W(m.K),而抗裂砂浆的导热系数为0.932W(m.K),两材料的导热系数相差22倍。由于聚苯板保温隔热层热阻很大从而使保护层的热量不易通过传导扩散,因此当受太阳直射时热量积聚在抗裂砂浆层,温差变化以及受昼夜和季节室外气温的影响,对抹灰砂浆的柔韧性合网格布的耐久性提出了相当高的要求。另外一个应该考虑的因素是当聚苯板的温度超过70℃时,聚苯板会产生不可逆热收缩变形,造成较为严重的开裂变形,这种情况在高温干燥地区更为明显。

  (二)水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计

  这类外保温隔热通常采用带有钢丝网架的聚苯板作为主体保温隔热材料,分为钢丝网穿透聚苯板何不穿透聚苯板两种类型。钢丝网穿透军苯板的钢丝网架聚苯板施工时通过预先浇混凝土整体一次性浇筑固定在基层墙体上,不穿透聚苯板的采用机械锚固的方式固定在基层墙体上,面层均采用20mm—30mm的普通砂浆找平。由于该类体系采用厚抹灰水泥砂浆做法,开裂现象比较普遍,原因主要有:

  (1)普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形,并且存在强度增长周期短、体积收缩周期长的矛盾,在约束条件下,当体积收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时,就会出现裂缝。

  (2)配筋不合理引起裂缝,钢丝网架在在水泥砂浆中的位置相当于单面配筋方式,,且靠近保温隔热层。在正负风压、热胀冷缩、干缩湿涨及地政等作用都是双向或多向。该种方式的配筋对靠近外墙饰面应力的分散作用很有限,起不到应有的抗裂作用。

  (3)不完全外保温引起的裂缝,在外墙保温中,我们经常注重整体墙面的保温,然而却忽略了女儿墙、雨篷、老虎窗、凸窗、外阳台等部位的保温,而使此部分出现开裂或者降低使用寿命。

  (三)无网聚苯板外保温外饰面粘贴面砖的缺陷

  从构造设计上看,直接在玻纤网布复合抹灰砂浆的无网聚苯板外保温外面粘贴面砖是不合理的。一方面,从受力状况看,应用于外保温的聚苯板的通常采用点粘法,粘结面积35%左右,而聚苯板本身具有受力变形的特性,由聚苯板直接承受面砖饰面层(包括粘结砂浆)荷载,必然会发生徐变,短期或许不会发生严重事故,但长期的变形将导致受力的失衡从而引发开裂甚至脱落。另一方面,从抗风压性上看,粘贴聚苯板外保温体系存在空腔,抗风压尤其是抗负风压的性能差,会出现在刮大风时聚苯板刮落事件。第三,从防火性能上看,体系本身就存在整体连通的空气层,火灾是很快形成“引火通道”是火灾迅速蔓延。聚苯板外墙外保温体系在高温辐射下很快收缩、熔结,在明火状态下燃烧,即在火灾发生时,聚苯板外墙外保温体系将很快遭到破坏。从这个意义上说,在聚苯板外保温体系面层粘贴面砖的做法是非常危险的,火灾状态下聚苯板在受热后严重变形,使面砖层丧失依托,引起面砖层整体脱落造成人员伤害。

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