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浅谈外墙外保温技术在建筑节能设计中的应用

   日期:2010-07-12     浏览:776    

  外墙外保温技术是将憎水性、低收缩率的保温材料通过粘结或锚固牢固地置于建筑物墙体外侧,并在其外侧施工装饰层的方法。目前,由于我国能耗不断逐年上升,而建筑能耗惊人,建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7 %,而在建筑中,又属建筑外墙围护结构的热损耗最大,因此,从建筑节能设计来讲,加强建筑外墙保温的设计,已迫不及待。随着我国的经济发展和生活水平的提高,节能建筑理念也提高到一个新的台阶。对于从事建筑设计工作者来说,要不断更新设计理念,掌握建筑节能材料在设计中的适当应用。就目前建筑节能设计现状结合建设部现行的建筑节能设计标准来说,我们设计师急需加强的是建筑外墙保温的设计,这对于我们目前的经济发展也是比较切合实际的。
  目前,我国外墙保温分为外墙内保温和外墙外保温。外墙内保温,是指在外墙结构的内部加做保温层,其具有造价低、施工速度快、操作方便灵活、施工技术及检验标准相对成熟等优点,但其也存在着不少缺点,如不利于室内装修;保温隔热效果差,不利于建筑的节能改造;“热桥”问题不易解决,墙面会出现变形、断裂等情况;室内容易受潮,不利于人体健康;易使墙体出现发霉、发黑、水印,影响室内美观和房屋的舒适度等。在这样的情况下,外墙外保温因具有能避免建筑热桥;避免墙面冬季结露;可保护主体结构,减少温度应力,增加结构寿命;比内保温增多建筑使用面积;节省保温材料40 %左右,综合经济效益显著等优点,从而被广泛使用。为此,本文将重点谈谈外墙外保温技术在建筑节能设计中的应用。
  
  1外墙外保温技术的主要特点
  
  外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。在同样规格、同样尺寸和性能的保温材料的情况下,外保温比内保温的效果更好,其主要特点具体如下:
  1.1外墙外保温适用范围
  外墙外保温适用范围十分广泛,适用于各种建筑,如新建结构工程、旧楼的节能改造等。
  1.2保护主体结构,延长建筑物的寿命
  采用外墙外保温技术,由于其保温层处于建筑物围护结构的外侧,其保温材料保护了主体结构免受雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了碱骨料的反应等对主体围护结构的侵蚀。因此,当外墙所选取的保温隔热材料适当,厚度合理,外保温可以有效防治和减少墙体和屋面的温度变形,有效消除常见的斜裂缝或八字裂缝,从而相对延长了建筑物的使用寿命。
  1.3基本消除了“热桥”的影响
  “热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗等部位形成散热的主要渠道。对于内保温而言,主墙体越薄,保温层越厚,“热桥”的问题就越趋于严重。而采用外保温,其不仅可防止“热桥”部位产生潮湿、结露等现象,而且由于外保温要比内保温的热损失减少约20 %,这就消除了“热桥”造成的热损失,从而降低了热能的支出费用。
  1.4改善墙体热工性能
  采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,有利于提高墙体的防水和气密性。同时,外保温由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当结构层的整个墙身温度提高时,可进一步降低外保温的含温量,进而改善墙体的保温性能;当室内受到不稳定热作用时,室内的空气温度上升或下降,墙体结构层能够吸引或释放热量,有利于提高室温的稳定性。
  1.5便于对建筑物进行装修改造
  在室内装修中,内保温层容易遭到破坏,而采用外保温,可同时将其与室内工程平行作业,有利于加快施工进度。在对旧建筑物进行节能改造时,采用外保温技术,不仅可以避免搬动家具、施工扰民、甚至临时搬迁等诸多麻烦发生;当外保温外墙必须进行装修或抗震加固时,加做外保温是最经济、最有利的方法。
  1.6降低建筑造价,增加房屋的使用面积
  由于外保温技术的保温材料是贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果明显优于内保温,有利于减薄主体结构的墙体,从而增加了房屋的使用面积。同时墙体的减轻,又可以减少建筑梁、柱的直径和钢筋数量,从而使得房屋使用面积的造价得到降低。
  
  2外墙外保温技术的应用
  
  目前,在住宅工程中,主要流行有聚苯颗粒浆料外墙外保温、EPS板薄抹灰外墙外保温、EPS板与墙体一次现浇注成型外墙外保温等几种外保温技术。
  2.1聚苯颗粒保温料浆外墙外保温
  将聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)加工破碎成0.5 mm~4 mm的颗粒,作为轻集料来配制保温料浆;将保温浆料抹在墙体外侧作为保温层,并在外表面再做抗裂保护层、抗渗保护层和饰面层;可避免外墙保温工程中因使用条件恶劣造成的墙体表面空鼓、面层出现裂纹等现象。这与其他外墙外保温技术相比,在达到同样保温效果的前提下,其建筑造价低。
  适用范围:寒冷地区、夏热冬冷和夏热冬暖地区民用建筑混凝土或砌体外墙外保温工程。
  2.2EPS板薄抹灰外墙外保温
  EPS板,即膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板。该技术以聚合物砂浆作粘结剂,将EPS板固定在墙体外侧(也可采用以锚栓做辅助的粘结固定方式),并在外表面涂刷一道界面剂,然后抹聚合物砂浆底层,用作粘结剂或保护层;抹聚合物砂浆后立即压入网格布,并使其紧贴底层聚合物砂浆,不得使网格布皱褶、空鼓、翘边;待底层聚合物砂浆干至不粘手时,再抹面层聚合物砂浆,抹灰厚度以盖住网格布为准;表干后施工装饰面层。
  适用范围:新建建筑和旧有房屋节能改造的各种外墙外保温工程;也可用于外墙内外保温和阳台的内外保温。
  2.3EPS板与墙体一次现浇注成型外墙外保温
  该技术是将内侧面开有水平方向齿槽,并在内外侧表面均满喷界面砂浆的EPS板,置于墙体外模板内侧,同时设置若干锚栓作为辅助固定件,待浇灌混凝土后,墙体与EPS板一次浇筑成型为复合墙体。模板拆除后,在EPS板外侧表面再抹(或不抹)聚苯颗粒保温浆料找平层,表面再做耐碱玻纤网格布抗裂砂浆保护层和饰面层。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,在施工过程中,由于外墙主体和保温层一次成活,大大提高了施工效率,缩短了施工周期,且保证了施工人员的安全。
  适用范围:多层和高层民用建筑现浇混凝土结构外墙外保温工程。
  
  3外墙外保温设计应注意的问题
  
  3.1外保温的安全性
  保温层与结构层、保温层与保护层以及保护层与饰面层应有良好的粘结性能和安全的构造措施。
  (1)风荷载对外保温的影响。外保温由于受风荷载的作用特别是高层建筑,建筑外墙承受风荷载较大,墙体部分会产生很大负风压(吸力),再加上外保温材料自重作用,容易产生脱落。在设计时,应尽可能提高粘结面积,采用无空腔,减少空腔,并在此基础上做好补充的机械固定防护措施,以提高建筑的抗风压性能。
  (2)外保温材料大多数为有机材料,而基层材料通常为各种砖、砌块或混凝土属无机材料,两者自身材性不相容,黏结性不好容易产生脱落。在设计时保温层与基层之间的粘结必须有一定的强度,目前工程上常用专用粘结胶粘结或锚钉机械固定两种连接方式,为确保外保温系统粘结可靠、牢固。
  (3)外保温的保温层多为轻质多孔材料,剪力强度较低,所以高层建筑外保温系统中饰面层不宜采用面砖。如粘贴面砖,其高度最好不要超过24 m,且必须有可靠的固定措施,以防止面砖脱落伤人。

  3.2外保温的防裂性
  外保温应防止和消除保护层与饰面层出现裂缝,采取减少保温层及其保护层应力集中和收缩变形的措施。外保温由于保温材料、砂浆、砖墙或混凝土的材性不同,导致材料的温变性能差异,在外界温差的作用下,材料产生的温度应力的大小不同,材料产生的温度应变不相等,不同材料层之间产生温度应变而发生开裂,导致渗水,使保温材料的保温隔热性能大大降低,时间长了便失去了保温性能。因此在设计上,通常采用抗裂砂浆和在两种材料之间铺设玻纤网格布等增强筋的做法,提高外保温系统的抗温变性能。且根据《外墙保温应用技术》(JGJ144-2005)第4.0.10条规定:“玻纤网格布的拉伸断裂强力不得小于750 N / 50 mm,耐碱拉伸断裂强力保留率均不得小于50 %。”
  3.3外保温的耐久性
  外保温系统应解决好保温层、保护层与饰面层的抗老化和耐候性问题。即外保温应经过耐候性试验,在正常使用和维护条件下,外墙外保温工程的使用年限应不少于25年。
  综上所述,外墙外保温技术逐渐被各方面认识和接受,在提倡建筑节能改造的今天,其必然是建筑节能改造的一项基本措施。目前,随着国外外墙外保温企业纷纷进入中国建筑市场及国内外墙外保温市场的逐渐壮大,我国外墙外保温技术将会更加多种多样,丰富多彩,保温隔热材料性能将会更加优越;保温隔热要求也会越来越高;采用的施工工艺(手工、半工业化、工业化)也会各式各样。正是由于这样,节能材料和节能技术的施工工艺的不断提高,外墙外保温技术的优越性会更加备受瞩目。因此,外墙外保温技术在今后的发展中,应加强对新型节能保温材料的开发和利用,从根本上实现建筑节能。
  

 
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