李小雄
神東監(jiān)理有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209
摘要:本文就當(dāng)前我國常用的外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料加以論述。主要論述了外墻保溫推廣使用的背景、外墻保溫的分類及各自的特點(diǎn)、外墻保溫結(jié)構(gòu)構(gòu)造常用的建筑節(jié)能材料及其性能、我國外墻保溫技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用等。在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí),要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用,從而使建筑節(jié)能真正得以實(shí)施。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;外墻保溫技術(shù);節(jié)能材料
1外墻保溫推廣使用的背景
建筑節(jié)能是執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容,是貫徹國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。我國目前的建筑節(jié)能水平,還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家,我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發(fā)達(dá)國家的3倍~5倍。北方寒冷地區(qū)的建筑采暖能耗已占當(dāng)?shù)厝鐣?huì)能耗的20%以上,且絕大部分都是采用火力發(fā)電和燃煤鍋爐,同時(shí)給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。所以建筑節(jié)能還是本世紀(jì)我國建筑業(yè)的一個(gè)重要的課題。
在建筑中,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié),發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。
在一系列的節(jié)能政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性條文的指導(dǎo)下,我國住宅建設(shè)的節(jié)能工作不斷深入,節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,引進(jìn)開發(fā)了許多新型的節(jié)能技術(shù)和材料,外墻保溫技術(shù)及新型節(jié)能材料在建筑工程中大力推廣使用。
2外墻保溫分類及技術(shù)特點(diǎn)
節(jié)能保溫墻體施工技術(shù)主要分為外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和外墻夾心保溫三大類。
2.1外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外保溫外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程,也適用于舊樓節(jié)能改造,適用于范圍廣,技術(shù)含量高;外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè),能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長建筑物的壽命,同時(shí)建筑物的結(jié)構(gòu)墻體、圈梁、柱等均被保溫材料覆蓋,因而可以避免因墻體材料溫度變化差異而引起的墻體開裂,并且防止外墻與內(nèi)墻、樓板等交接處的熱橋,消除了冷凝,提高了居住的舒適度,因此,在外墻節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)首選外墻外保溫做法。相對(duì)于外墻內(nèi)保溫,外墻外保溫具有以下優(yōu)勢(shì):
2.1.1保護(hù)主體結(jié)構(gòu)、延長建筑物壽命
采用外保溫技術(shù),由于保溫層置于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)。緩沖了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞。減少了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。事實(shí)證明,只要墻體和屋面的溫度變形,有效地消除常見的斜裂或八字裂縫。因此外保溫有效地提高了主體結(jié)構(gòu)的使用壽命。減少長期維候費(fèi)用。
2.1.2基本消除“熱橋”的影響
“熱橋”指外墻與內(nèi)墻、樓板等交接處,對(duì)內(nèi)保溫而言,“熱橋”是難以避免的,而外保溫既可以防止“熱橋”部位產(chǎn)生結(jié)露,又可以消除“熱橋”造成的熱損失。
2.1.3使墻體潮濕情況得到改善
一般情況下。內(nèi)保溫需設(shè)置隔汽層,而采用外保溫時(shí),由于蒸汽透性高的主體結(jié)構(gòu)材料處于保溫層的內(nèi)側(cè),只要保溫材料選材適當(dāng),在墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象,故無需設(shè)置隔汽層。同時(shí)采取外保溫措施后。結(jié)構(gòu)層的整個(gè)墻身溫度提高了。降低了它的含溫量,因而進(jìn)一步改善了墻體的保溫性能。
2.1.4有利于室溫保持穩(wěn)定
外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在保溫板內(nèi)側(cè),當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí),室內(nèi)空氣溫度上升或下降,墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸引或釋放熱量,故有利于室溫保持穩(wěn)定。
2.1.5便于舊建筑物進(jìn)行節(jié)能改造
以前的建筑物一般都不能滿足節(jié)能的要求,因此對(duì)舊房進(jìn)節(jié)能改造,已提上議事日程,與內(nèi)保溫相比,采用外保溫方式對(duì)舊房進(jìn)行節(jié)能改造,最大的優(yōu)點(diǎn)是無需臨時(shí)搬遷,基本不影響用戶的室內(nèi)生活和正常生活。
2.1.6可以避免裝修對(duì)保溫層的破壞
不管是買新房還是買二房,消費(fèi)者一般都需要按照自已喜好進(jìn)行裝修,在裝修中,內(nèi)保溫層容易遭到破壞,外保溫則可以避免發(fā)生這種問題。
2.1.7增加房屋使用面積
消費(fèi)者買房最關(guān)心的就是房屋的使用面積,由于保溫材料貼在墻體的外側(cè),其保溫、隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫,故可使主體結(jié)構(gòu)墻體減薄,從而墻加每戶的使用面積。
2.2內(nèi)保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外墻內(nèi)保溫施工,是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進(jìn)度。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長,技術(shù)成熟,施工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是比較完善的。被大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。
但內(nèi)保溫會(huì)多占用使用面積,在承重內(nèi)墻與外墻交接處,各樓板與外墻交接處會(huì)產(chǎn)生“熱橋”,容易引起開裂及產(chǎn)生冷凝水,影響居民的二次裝修,且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。保溫層易出現(xiàn)裂縫,由于外墻受到的溫差大,直接影響到墻體內(nèi)表面應(yīng)力變化,這種變化一般比外保溫墻體大得多。晝夜和四季的更替,易引起內(nèi)表面保溫的開裂,特別是保溫板之間的裂縫尤為明顯。不利于既有建筑的節(jié)能改造。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。
2.3外墻夾芯保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外墻夾芯保溫主要適用于嚴(yán)寒寒冷地區(qū)新建、擴(kuò)建、改建的采暖居住建筑,主要包括三種做法,分別為3E墻板夾芯保溫、混凝土裝飾砌塊夾芯保溫、輕集料夾芯保溫砌塊。外墻夾芯保溫因使用范圍小,施工難度大,成本較高,實(shí)際中較少使用。
3外墻保溫構(gòu)造
3.1外保溫構(gòu)造
目前比較常用的外墻外保溫技術(shù)主要有以下幾種:
3.1.1外貼聚苯板外墻外保溫
本做法是以聚苯乙烯泡沫塑料板(簡稱聚苯板)做保溫隔熱材料,采用膠粘劑與基層墻體粘貼,膠粘劑可采用滿粘法、點(diǎn)框法、條粘法三種做法,并輔以錨栓固定,當(dāng)建筑高度不超過20m時(shí),可采用單一的粘接固定方式。聚苯板外側(cè)做聚合物抗裂砂漿保護(hù)層,抗裂砂漿內(nèi)嵌埋耐堿涂塑玻纖網(wǎng)格布,保護(hù)層厚度可為3~5㎜的普通型或5~7㎜的加強(qiáng)型。此做法外飾面為涂粉飾面,當(dāng)保護(hù)層改為與主體墻錨固的鍍鋅鋼絲網(wǎng)做法并按相關(guān)規(guī)定施工時(shí),可做面磚飾面。
3.1.2膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻外保溫
本做法保溫層由膠粉加聚苯顆粒組成,經(jīng)攪拌形成膏狀漿料,抹在基層墻體上,保溫層干燥后表面抹聚合物抗裂砂漿并壓入耐堿涂塑玻纖網(wǎng)格布。此做法的外飾面層分涂料和飾面磚兩種。涂料飾面時(shí),保溫層分為一般型和加強(qiáng)型,加強(qiáng)型用于高度大于30m,且保溫層厚度大于60㎜的建筑物,其做法是在保溫層中距外表面20㎜處鋪設(shè)一層六角鍍鋅鋼絲網(wǎng)與基層墻體拉牢。面磚飾面時(shí),則在保溫層表面鋪設(shè)一層與基層墻體拉牢的熱鍍鋅鋼絲網(wǎng),再抹聚合物砂漿作為保護(hù)層,面磚用粘貼砂漿粘貼在保護(hù)層上?沽焉皾{保護(hù)層施工,應(yīng)在保溫漿料充分煩躁固化后進(jìn)行,分兩次抹。第一次抹3㎜厚,隨即壓入一層耐堿涂塑玻纖網(wǎng)格布。當(dāng)采用飾面磚施工時(shí),面磚厚度不宜超過6㎜,高層是面磚重量小于20kg/m3,且面積小于0.01㎡/塊。
3.1.3單面鋼絲網(wǎng)架夾芯聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫
本做法是以腹絲穿透性單面鋼絲網(wǎng)架聚苯板(以下簡稱鋼絲網(wǎng)架聚苯板)作為保溫隔熱層(鋼絲網(wǎng)采用¢2鋼絲網(wǎng)片與¢2.5鍍鋅鋼絲網(wǎng)焊接而成),置于現(xiàn)澆鋼筋混凝土澆筑前外模內(nèi)側(cè),并以鋼筋鉤緊鋼絲網(wǎng)片作為輔助固定措施與鋼筋混凝土外墻澆筑為一體。鋼絲網(wǎng)架聚苯板表面抹聚合物抗裂水泥砂漿作為保護(hù)層,裹覆鋼絲網(wǎng)片,用于表面做面磚飾面的外墻外保溫做法。
3.1.4巖棉板外墻外保溫
本系統(tǒng)用巖棉板作保溫隔熱層。巖棉板用被錨固件卡緊的鋼絲網(wǎng)壓貼在基層墻體表面,巖棉板面抹保溫漿料做找平層,防護(hù)層為嵌埋有耐堿玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)的聚合物抗裂砂漿,屬薄抹灰面層,涂料飾面。巖棉板鋪設(shè)時(shí),先用錨固件將巖棉板臨時(shí)固定就為,每塊巖棉板至少應(yīng)有二個(gè)錨固點(diǎn),板縫應(yīng)擠緊,不得留有縫隙,沿窗洞口四周每邊至少設(shè)置三個(gè)錨固點(diǎn)。
3.1.5改性酚醛板外墻外保溫
本系統(tǒng)是由酚醛泡沫板置于建筑物外墻外側(cè),與基層墻體采用以粘為主、以栓釘固定為輔的保溫系統(tǒng)。系統(tǒng)由酚醛泡沫板、膠粘劑、錨栓、厚度為3~7mm的抹面膠漿、玻璃纖維網(wǎng)布及飾面材料組成,系統(tǒng)還采用必要時(shí)采用的護(hù)角和托架等配件。將酚醛泡沫板薄抹灰系統(tǒng)通過粘釘保溫板、復(fù)合抹面層、外覆飾面層等工藝在外墻外表面上所形成的建筑物實(shí)體。酚醛泡沫板長度不宜大于1200mm,寬度不宜大于600mm,厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,酚醛泡沫板粘貼面積應(yīng)大于50%。酚醛板外保溫系統(tǒng)錨栓數(shù)量不應(yīng)少于4個(gè)/m2,錨栓有效錨固深度不應(yīng)小于25mm。
3.2內(nèi)保溫構(gòu)造
目前比較常用的外墻外保溫技術(shù)主要有以下兩種。
3.2.1增強(qiáng)石膏聚苯復(fù)合板外墻內(nèi)保溫
增強(qiáng)石膏復(fù)合保溫板是以阻燃型泡沫塑料板砼中堿玻璃纖維涂塑網(wǎng)格布、建筑石膏及膨脹珍珠巖一起復(fù)合而成的保溫板。保溫板用粘接石膏粘貼在外墻內(nèi)側(cè),板縫間粘貼50㎜寬無紡布,全部板面滿粘貼中堿玻璃纖維涂塑網(wǎng)格布,然后刮3-5㎜厚耐水膩?zhàn),分兩次刮平。本做法不適用于浴室等潮濕房間,潮濕房間應(yīng)換用擠塑聚苯板,一般房間的踢腳板也應(yīng)用擠塑聚苯板等耐水型保溫踢腳板。
3.2.2膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻內(nèi)保溫
膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻內(nèi)保溫由膠粉聚苯顆粒保溫漿料及抗裂保護(hù)層各種材料組成的保溫構(gòu)造。膠粉聚苯顆粒保溫漿料由膠粉料與聚苯顆粒組成,兩種材料分袋包裝,使用時(shí)按比例加水?dāng)嚢柚瞥。水泥抗裂砂漿由聚合物乳液摻加多種外加劑制成的抗裂劑與水泥、砂按一定重量比攪拌制成。
3.3外墻夾芯保溫構(gòu)造
外墻夾芯保溫主要適用于嚴(yán)寒寒冷地區(qū)新建、擴(kuò)建、改建的采暖居住建筑,主要包括三種做法,分別為3E墻板夾芯保溫、混凝土裝飾砌塊夾芯保溫、輕集料夾芯保溫砌塊。夾芯保溫主要采用聚苯板、擠塑聚苯板、發(fā)泡聚氨酯、巖棉等高效保溫材料。因施工難度大,成本較高,實(shí)際中較少使用。
4常用的建筑節(jié)能材料及其性能
4.1外墻保溫節(jié)能材料
外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護(hù),開發(fā)和應(yīng)用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。目前世界各發(fā)達(dá)國家,均對(duì)絕熱材料的生產(chǎn)和應(yīng)用十分重視,之所以建筑節(jié)能工作做得好,與他們重視和發(fā)展保溫材料是分不開的。我國近幾年對(duì)這方面的工作也比較重視,新型保溫材料的開發(fā)應(yīng)用也取得了很大進(jìn)步。
4.2絕熱材料的性能
絕熱,就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞,因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導(dǎo)熱系數(shù)。
從材料的組成上看,一般有機(jī)高分子的導(dǎo)熱系數(shù)都小于無機(jī)材料;非金屬的導(dǎo)熱系數(shù)小于金屬材料;氣態(tài)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小于液態(tài)物質(zhì),液態(tài)物質(zhì)小于固體。所以在條件允許的情況下,應(yīng)盡量使用有機(jī)高分子材料或無定形的無機(jī)材料,這對(duì)于保溫絕熱是有利的。
從材料的結(jié)構(gòu)上看,當(dāng)材料的表觀密度降低、孔隙率增大,材料內(nèi)部的孔隙為大量封閉的微小孔時(shí),材料的導(dǎo)熱系數(shù)是比較小的。由于孔隙的存在,材料在潮濕的環(huán)境下,不可避免地要吸水,而水的導(dǎo)熱系數(shù)(0.5815W/m•K)比靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(0.0233W/m•K)要大很多,因此,當(dāng)環(huán)境濕度增大時(shí),材料的平衡含水率增大,材料的導(dǎo)熱系數(shù)將會(huì)降低。所以作為保溫絕熱材料,材料自身的吸濕率要盡量低,如不可避免時(shí),要對(duì)材料進(jìn)行憎水處理或用防水材料包覆。
另外,保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載,具有與使用環(huán)境相一致的機(jī)械強(qiáng)度。其粘結(jié)性能要好,還得有小的收縮率及與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。
4.3常用的保溫絕熱材料
能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節(jié)能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、巖(礦)棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿、酚醛板等。以上各種材料所具有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是在材料內(nèi)部都有大量的封閉孔,它們的表觀密度都較小,這也是作為保溫隔熱材料所必備的。
巖(礦)棉和玻璃棉有時(shí)統(tǒng)稱為礦物棉,它們都屬于無機(jī)材料。巖棉不燃燒,價(jià)格較低,在滿足保溫隔熱性能的同時(shí)還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質(zhì)量優(yōu)劣相差很大,保溫性能好的密度低,其抗拉強(qiáng)度也低,耐久性比較差。
玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處,但其手感好于巖棉,可改善工人的勞動(dòng)條件。但它的價(jià)格較巖棉為高。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料,經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孔的材料。其表觀密度小,導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,隔音性能好、機(jī)械強(qiáng)度高,而且尺寸精度高,結(jié)構(gòu)均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高。
聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有非常優(yōu)越的絕熱性能,它的導(dǎo)熱系數(shù)之低(0.025W/(m2•K))是其他材料所無法與之相比的。同時(shí)其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能,由于不需要額外的絕緣防潮,簡化了施工程序,降低工程造價(jià)。但因其價(jià)格較高、而且易燃,這就限制了它的使用。
酚醛泡沫板優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)低(<0.030w/mk),隔熱性能好,與聚苯乙烯、聚氨酯、發(fā)泡橡塑等材料相比,最大特點(diǎn)耐熱性好,低溫收縮性小,在200℃高溫下不燃燒、不熔化、不收縮、無毒氣、無濃煙、無滴落,只是表面成炭化層。是較好的保溫節(jié)能材料。酚醛發(fā)泡板阻燃等級(jí)為B1級(jí)別,相比聚苯EPS、擠塑板XPS、聚氨酯PU等易燃保溫材料,優(yōu)勢(shì)最明顯。是目前有機(jī)保溫材料中防火等級(jí)較高的。缺點(diǎn)是物理性能不理想,整體的粘結(jié)性不好,抗壓抗折能力極低,施工損耗比較大,穩(wěn)定性、耐老化差,易變形,成本高,價(jià)格高。
5我國外墻保溫技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
目前我國外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快,是節(jié)能工作的重點(diǎn)。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不可分的,建筑節(jié)能必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提,必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ)。節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合,才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能材料的不斷革新,外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。
在外墻外保溫技術(shù)大發(fā)展的同時(shí),技術(shù)上仍然存在著若干隱患,其中防火問題尤為突出,近兩年來,全國各地因外保溫施工不當(dāng)引起的火災(zāi)事故已有多起,造成較大的損失還產(chǎn)生了一個(gè)外保溫企業(yè)間無序競爭的問題。有些人了解到外墻外保溫市場廣闊,有利可圖,即使對(duì)外保溫只有一知半解,也建立公司,招攬保溫工程。他們往往以低于市場成本的價(jià)格,以搶占外墻外保溫業(yè)務(wù)。相互壓價(jià)的結(jié)果,只能是偷工減料,降低質(zhì)量,造成損失。為此,政府有關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行外保溫質(zhì)量檢驗(yàn),認(rèn)真進(jìn)行企業(yè)資質(zhì)審查,保證工程質(zhì)量。
所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí),要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用,從而真正地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。許多國家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)多年的工程實(shí)踐證明,外墻外保溫技術(shù)確實(shí)是中國建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)重要的基本的發(fā)展方向。在各方的共同努下,我國外墻外保溫技術(shù)的繁榮指日可待。
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