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摘要:加强外墙外保温技术的利与弊的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验,对外墙外保温技术的利与弊进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:外墙;外保温;技术;优势;利弊
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
人们的物质生活离不开能源,地处寒冷与严寒地带的我国广大北方,冬天的采暖是一大消耗,南方地区及北方的大、中城市,夏天的空调及冬天的油汀、空调等也日趋普及。目前我国采暖能耗每年达1亿吨标准煤。墙体材料〔90%以上为粘土砖)生产能耗和建筑采暖能耗已占全国总能耗的25%,由于建筑围护墙、屋面、门窗材料制品保温隔热性能差,采暖设备效率低,采暖区房屋暖气采暖和小煤炉采暖年耗标准煤分别为25kg/m2, 28kg/m2,是发达国家的4一5倍。我国目前的能源供求矛盾越来越突出,如何降低房屋建筑能耗己是当务之急,而降低能耗的重要途径,除了继续搞好科技供暖以外,就是想方设法使房屋的外墙增加足够的保温性能,最大限度地减少建筑外墙结构的热损失,发展新型节能型材料,有效地实现节能降耗的目的。
中国建筑业协会建筑节能专业委员会会长涂逢祥教授说,发展节能住宅是关系人类命运的全球性课题,中国作为世界第一人口大国,有义不容辞的责任。在这个智能控制的场所里,采暖、通风、空调、照明、家电等均可由计算机自动控制,既可按预定程序集中管理,又可局部手工控制;既尊重人体差异,提供个性化服务,又尽可能地少用能源。
1 外墙外保温技术的发展概况及优越性
对于我们建筑师来说,要更新旧观念,接受新思想。对于节能设计这块按目前现状来说,我们建筑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,一般的砖墙起不到很好的保温作用,而外墙内保温尽管比一般砖墙的保温效果好,但是存在的问题也不少,比如一旦采用内保温,室内墙上挂不上诸如装饰画之类的东西,房子住时间久了,由于受潮等原因,墙面会变形、容易断裂,舒适度也不高,这种选择并不理想。另外一种是外墙外保温技术,它从新的装饰材料上解决了内保温带来的问题。外墙外保温的优越性是十分明显的;它能避免建筑热桥,避免墙面冬季结露;可以保护主体结构,减少温度应力,增加结构寿命;比内保温增多建筑使用面积;在既有房屋节能改造时不致干扰原有住户生活;使建筑物更为美观,等等。与此同时,由于我国居住建筑以砖混结构或钢筋混凝土框架结构为主,结构厚重,热容量大,在采用外墙外保温的条件下,建筑热稳定性良好,因而房屋冬暖夏凉,居住舒适,有利于改善人民生活
2 建筑外墙保温技术的利与弊
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 3~20mm,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。因此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。
2.1聚苯板薄摸灰外保温隔热构造设计存在的不足。这类外保温隔热通常采用粘贴的法国那时固定在墙体的外侧,然后再保温板上抹抹面砂浆并将增强网铺压在抹面砂浆中,目前,此类做法很常见,然而出现裂缝的也非常多。从抗裂保护层受热应力的因素上看,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,其表面温度将高达50℃(大连地区),遇突然降雨将温则温度会降至 15℃左右,温差可达 35℃,这样的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。
2.2 水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计存在的不足
。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20~30mm 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,原因如下:
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,我們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。在保温层与其他材料的材质变换处,因为保温层与其他材料的材质的密度相差过大,这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不相同,在温度应力作用下的变形也不同,极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑防水处理,防止水分侵入到保温体系内,避免因冻涨作用而导致体系的破坏,影响体系的正常使用寿命和体系的耐久性。
2.3 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。由于我国建筑节能工作正由北方采暖地区向南方夏热冬冷和夏热冬暖地区推进,由居住建筑向公共建筑发展,又由于外墙外保温的优越性越来越被各方面所认识和接受,中国的外墙外保温工程正在快速增加;加上既有建筑的节能改造迟早会要提上日程,而外墙外保温必然是建筑节能改造的一项基本措施,可见在近几个五年计划期间,外墙外保温工程将会持续不断地增加,日益成为一项最基本的保温隔热技术。
参考文献
[1] 黄振利,刘钢.外墙保温隔热体系面层裂缝产生原因分析及产生裂缝工程调研报告[R].调研报告.
[2]黄振利,林燕成,朱青.外墙外保温瓷砖外饰面体系抗震试验与分析[D].[3]杨红.墙体传热系数现场检测及热工缺陷红外热像检测技术研究[D].
[4] 郭莹.外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用[J].建筑技术开发,2002(2):46-48.308
关键词:外墙;外保温;技术;优势;利弊
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
人们的物质生活离不开能源,地处寒冷与严寒地带的我国广大北方,冬天的采暖是一大消耗,南方地区及北方的大、中城市,夏天的空调及冬天的油汀、空调等也日趋普及。目前我国采暖能耗每年达1亿吨标准煤。墙体材料〔90%以上为粘土砖)生产能耗和建筑采暖能耗已占全国总能耗的25%,由于建筑围护墙、屋面、门窗材料制品保温隔热性能差,采暖设备效率低,采暖区房屋暖气采暖和小煤炉采暖年耗标准煤分别为25kg/m2, 28kg/m2,是发达国家的4一5倍。我国目前的能源供求矛盾越来越突出,如何降低房屋建筑能耗己是当务之急,而降低能耗的重要途径,除了继续搞好科技供暖以外,就是想方设法使房屋的外墙增加足够的保温性能,最大限度地减少建筑外墙结构的热损失,发展新型节能型材料,有效地实现节能降耗的目的。
中国建筑业协会建筑节能专业委员会会长涂逢祥教授说,发展节能住宅是关系人类命运的全球性课题,中国作为世界第一人口大国,有义不容辞的责任。在这个智能控制的场所里,采暖、通风、空调、照明、家电等均可由计算机自动控制,既可按预定程序集中管理,又可局部手工控制;既尊重人体差异,提供个性化服务,又尽可能地少用能源。
1 外墙外保温技术的发展概况及优越性
对于我们建筑师来说,要更新旧观念,接受新思想。对于节能设计这块按目前现状来说,我们建筑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,一般的砖墙起不到很好的保温作用,而外墙内保温尽管比一般砖墙的保温效果好,但是存在的问题也不少,比如一旦采用内保温,室内墙上挂不上诸如装饰画之类的东西,房子住时间久了,由于受潮等原因,墙面会变形、容易断裂,舒适度也不高,这种选择并不理想。另外一种是外墙外保温技术,它从新的装饰材料上解决了内保温带来的问题。外墙外保温的优越性是十分明显的;它能避免建筑热桥,避免墙面冬季结露;可以保护主体结构,减少温度应力,增加结构寿命;比内保温增多建筑使用面积;在既有房屋节能改造时不致干扰原有住户生活;使建筑物更为美观,等等。与此同时,由于我国居住建筑以砖混结构或钢筋混凝土框架结构为主,结构厚重,热容量大,在采用外墙外保温的条件下,建筑热稳定性良好,因而房屋冬暖夏凉,居住舒适,有利于改善人民生活
2 建筑外墙保温技术的利与弊
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 3~20mm,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。因此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。
2.1聚苯板薄摸灰外保温隔热构造设计存在的不足。这类外保温隔热通常采用粘贴的法国那时固定在墙体的外侧,然后再保温板上抹抹面砂浆并将增强网铺压在抹面砂浆中,目前,此类做法很常见,然而出现裂缝的也非常多。从抗裂保护层受热应力的因素上看,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,其表面温度将高达50℃(大连地区),遇突然降雨将温则温度会降至 15℃左右,温差可达 35℃,这样的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。
2.2 水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计存在的不足
。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20~30mm 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,原因如下:
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,我們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。在保温层与其他材料的材质变换处,因为保温层与其他材料的材质的密度相差过大,这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不相同,在温度应力作用下的变形也不同,极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑防水处理,防止水分侵入到保温体系内,避免因冻涨作用而导致体系的破坏,影响体系的正常使用寿命和体系的耐久性。
2.3 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。由于我国建筑节能工作正由北方采暖地区向南方夏热冬冷和夏热冬暖地区推进,由居住建筑向公共建筑发展,又由于外墙外保温的优越性越来越被各方面所认识和接受,中国的外墙外保温工程正在快速增加;加上既有建筑的节能改造迟早会要提上日程,而外墙外保温必然是建筑节能改造的一项基本措施,可见在近几个五年计划期间,外墙外保温工程将会持续不断地增加,日益成为一项最基本的保温隔热技术。
参考文献
[1] 黄振利,刘钢.外墙保温隔热体系面层裂缝产生原因分析及产生裂缝工程调研报告[R].调研报告.
[2]黄振利,林燕成,朱青.外墙外保温瓷砖外饰面体系抗震试验与分析[D].[3]杨红.墙体传热系数现场检测及热工缺陷红外热像检测技术研究[D].
[4] 郭莹.外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用[J].建筑技术开发,2002(2):46-48.308