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【摘 要】 节约能源,降低温室气体排放强度,发展循环经济,推广低碳技术,积极应对气候变化,促进经济社会发展与人口资源环境相协调,走可持续发展之路,深入贯彻节约资源和保护环境是我国的基本国策之一,推动建设节能建筑、绿色建筑是其中的一个重要举措。建筑外墙外保温是建筑节能工程中的一个重要分部分项工程,本文作者住宅工程外墙外保温系统的实践案例对住宅工程挤塑保温板保温系统进行总结和浅析。
【关键词】 住宅工程;保温节能;外墙保温系统;XPS保温板
【中图分类号】 TU551.1 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)05-010-02
1 前言
随着市场经济的飞速发展和建筑市场的不断成熟,人们的生活水平不断提高,对住宅小区的要求也越来越高,对建筑产品的质量、功能等提出了越来越高的要求。人们对住宅的节能保温要求也越来越高。外墙外保温作为常用而重要的建筑节能保温技术,在南京受到广泛的使用。追根溯源,这一技术起源于上世纪40年代的瑞典和德国,至今已有70多年的历史,经过多年的实际应用和在全球不同气候条件下长时间的考验,证实采用该类保温系统的建筑,无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度,是一项值得在全球范围内推广应用的节能新技术。
我国作为能耗大国,自上世纪80年代后期以来,逐步实施了节能30%、50%和65%的三步节能工作步骤,并开始在有条件的城市里展开更高节能指标实施程度的有益尝试,为第四步節能指标的确立预备条件。目前,我国外墙外保温技术已进入了跨越式发展阶段,国家对外墙外保温已有严格的立法工作,包括建筑节能部对建筑节能的强制性要求、规范外墙外保温系统的强制标准、以及对于系统中相关组成材料的标准等,该技术和产品已有充分发挥的空间。
但是就我在南京市湛江路天启花园住宅小区工程中所接触到的外墙保温来说,觉得外墙外保温的相关技术要求还需要进一步改善和提高。
2 XPS保温板外墙外保温工程案例工艺简介
现阶段,就南京地区的外墙外保温的常规做法主要有两种。外墙保温砂浆和外墙挤塑聚苯乙烯保温板这两种,天启花园住宅小区工程采用的第二种形式,也就是外墙挤塑聚苯乙烯保温板(XPS)。
对于XPS保温板,先介绍一下:XPS保温板就是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板,它是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物,通过加热混合同时注入催化剂,然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。它的学名为绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(简称XPS),XPS具有完美的闭孔蜂窝结构,这种结构让XPS板有极低的吸水性(几乎不吸水)、低热导系数、高抗压性、抗老化性。
天启花园工程采用的是欧文斯科宁的外墙保温系统,该保温体系构造从里向外依次为:⑴内墙粉刷;⑵墙体(混凝土、砖墙或各种砌块墙);⑶20厚1:3水泥砂浆找平层(平整度用2M靠尺检验,误差(4MM);⑷挤塑聚苯乙烯泡沫板(简称挤塑板);⑸挤塑板固定件;⑹抗裂耐碱玻纤网格布;⑺抹面抗裂砂浆。
3 XPS保温板外保温系统的优缺点及改进工艺浅析
3.1 XPS保温板外墙外保温系统具有的优点。挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板以聚苯乙烯树脂为主要原料,经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材,具有独特完美的闭孔蜂窝结构,有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料。挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料。
正是由于具备以上较为明显的优点,所以南京各个住宅小区工程采用的外墙保温多以此种形式居多。
3.1.1 具有良好的保温隔热和吸水性能。挤塑板因具有闭孔性能结构,且其闭孔率达99%,所以它的保温性能好。虽然发泡聚氨酯为闭孔性结构,但其闭孔率小于挤塑板,仅为80%左右。因此,XPS保温板的保温性能优于发泡聚氨酯。
挤塑板的性能稳定、不易老化,可用30~50年,极其优异的抗湿性能,在高水蒸气压力环境下,仍然能够保持低导热性能。
挤塑板无论是隔热性能、吸水性能等方面特点都优于其他保温材料,故在保温性能上也是其他保温材料所不能及的。
3.1.2 具有较高的抗压强度。挤塑板的抗压强度可根据其不同的型号厚度达到150~500千帕以上,而其他材料的抗压强度仅为150~300千帕以上,可以明显看出其他材料的抗压强度,远远低于挤塑板的抗压强度。
3.1.3 具有施工便利、成本低的优点。挤塑板质轻、易搬运、易切割、易固定,还能重复利用,因此施工便利成本低,而其他的保温材料不具备此优点。
3.2 XPS保温板外墙外保温系统需要改进的工艺做法。就作者在这个保温系统上的认识,觉得这种保温系统仍然存在一些不足之处,这些不足之初需要进一步改进工艺。
3.2.1 XPS保温板外墙外保温系统应采用吸水率较低的粘结材料。外墙外保温体系应优先选用无空腔系统,认为无空腔系统相比较于有空腔系统而言,其抗风压尤其抗负风压能力强,安全可靠性更高,似乎已达到了一个共识,事实上不尽然。实践证实,假如保温层采用吸水率高的材料作为粘结材料(满粘)或抹面找平材料,两至三年后工程经常出现受潮、冻融损坏等质量问题。建设单位往往要求百分百满贴保温板,但是保温效果并非一定就好,经过解剖,我们观察到,这样易导致采用吸水率较高的材料作为聚苯板的满粘材料及抹面找平材料,外墙表面基本无裂纹,但满粘层和抹面找平层均十分潮湿,且有水向外析出现象。经分析,我们认为,聚苯板采用吸水率高的胶粘材料进行满粘,两至三年后,新建筑物基墙由于水饱和水蒸汽向外扩散,轻易导致吸水率高的满粘材料层吸水受潮;同时,当水蒸汽从室内高温侧向室外低温侧迁移时,假如抹面找平材料同时是吸水率高的材料,又往往轻易在抹面找平层产生冷凝水积聚现象,从而使聚苯板两侧潮湿、甚至发霉,导致保温性能破坏等问题。 3.2.2 XPS保温板外墙外保温系统饰面层宜采用涂饰装修。对于现在南京所建造的住宅小区,外墙多以面砖为主,高层建筑保温层的抗风压特别是抵抗负风压不安全。在建筑外墙上外贴釉面砖的需要粘贴在挤塑聚苯乙烯保温板外层,由于南京四季分明温差较大,粘结胶和塑料膨胀钉到了一定时间会变硬、变脆,就会有釉面砖脱落的危险,因此在国标及地方标准中都要求外粘苯板的外装修是涂料。在南京有大量的工程采用外粘苯板保温但是卻用釉面砖装饰,存在不安全的隐患,甚至有建筑高度100米以上的高层建筑也用外粘苯板保温镶贴釉面砖装饰,存在相当大的安全隐患,外墙保温系统也易失效,建筑物的外墙的美观程度也有一定的损失。
3.2.3 XPS保温板外墙外保温系统节点部位的注意要点。由于采用外墙粘贴挤塑聚苯乙烯保温板,粘贴面并不是满贴,必然存在一部分的空腔,而且建筑物外立面的墙面上下贯通,一旦某个薄弱点渗入水之后,水就在墙体与挤塑聚苯乙烯板之间游走,无法蒸发,若外墙混凝土穿墙孔未处理好或者砖墙存在缝隙,必然造成墙面渗漏,且较难寻找渗漏点进行修补,在经常产生渗水现象的敏感部位应谨慎处理:
3.2.3.1 女儿墙部位。建议将女儿墙从大面墙体到女儿墙压顶的保温系统连贯畅通,用网格布完全覆盖,不留缝隙,面层砂浆抹完后涂刷防水涂料。
3.2.3.2 空调板部位。应在保温施工前针对空调板与墙面连接部位进行防水处理,通常情况下涂刷防水涂料即可,此项工作完成后,经验收合格后再进行保温板粘贴工作,网格布延伸到墙面部分至少保证100mm以上确保保温系统形成一个整体。
3.2.3.3 窗侧部位。除应按上述措施在窗侧墙体表面进行防水处理外,还应注意保温系统与塑钢专业配合,在该部位保温施工前督促塑钢专业使用发泡聚氨酯材料或岩棉等材料将窗侧与窗附框之间的空隙填塞密实,并做好打胶密封处理;保温面层用专用抗裂砂浆找平收口,并确保留出5~10%的流水坡度,保温厚度做至面层不得高于塑钢窗框排水孔的位置,注意不得堵塞排水孔,保温做完后及时用中性硅酮密封胶密封,处理好保温与塑钢之间的缝隙。
3.2.3.4 穿墙洞口部位。做保温前使用相同品质的保温材料进行填塞密实,表面做防水处理后进行保温施工,靠外墙内侧在进行装修施工时亦进行空洞填塞和防水处理,防止室内渗水影响到室外防水效果。
3.2.3.5 还用一点需补充的,避免雨天施工,因为雨天施工后影响保温板粘结强度和粘贴效果。
4 XPS保温板在住宅工程中使用限制
根据2012年江苏省公安厅下发的文件要求(苏公通[2012]671号),为有效预防和减少建筑外墙保温材料火灾事故,结合《江苏省高层建筑消防安全管理规定》(省政府令第82号)有关要求,明确住宅工程建筑高度大于54米时,其保温材料的燃烧性能应为A级;建筑高度不大于54米时,其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用B1级保温材料时,应采用不燃材料做防护层,且建筑首层的防护层厚度不应小于10mm,其他楼层不应小于5mm;应在每层采用高度不小于300mm的不燃材料设置水平防火隔离带。防火隔离带应采用A级无机保温材料,并沿楼板位置设置。防火隔离带与基层墙面应进行全面积粘贴,且应与外墙保温同步施工。
由于现阶段XPS保温板制作工艺问题,尚无法做到A级不燃,但是在XPS保温板制作时可在材料中添加阻燃剂保证材料的燃烧性能可达到B1级难燃的标准,也就是说该文件出台后导致大于54米的住宅工程无法使用XPS保温板进行外墙保温施工,燃烧级别在B1级的材料也只能出现在低于54米的住宅工程中,使用范围受到了一定程度的限制。同时对保温抗抗裂面层砂浆提出了更高的要求,如首层的厚度不得低于10mm,许多施工单位为了保证厚度,纷纷将原来抗裂面层使用的抗碱网格布更换为钢丝网并增加固定钉的数量来保证厚度能够满足检测的要求。所以XPS保温板虽然有很多的优点,但是受限于燃烧性能的约束,使用范围有一定的缩水。
5 结语
建筑节能外保温技术,是目前公认的较为合理的建筑节能形式,与内保温相比具有延长建筑物寿命、消除“结露”、避免局部“热桥”现象、不降低使用面积等优点。本文介绍的XPS保温板外墙外保温是集墙体保温和装饰功能于一体的新型保温体系,与保温砌块及EPS等建筑保温材料相比,XPS保温板外墙保温具有整体保温效果好、技术先进,操作简单,导热系数小、不产生冷热桥、耐久性好等特点。同时,挤塑板自重轻,可以有效减轻建筑物外承重墙的荷载和地基荷载。
以上一些简单的分析为我在天启花园住宅工程实践中对此种外墙保温系统的一点肤浅理解,仅代表我个人观点,不到之处还望指出。
参考文献
1 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工质量验收规范.GB50204-2002(修改版).北京:中国建筑工业出版社,2008
2 中国建筑科学研究院.建筑节能工程施工质量验收规范.GB50411-2007.北京:中国建筑工业出版社,2007
3 江苏省建筑外墙保温材料防火暂行规定.苏公通[2012]671号
【关键词】 住宅工程;保温节能;外墙保温系统;XPS保温板
【中图分类号】 TU551.1 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)05-010-02
1 前言
随着市场经济的飞速发展和建筑市场的不断成熟,人们的生活水平不断提高,对住宅小区的要求也越来越高,对建筑产品的质量、功能等提出了越来越高的要求。人们对住宅的节能保温要求也越来越高。外墙外保温作为常用而重要的建筑节能保温技术,在南京受到广泛的使用。追根溯源,这一技术起源于上世纪40年代的瑞典和德国,至今已有70多年的历史,经过多年的实际应用和在全球不同气候条件下长时间的考验,证实采用该类保温系统的建筑,无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度,是一项值得在全球范围内推广应用的节能新技术。
我国作为能耗大国,自上世纪80年代后期以来,逐步实施了节能30%、50%和65%的三步节能工作步骤,并开始在有条件的城市里展开更高节能指标实施程度的有益尝试,为第四步節能指标的确立预备条件。目前,我国外墙外保温技术已进入了跨越式发展阶段,国家对外墙外保温已有严格的立法工作,包括建筑节能部对建筑节能的强制性要求、规范外墙外保温系统的强制标准、以及对于系统中相关组成材料的标准等,该技术和产品已有充分发挥的空间。
但是就我在南京市湛江路天启花园住宅小区工程中所接触到的外墙保温来说,觉得外墙外保温的相关技术要求还需要进一步改善和提高。
2 XPS保温板外墙外保温工程案例工艺简介
现阶段,就南京地区的外墙外保温的常规做法主要有两种。外墙保温砂浆和外墙挤塑聚苯乙烯保温板这两种,天启花园住宅小区工程采用的第二种形式,也就是外墙挤塑聚苯乙烯保温板(XPS)。
对于XPS保温板,先介绍一下:XPS保温板就是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板,它是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物,通过加热混合同时注入催化剂,然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板。它的学名为绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(简称XPS),XPS具有完美的闭孔蜂窝结构,这种结构让XPS板有极低的吸水性(几乎不吸水)、低热导系数、高抗压性、抗老化性。
天启花园工程采用的是欧文斯科宁的外墙保温系统,该保温体系构造从里向外依次为:⑴内墙粉刷;⑵墙体(混凝土、砖墙或各种砌块墙);⑶20厚1:3水泥砂浆找平层(平整度用2M靠尺检验,误差(4MM);⑷挤塑聚苯乙烯泡沫板(简称挤塑板);⑸挤塑板固定件;⑹抗裂耐碱玻纤网格布;⑺抹面抗裂砂浆。
3 XPS保温板外保温系统的优缺点及改进工艺浅析
3.1 XPS保温板外墙外保温系统具有的优点。挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板以聚苯乙烯树脂为主要原料,经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材,具有独特完美的闭孔蜂窝结构,有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料。挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料。
正是由于具备以上较为明显的优点,所以南京各个住宅小区工程采用的外墙保温多以此种形式居多。
3.1.1 具有良好的保温隔热和吸水性能。挤塑板因具有闭孔性能结构,且其闭孔率达99%,所以它的保温性能好。虽然发泡聚氨酯为闭孔性结构,但其闭孔率小于挤塑板,仅为80%左右。因此,XPS保温板的保温性能优于发泡聚氨酯。
挤塑板的性能稳定、不易老化,可用30~50年,极其优异的抗湿性能,在高水蒸气压力环境下,仍然能够保持低导热性能。
挤塑板无论是隔热性能、吸水性能等方面特点都优于其他保温材料,故在保温性能上也是其他保温材料所不能及的。
3.1.2 具有较高的抗压强度。挤塑板的抗压强度可根据其不同的型号厚度达到150~500千帕以上,而其他材料的抗压强度仅为150~300千帕以上,可以明显看出其他材料的抗压强度,远远低于挤塑板的抗压强度。
3.1.3 具有施工便利、成本低的优点。挤塑板质轻、易搬运、易切割、易固定,还能重复利用,因此施工便利成本低,而其他的保温材料不具备此优点。
3.2 XPS保温板外墙外保温系统需要改进的工艺做法。就作者在这个保温系统上的认识,觉得这种保温系统仍然存在一些不足之处,这些不足之初需要进一步改进工艺。
3.2.1 XPS保温板外墙外保温系统应采用吸水率较低的粘结材料。外墙外保温体系应优先选用无空腔系统,认为无空腔系统相比较于有空腔系统而言,其抗风压尤其抗负风压能力强,安全可靠性更高,似乎已达到了一个共识,事实上不尽然。实践证实,假如保温层采用吸水率高的材料作为粘结材料(满粘)或抹面找平材料,两至三年后工程经常出现受潮、冻融损坏等质量问题。建设单位往往要求百分百满贴保温板,但是保温效果并非一定就好,经过解剖,我们观察到,这样易导致采用吸水率较高的材料作为聚苯板的满粘材料及抹面找平材料,外墙表面基本无裂纹,但满粘层和抹面找平层均十分潮湿,且有水向外析出现象。经分析,我们认为,聚苯板采用吸水率高的胶粘材料进行满粘,两至三年后,新建筑物基墙由于水饱和水蒸汽向外扩散,轻易导致吸水率高的满粘材料层吸水受潮;同时,当水蒸汽从室内高温侧向室外低温侧迁移时,假如抹面找平材料同时是吸水率高的材料,又往往轻易在抹面找平层产生冷凝水积聚现象,从而使聚苯板两侧潮湿、甚至发霉,导致保温性能破坏等问题。 3.2.2 XPS保温板外墙外保温系统饰面层宜采用涂饰装修。对于现在南京所建造的住宅小区,外墙多以面砖为主,高层建筑保温层的抗风压特别是抵抗负风压不安全。在建筑外墙上外贴釉面砖的需要粘贴在挤塑聚苯乙烯保温板外层,由于南京四季分明温差较大,粘结胶和塑料膨胀钉到了一定时间会变硬、变脆,就会有釉面砖脱落的危险,因此在国标及地方标准中都要求外粘苯板的外装修是涂料。在南京有大量的工程采用外粘苯板保温但是卻用釉面砖装饰,存在不安全的隐患,甚至有建筑高度100米以上的高层建筑也用外粘苯板保温镶贴釉面砖装饰,存在相当大的安全隐患,外墙保温系统也易失效,建筑物的外墙的美观程度也有一定的损失。
3.2.3 XPS保温板外墙外保温系统节点部位的注意要点。由于采用外墙粘贴挤塑聚苯乙烯保温板,粘贴面并不是满贴,必然存在一部分的空腔,而且建筑物外立面的墙面上下贯通,一旦某个薄弱点渗入水之后,水就在墙体与挤塑聚苯乙烯板之间游走,无法蒸发,若外墙混凝土穿墙孔未处理好或者砖墙存在缝隙,必然造成墙面渗漏,且较难寻找渗漏点进行修补,在经常产生渗水现象的敏感部位应谨慎处理:
3.2.3.1 女儿墙部位。建议将女儿墙从大面墙体到女儿墙压顶的保温系统连贯畅通,用网格布完全覆盖,不留缝隙,面层砂浆抹完后涂刷防水涂料。
3.2.3.2 空调板部位。应在保温施工前针对空调板与墙面连接部位进行防水处理,通常情况下涂刷防水涂料即可,此项工作完成后,经验收合格后再进行保温板粘贴工作,网格布延伸到墙面部分至少保证100mm以上确保保温系统形成一个整体。
3.2.3.3 窗侧部位。除应按上述措施在窗侧墙体表面进行防水处理外,还应注意保温系统与塑钢专业配合,在该部位保温施工前督促塑钢专业使用发泡聚氨酯材料或岩棉等材料将窗侧与窗附框之间的空隙填塞密实,并做好打胶密封处理;保温面层用专用抗裂砂浆找平收口,并确保留出5~10%的流水坡度,保温厚度做至面层不得高于塑钢窗框排水孔的位置,注意不得堵塞排水孔,保温做完后及时用中性硅酮密封胶密封,处理好保温与塑钢之间的缝隙。
3.2.3.4 穿墙洞口部位。做保温前使用相同品质的保温材料进行填塞密实,表面做防水处理后进行保温施工,靠外墙内侧在进行装修施工时亦进行空洞填塞和防水处理,防止室内渗水影响到室外防水效果。
3.2.3.5 还用一点需补充的,避免雨天施工,因为雨天施工后影响保温板粘结强度和粘贴效果。
4 XPS保温板在住宅工程中使用限制
根据2012年江苏省公安厅下发的文件要求(苏公通[2012]671号),为有效预防和减少建筑外墙保温材料火灾事故,结合《江苏省高层建筑消防安全管理规定》(省政府令第82号)有关要求,明确住宅工程建筑高度大于54米时,其保温材料的燃烧性能应为A级;建筑高度不大于54米时,其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用B1级保温材料时,应采用不燃材料做防护层,且建筑首层的防护层厚度不应小于10mm,其他楼层不应小于5mm;应在每层采用高度不小于300mm的不燃材料设置水平防火隔离带。防火隔离带应采用A级无机保温材料,并沿楼板位置设置。防火隔离带与基层墙面应进行全面积粘贴,且应与外墙保温同步施工。
由于现阶段XPS保温板制作工艺问题,尚无法做到A级不燃,但是在XPS保温板制作时可在材料中添加阻燃剂保证材料的燃烧性能可达到B1级难燃的标准,也就是说该文件出台后导致大于54米的住宅工程无法使用XPS保温板进行外墙保温施工,燃烧级别在B1级的材料也只能出现在低于54米的住宅工程中,使用范围受到了一定程度的限制。同时对保温抗抗裂面层砂浆提出了更高的要求,如首层的厚度不得低于10mm,许多施工单位为了保证厚度,纷纷将原来抗裂面层使用的抗碱网格布更换为钢丝网并增加固定钉的数量来保证厚度能够满足检测的要求。所以XPS保温板虽然有很多的优点,但是受限于燃烧性能的约束,使用范围有一定的缩水。
5 结语
建筑节能外保温技术,是目前公认的较为合理的建筑节能形式,与内保温相比具有延长建筑物寿命、消除“结露”、避免局部“热桥”现象、不降低使用面积等优点。本文介绍的XPS保温板外墙外保温是集墙体保温和装饰功能于一体的新型保温体系,与保温砌块及EPS等建筑保温材料相比,XPS保温板外墙保温具有整体保温效果好、技术先进,操作简单,导热系数小、不产生冷热桥、耐久性好等特点。同时,挤塑板自重轻,可以有效减轻建筑物外承重墙的荷载和地基荷载。
以上一些简单的分析为我在天启花园住宅工程实践中对此种外墙保温系统的一点肤浅理解,仅代表我个人观点,不到之处还望指出。
参考文献
1 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工质量验收规范.GB50204-2002(修改版).北京:中国建筑工业出版社,2008
2 中国建筑科学研究院.建筑节能工程施工质量验收规范.GB50411-2007.北京:中国建筑工业出版社,2007
3 江苏省建筑外墙保温材料防火暂行规定.苏公通[2012]671号