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建筑外墻外保溫系統及其配套材料,這些細節不應只在被動房里才有


來源:國產建筑節能大師  

建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容,是實現“二十一世紀可持續發展戰略”的重要措施之一。多年來,在相關國家節能政策和技術規范的推動下,我國的建筑節能工作不斷深入,節能標準不斷提高;尤其是墻體保溫技術得到迅速發展。在建筑節能技術中,由于外圍護結構的熱損耗較大,而外墻墻體面積約占總建筑面積的45%,因此加強外墻保溫對節能降耗起著極為重要的作用。  


外墻保溫作為一項系統工程,已涉及保溫材料及其配套材料選取、系統性能優化、工程設計、施工及驗收等諸多方面。其基本要求在于保障系統的整體性、耐久性、有效性和安全性;努力實現保溫設計、材料生產和施工一體化,達到因地制宜,因時制宜的設計理念。    


目前,我國節能住宅的外墻保溫分為內保溫、夾心保溫、外保溫及綜合保溫四種保溫形式,外墻外保溫是建設部倡導推廣的主要保溫形式,其保溫方式最為直接,效果也最好,是我國目前應用最多的一項建筑保溫技術。    


1 外墻外保溫系統發展概述


在世界發達國家,外墻外保溫的發展己有30多年的歷史,并已形成多達幾十種應用體系。最早有德國二十世紀六十年代開發的膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系(ETICS一Expanded Thermal Insulation Composite System Based on Expanded Polystyrene),然后是德國Sto AG開發的“Sto經典”外墻外保溫體系。在美洲,主要有美國開發的科博斯、專威特與易而富(EIFS)等外墻外保溫體系。國外的外保溫體系主要采用在外墻上粘貼聚苯板的施工工藝,必要時采用錨栓輔助聯接,其墻體構造由內到外依次為:基層墻體、粘結劑、保溫層、抹灰層、飾面層。  


在進行多種保溫系統研發、應用的同時,其相應材料及輔助件的試驗方法及檢驗標準也逐漸確立。美國在1975年第一次頒布了ASHRAE美國采暖、制冷及空調工程協會標準90-75“新建筑物設計節能”。以此為基礎,1977年12月官方正式頒布了“新建筑物結構中的節能法規”,并在45個州內收到很明顯的節能效果。美國國家能源局、標準局及全國建筑法規和標準大會,不斷地在建筑節能設計等方面提出新的內容,每五年便對ASHRAE標準進行一次修訂。發達國家對建筑節能的重視和采取一些行之有效的措施取得了巨大的成效,使整個國家的建筑能耗大幅度下降。如丹麥1985年比1972年采暖面積增加了30%,但采暖能耗卻減少了318萬噸標準煤,采暖能耗占全國總能耗的比重,也由39%下降為28%。美國自從制定和執行一部節能標準至今己節約了大量資金耗費,估計到2011年,在此基礎上又節約430億美元。由此可見,國外的建筑節能法規30多年來取得了多么顯著的社會效益和經濟效益。  


在我國,外保溫是近二十多年來在學習和引進國外先進技術的基礎上,結合大量的科研、開發、試點而發展起來的。從早先單一的專威特發泡聚苯板玻纖網格布增強聚合物砂漿抹灰體系(現稱膨脹聚苯板薄抹灰體系),至今己擁有眾多采用不同材料、不同做法的體系。以保溫層材料為例,已從原先的發泡聚苯板(CEPS)擴展到膠粉顆粒保溫漿料、玻璃棉氈等。在構造和施工工藝方面,已從保溫板粘貼到粘釘結合、與鋼筋混凝土基層澆合(包括無網和有網)、保溫槳料整體抹灰、預制復合保溫板的粘貼、掛裝以及輕網龍骨、保溫材料與硬質面板的裝配等。應用地區也從原先的北方集中采暖地區發展到夏熱冬冷地區。相關應用體系的產品標準、構造圖集以及施工規程相繼配套。與此同時,國外許多先進的應用體系也紛紛進入中國建筑市場。外墻外保溫己經成為我國一項重要而且是主導性的建筑節能措施,被大量的應用于各項工程中。


總體來說,我國的建筑節能經歷了節能30% 、50%和65%三個階段,這就為外墻外保溫體系的實施提出了更高的要求。同時,為了促進節能降耗工程的順利進行,我國也先后頒布了《民用建筑節能管理規定》(2000年建設部第76號令)、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ134—2001)、《公共建筑節能設計標準》(GB50189—2005)、《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》(JG149—2003)、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統》(JG158—2004)、《外墻外保溫工程技術規程》(JGJ144—2004)等標準、規程和規定。建筑節能技術日臻完善,我國的建筑節能工作進入了快速發展階段。  


2外墻外保溫系統基本構成及性能要求  

   

隨著建筑節能技術的不斷完善和發展,外墻外保溫技術以其先進性、前景廣闊等特點逐漸成為建筑保溫節能的主要形式;其基本特征是:保溫材料通過粘結材料被固定于主體墻結構的外側,外側輔以玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿。因此,外墻外保溫系統主要由保溫層、抹面層和飾面層構成,同時各層之間通過砂漿粘結、機械釘固或者纖維增強等方式形成一個有機的整體。


為了達到保溫隔熱的功效,組成外墻外保溫系統的各個部分,必須滿足水密性,抗壓性以及溫濕度變化的要求,不至產生裂縫并能抵抗外界可能發生的碰撞作用。同時,外保溫的基底,必須滿足建筑力學穩定性要求,能承受垂直荷載,風荷載,并能經受撞擊而保證安全使用。因此,在選用各部分材料時,不僅要求材料本身具有優異的性能,而且各部分必須相互協調和匹配。  


2.1 保溫層

     

保溫層是外墻外保溫系統中最關鍵的組成部分,主要起保溫隔熱作用。目前,作為墻體保溫層的保溫材料,種類繁多,主要分為無機、有機和金屬三類;由于外保溫材料置于墻體的外側,直接與外界接觸,承受的溫差大,因此,保溫材料不僅要有良好的阻抗熱流傳遞的性能即大的熱阻、小的傳熱系數,而且對保溫材料的耐候性、耐久性和保溫體系的抗裂、防火、防水、透氣、抗震、抗風壓能力提出較高的要求。  


具體來說,平均傳熱系數要滿足設計要求,與基層和防護層能形成一個整體,滿足系統耐久性要求。應采用熱阻值高,即導熱系數小的高效保溫材料,其導熱系數一般應小于0.06W/(m·K)。根據設計計算,規定一定厚度以滿足節能標準對該地區墻體的保溫要求。此外,保溫材料的吸濕率要低,而粘結性能要好;為了使所用粘貼劑在其表層的應力盡可能減少,對于保溫材料,一方面要用收縮率小的材料,另一方面在控制其尺寸變形時產生的應力要小為此,可采用的保溫材料有:膨脹型聚苯乙烯(EPS)板、擠塑型聚笨乙烯(XPS)板、聚氨酯、巖棉板、玻璃棉氈以及超輕保溫漿料等。其中以阻燃膨脹型聚苯烯板應用得較為普遍。為了達到節能65%的目標,硬泡聚氨酯以其優異的隔熱防水性能,越來越引起世人的矚目。  

   

2.2 保溫層的固定部件  

   

保溫層的固定部件主要起到固定和支撐保溫材料的作用??刹捎玫姆椒ㄓ姓辰Y法和釘固法,或者采用粘釘結合的方法。對于不同的外保溫體系,應選用不同的固定方法。粘結法中將保溫板粘結在基底上的粘結材料多種多樣。在不同的體系中,粘結材料運到工地時的狀態有所不同。為使保溫板粘結良好,往往事先在外墻外表面上涂抹界面層。


釘固法中將保溫板永久固定在基底上的機械件,一般采用膨脹螺栓或預埋筋之類的錨固件,國外往往用不銹蝕而耐久的材料,由不銹鋼、尼龍或聚丙烯等制成,國內一般常用鋼制膨脹螺栓,并進行防銹處理。粘結法與釘固法主要用于外保溫層采用后作法施工。當外保溫層采用現澆法施工時,可以將作為保溫層的聚苯乙烯(EPS)板安置在模板內,通過澆灌混凝土加以固定,即在綁扎墻體鋼筋后,將聚苯板依次安置在鋼筋層的外側,平整排列并綁扎牢固。再安裝模板澆灌混凝土,利用混凝土的壓力將聚苯板與墻體牢牢的連接在一起。  


2.3 抹面層  

   

抹面層是抹在保溫層上,中間夾有增強網,保護保溫層并起防裂、防水和抗沖擊作用的構造層。外保溫體系的抹面層大致有兩種做法:一種是采用聚合物抗裂砂漿做成薄抹灰面層(一般底層抹灰層厚5-7mm,其余層抹灰層厚度3-5mm);另一種是采用水泥砂漿做成厚抹灰面層(一般厚度25- 30mm)。


抹面層的抗裂問題是主要矛盾,實踐證明傳統的水泥砂漿抹在保溫層上,不容易解決抗裂問題,必須采用專用的抗裂砂漿并輔以合理的增強網,在砂漿中加入適量的聚合物和纖維對控制裂縫的產生是有效的。加強材料可改善抹灰層的機械強度、保證其連續性、分散抹灰層收縮應力和溫度應力、避免應力集中、防止抹灰層出現裂縫。薄抹灰的厚度必須適當,抹灰層太薄則不能保證抹灰層的抗沖擊性能;灰層太厚則使得玻纖網格布離外表面較遠,難以起到抗裂的作用。厚抹灰層厚度一般不超過30mm,涂抹于鋼絲網架聚苯板保溫層上。厚抹灰在施工前,應在聚苯板與鋼絲網片表面噴涂界面劑以增強抹灰層與保溫層的粘結。抹灰層一般分為三層,底層和中層用同一配比的普通水泥砂漿,總厚度約20-25mm;面層宜用聚合物抗裂砂漿罩面,厚3-5mm,內部壓入耐堿玻纖網格布。

   

2.4飾面層  

 

飾面層是外保溫系統的外裝飾層,一般可采用涂料或面磚做飾面。首先底層膩子必須有一定的防水、抗裂、柔性變形能力,其次涂料的各層不僅要求有一定的柔性而且與基層以及相互之間也應有相容性,裝修層的材料不僅要求防裂、透汽(水蒸氣),而且要與保溫層協調,最好選擇彈性外墻涂料。當采用面磚飾面時,應存分考慮基層材料的性能,避免面磚飾面層的開裂、脫落。


2.5零配件和輔助材料  

   

外保溫體系在接縫、邊、角部位還要使用一些零配件和輔助材料,如墻角、端頭使用的邊角零件和螺栓、銷釘以及密封膏、背襯材料等,應根據各個體系不同的做法分別選用;另外為了加強EPS板與基層以及與抹灰層的粘結力所采用的噴砂界面劑,也要根據需要在相應當部位采用。 

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