建筑外墙外保温系统与建筑节能技术分析

建筑外墙外保温系统与建筑节能技术分析建筑外墙外保温系统与建筑节能技术分析 建筑工程公司 王龙 摘要摘要 本文分析了目前建筑外墙保温施工工艺的现状 提出了存在的问题 并在此基础 上分析了保温施工的优化方案 希望对同行有所帮助和借鉴 关键词关键词 建筑 外墙保温 现状 问题优化 工程概况工程概况 36 楼结构主体为点式高层住宅楼 总建筑面积 23325 m m2 2 其中地下室面积 2970 m m2 2 地上三十层 地下二层 二层裙房 主体总高度 94 800 米 建筑结 构 钢筋混凝土剪力墙结构 节能工作已经逐步深入 标准 规范及有关政策的落实与实施 本地区采 取外墙外保温技术建造了大批的节能住宅 这些节能住宅的建成推动了建筑节 能产业的发展与逐步完善 但是 外墙外保温技术在近几年的大力推广与应用 过程中 通过跟踪考察与调查 也发现或出现了若干问题 由于外保温系统处 于建筑物外墙外侧 直接与外界环境接触 这样外界环境的风雨侵蚀作用 温 度变化引起的应力作用 低温的冻融冻胀作用以及大气环境中酸碱腐蚀作用等 直接考验着外保温系统 并由外保温系统来承担 所以说 对外墙外保温系统 要求应具有更高的安全性与耐久性 只有这样才能保证外保温系统 25 年的正常 使用目标 才能保证节能建筑的工程质量 在近几年运用外保温技术建成的节能住宅 不少外墙出现脱落 空鼓 开 裂 室内泛潮反霜 结露等若干问题 其原因主要以下三个方面引起的 1 系统技术质量问题引起 2 工程施工质量问题引起 3 工程管理问题引起 1 1 针对目前高层针对目前高层建筑外围设计中节能技术的优劣分析建筑外围设计中节能技术的优劣分析 1 11 1 外墙内保温技术分析外墙内保温技术分析 外墙内保温就是在外墙的内侧使用 EPX 板 保温砂浆等保温材料 从而使建筑 达到保温节能作用的施工方法 该施工方法具有施工方便 对建筑外墙垂直度 要求不高 施工进度快等优点 在早期早期的外墙保温施工中约有 90 以上的工程 应用内保温技术 1 21 2 内外混合保温技术分析内外混合保温技术分析 内外混合保温 是在施工中外保温施工操作方便的部位采用外保温 外保 温施工操作不方便的部位做内保温 这是内外混合保温施工的基本做法 从施 工操作上看 混合保温可以提高施工速度 对外墙内保温不能保护到的内墙 板同外墙交接处的冷 热 部分进行有效的保护 从而使建筑处于保温中 然而 混合保温对建筑结构却存在着严重的损害 外保温外保温做法部位使建 筑物的结构墙体主要受室内温度的影响 温度变化相对较小 因而墙体处于相 对稳定的温度场内 产生的温差变形应力也相对较小 内保温内保温做法部位使建筑物 的结构墙体主要受室外环境温度的影响 室外温度波动较大 因而墙体处于相 对不稳定的温度场内 产生的温差变形应力相对较大 局部外保温 局部内保 温混合使用的保温方式 使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速 度和形变尺寸 建筑结构处于更加不稳定的环境中 经年温差结构形变产生裂 缝 从而缩短缩短整个建筑的寿命 工程保温做法中采用内外保温混合使用的做法是不合理的不合理的 比做内保温的危害 更大 该方法已很少使用 1 31 3 外墙外保温技术分析外墙外保温技术分析 1 3 11 3 1 适用范围广适用范围广 外保温不仅适用于需夏季隔热地区的空调建筑 也适用于北方需冬季保温 地区的采暖建筑 既适用于新建建筑 也适用于既有建筑的节能改造 保温效 果明显 由于保温材料置于建筑物外墙的外侧 基本上可以消除在建筑物各一 个部位的 热桥 影响 从而充分发挥了轻质高效保温材料效能 相对于外墙 内保温和夹心保温墙体 它可使用较薄的保温材料 达到较高的节能效果 1 3 21 3 2 保护主体结构保护主体结构 置于建筑物外侧的保温层 大大减少了自然界温度 湿度 紫外线等对主体结 构的影响 随着建筑物层数的增加 温度对建筑竖向的影响已引起关注 国外 的研究资料表明 由于温度对结构的影响 建筑物外向的热胀冷缩可能引起建 筑物内部一些非结构构件的开裂 外墙采用外保温技术可以降低温度在结构内 部产生的应力 1 3 31 3 3 有利于改善室内环境有利于改善室内环境 外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能 而且增加了室内的热稳定性 它 在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿 提高了墙体的防潮性能 可避免室 内的结露 霉斑等现象 因而创造了舒适的室内居住环境 所以 外墙外保温 技术得到更广泛的应用 1 3 41 3 4 耐久性问题耐久性问题 一般来说 外墙外保温工程的使用年限不应少于 25 年 大量工程实践证 实 使用年限在 25 年以上的 就得要求外墙外保温工程无论是处于高温还是低 温状况 都不应引起墙体表面的任何破坏现象出现 由于室内水蒸汽可通过墙 体向外渗透 逐步进入外墙内部 有可能造成保温层内部结露 导致外保温体 系的各种组成材料化学与物理的稳定性破坏 保温材料 粘结剂 固定件 加 强面层 隔气材料 密封膏等等 所有这些组成材料要考虑它们的抗渗性以及 保温隔热体系的透气性 避免此等原因而导致的面层掉落 实际施工时要选择 耐腐蚀的或处理成耐腐蚀的 职工住宅职工住宅 36 36 楼工程特殊部位的施工方法 楼工程特殊部位的施工方法 2 2 外墙外保温的质量影响因素外墙外保温的质量影响因素 针对目前常用的聚苯颗粒和聚苯板这两种外墙外保温系统的质量影响因素 主要有 材料本身质量 浆料配比 各保温层施工厚度 养护日期 施工过程 中质量控制等 因此可以通过合理选材 适当调整配比 严格控制施工厚度 保证保温层得到良好养护和做好施工质量检查工作来改善施工工艺 但是 由 于各地域所特有的气候地质条件不同 还存在一些具体的影响因素 从材料中 的砂上来说 外保温工程中一般应选择中砂 方便挂浆和控制保温层厚度 增 强保温层抗裂强度 工程中所采用的砂多为河砂 对于有些使用特细砂的工程 因粒径小 含泥量高 施工时应在细砂中按比例加入小粒径鱼米石或者选择粘 接力强的粘结 3 3 外墙外保温施工工艺优化方案外墙外保温施工工艺优化方案 3 13 1 目前施工浆料配比和保温层施工的要点目前施工浆料配比和保温层施工的要点 界面砂浆的配制界面砂浆的配制 界面剂 中细砂 水泥 l 1 1 重量比配制 用砂浆 搅拌机或手提搅拌器搅拌 先加入 l 份界面剂与 1 份中细砂搅拌均匀后再加入 水泥搅拌均匀成浆状 胶粉聚苯颗粒保温浆料的配制胶粉聚苯颗粒保温浆料的配制 水 胶粉料 聚 苯颗粒轻骨料 35kg 25kg 220L 先开机 将 35 40kg 水倒入砂浆搅拌机内 然 后倒人一袋 25kg 胶粉料搅拌 2 3min 后 再倒入一袋 220L 聚苯颗粒继续搅拌 3min 10min 直到搅拌均匀即可 静置 5min 再次搅拌约 5min 即可上前施工 该浆料应随搅随用 在 3h 内用完 严禁人工搅拌 2h 内的落地灰在清除杂质 硬块后仍可与新料参和继续使用 抗裂砂浆的配制抗裂砂浆的配制 水泥 中砂 抗裂防渗剂 1 4 0 8 重量比配制 用砂 浆搅拌机或手提搅拌器搅拌 先加入抗裂剂 中细砂搅拌均匀后 再加入水泥 继续搅拌 3min 抗裂砂浆一次配好后 使用过程中不得任意加水 保证所用中 细砂为干燥状态 并应在配制后 2h 内用完 保温墙面砖专用粘粘砂浆的配制保温墙面砖专用粘粘砂浆的配制 面砖粘结干粉料 水 10 2 2 2 重量比 配制 手提搅拌器搅拌 抗裂砂浆一次配好后 使用过程中不得任意加水 应 在 2h 内用完 面砖勾缝料的配制面砖勾缝料的配制 勾缝胶粉料 水 10 2 5 重量比配制 用手提搅拌器 搅拌 抗裂砂浆一次配好后 使用过程中不得任意加水 应在 2h 内用完 保温 层施工要点 施工时分遍进行 抹灰时顺序是从上到下 涂抹时应抹平压实 分层间隔时间一般在 24h 以上 待厚度达到冲筋面时 先用大杠刮平 再用抹 子用力抹平压实 抹第一遍保温层厚度 20mm 左右 不宜来回拉抹 阴角部位由 外向内 表面宜鱼鳞状 表面用手按不动时施工第二遍 约 24h 后 再配制保 温浆料禁止多加水 如内用完 抹第二遍保温层厚约 10mm 达到设计厚度 表 面大杠搓平 平整度在 4mm 左右 7d 后施工保护层 3 23 2 优化方案一的浆料配比和保温层施工的要点优化方案一的浆料配比和保温层施工的要点 界面砂浆的配制界面砂浆的配制 界面剂 中细砂 水泥 1 1 2 l 重量比配制 用砂浆 搅拌机或手提搅拌器搅拌 先加入 l 份界面剂与 1 2 份中细砂搅拌均匀后再加 入水泥搅拌均匀成浆状 中细砂增多 加大界面砂浆粗糙度 增强聚苯颗粒保 温浆料与基层墙体的粘结程度 界面剂相对减少 相应的节约了成本 胶粉聚苯颗粒保温浆料的配制胶粉聚苯颗粒保温浆料的配制 水 胶粉料 聚苯颗粒轻骨料 35kg 30kg 220L 先开机 将 35kg 水倒入砂浆搅拌机内 然后街入一袋 30kfl 胶粉料搅拌 2 3miI 垢 再倒入一袋 220L 聚苯颗粒继续搅拌 3min OOmin 直到搅拌均匀即可 静置 8min 再次搅拌约 5min 即可上前施工 该浆料应随 搅随用 在 3h 内用完 严禁人工搅拌 2h 内的落地灰在清除杂质硬块后仍可 与新料参和继续使用 此种配比胶粉料增加 使得保温浆料粘度增高 整体性 增强 抗裂砂浆的配制 水泥 中砂 抗裂防渗剂 1 3 0 8 重量比配制 用 砂浆搅拌机或手提搅拌器搅拌 先加入抗裂剂 中细砂搅拌均匀后 再加入水 泥继续搅拌 3min 抗裂砂浆一次配好后 使用过程中不得任意加水 保证所用 中细砂为干燥状态 并应在配制后 2h 内用完 中砂减少增大了粘结强度 保温 墙面砖专用粘粘砂浆的配制 面砖粘结干粉料 水 10 2 2 2 重量比配制 用 手提搅拌器搅拌 抗裂砂浆一次配好后 使用过程中不得任意加水 应在 2h 内 用完 4 4 下面将分别说明这三个方面所可能产生的质量通病 并提出防治办法或 下面将分别说明这三个方面所可能产生的质量通病 并提出防治办法或 纠正措施 纠正措施 常见外保温工程质量问题有 粘接保温板材容易出现移位 空鼓和脱落 是 这两类体系极容易出现的问题 保护层出现空鼓和开裂 在施工后很快发生 或经冬夏气温循环变化后发生 保护层表面出现裂纹或有外饰面砖的出现脱落 现象 从而影响外保温工程表观质量长期稳定性 外保温工程局部发霉 结露 甚至成霜 这种现象在严寒和寒冷地区最易发生 高湿度地区也较多 墙体传 热系数达不到节能标准目前较为普遍 4 14 1 影响工程质量长期可靠有效性的原因 影响工程质量长期可靠有效性的原因 4 1 14 1 1 基层结构因素 基层结构因素 1 沉降不均匀破坏 在较长 较大建筑物结构伸缩缝附近 造成保温层空 鼓或局部脱落 2 框架结构砌体变形 框架结构外墙在砼梁柱和砌体接缝处 易发生因砌体变形而造成的保温层破坏 3 脚手架洞口等未砌实 形成保温层 局部基层不牢而破坏 4 外墙装饰构件固定不牢 移位 形成推拉作用 致使 保温层局部空鼓 裂纹后长期渗水 出现空鼓或局部脱落 4 1 24 1 2 保温构造层因素保温构造层因素 找平砂浆与主体墙空鼓 特别是长时间渗水 容易发生持续性空鼓扩大 使保温层连带空鼓或局部破坏 保温板表面荷载过大 极易直接剥离保温层造 成脱落 对负风压抵抗措施采用不合理 如在沿海地区或高层建筑外墙采用非 钉粘结合的不合理的粘贴方式 极易形成某些保温板块被风压破坏而空鼓 脱 落 建筑装饰造型构造由于和周围构造形成较大的应力结构而发生裂纹 空鼓 长期渗水 冻胀等 久之形成空鼓或脱落 浆体保温材料和保温板形成复合保 温层界面处理不合理 保温板表面不用界面砂浆处理 也易造成保温层局部空 鼓 4 1 34 1 3 保温材料性能因素 保温材料性能因素 保温板密度太低 生产时掺入大量再生回收料或粉化严重 使保温板和主 体墙形成 假粘 或自身 粉身碎骨 而局部空鼓 脱落 保温板自身应力太 大 加之不合理粘贴方式或胀缩等因素 形成负风压造成局部空鼓或保温板损 坏 粘结材料质量不合格 极易发生粘接不良或日久失效造成空鼓 胶粉料存 放时间过长或受潮初凝使其失效 使用时造成粘接强度降低 4 1 44 1 4 配套产品因素 配套产品因素 粘接胶浆和锚钉直接影响保温层的粘接牢固程度 也是当前产生外保温工 程质量问题的主要原因 粘接胶浆种类混杂 无法满足粘接保温板可靠性要求 胶浆级配不合理造成综合性能下降 锚钉选用不合理造成潜在空鼓 移位或脱 落 浆体保温层保温板复合时 钢网和主体墙连接产品选择不当形成无效连 接 根据不同墙体应使用专用尼龙钢钉等具有可靠连接效果的配套产品 4 1 54 1 5 施工因素 施工因素 点粘方式时 粘接面积小于 30 又无锚钉固定时 形成潜在空鼓松动隐患 条粘方式时 粘接胶浆沟槽部分尺寸太小而弥死 满粘或保温板拼缝用胶浆粘 死 形成排水 排气不畅及胀缩应力造成内压剥离性空鼓 钉粘结合方式时 粘接胶浆过稀粘接后马上安装锚钉压力太大 使保温板 变形开胶 假粘合 锚钉与墙形成无效连接 形成潜在破坏可能 人为因素影响 施工时不负责地 采用对某些板不认真涂胶的 花粘 现象 低温或雨雪天气无防护措施强行施工 使粘接层浸水或受冻 而改变性能形成隐患 4 1 64 1 6 其他影响因素 其他影响因素 1 保温层施工后 后期门窗 空调 落水管等其他工种的施工安装造成人 为破坏 2 应涂密封胶处未密封 保温层长期渗水浸润受冻 3 其他装修施 工时的人为撞击等 以上这些因素对外墙外保温层 都会直接或间接造成破坏 虽然短期不会 形成严重破坏 但对几十年使用期限的工程来说 是决不能忽视其影响的 4 24 2 影响工程表观质量长期稳定性的原因 影响工程表观质量长期稳定性的原因 从目前来看 建筑物外墙外保温外饰面大致有涂料和瓷砖两种做法 在一 些地区 采用瓷砖成了外饰面层的首选材料 在此 就以外饰面面砖脱落而引 起外保温体系表观质量的问题进行分析 4 2 14 2 1 基层结构因素 基层结构因素 1 建筑物伸缩缝设置不合理或建筑物沉降不均匀 在变形发生部位推拉面 砖脱落 2 框架结构建筑物 砌体变形应力引发保温层及面砖层破坏而致面 砖脱落 3 平屋面的女儿墙应力移位 或女儿墙防水措施不当渗水产生基层 破坏 天长日久造成面砖脱落 4 2 24 2 2 保温层因素 保温层因素 保温层对面砖层脱落也有直接影响或间接作用 4 2 34 2 3 构造层因素 构造层因素 1 面砖层 保温层和主体墙之间构造层的合理性 是影响面砖层可靠性的 重要因素 必须解决好各地在外墙外保温层表面饰面砖构造层形式 以对保温 层约束方式可分为刚性约束 柔性约束和无约束三种方式 由平面镀锌钢网 TOX 尼龙套钉与主体墙形成的刚性构造 因其和各种墙体的可靠连接而对保温 层形成刚性约束 同时对面砖层形成刚性支撑 有效分散面砖层荷载对保温层 悬垂剪切作用 由带尾孔射钉 金属绑线和平面钢网形成的柔性构造 对保温 层形成柔性约束 对面砖层荷载形成柔性支撑构造 在保温层表面直接粘贴面 砖是无约束方式 在严寒地区和寒冷地区 冻胀破坏是面砖层脱落的主要破坏 原因之一 刚性约束应为通用首选 柔性约束应为有选择性使用 无约束方式 应禁用 2 构造层实现方式的有效性 是面砖层脱落的又一重要影响因素 主 要是配件选择及其与主体墙的可靠连接 目前 由于 禁实 工作的迅速推进 各种新砌体材料 特别是空心砌块和轻质砌块的应用 因其壁薄 强度差等原 因 使射钉和有限胀大的塑料胀钉等配件 很难实现可靠的有效连接 对面砖 长期可靠性留下隐患 4 2 44 2 4 配套材料和配件是构造层长期有效性的重要保证 配套材料和配件是构造层长期有效性的重要保证 1 锚钉是实现构造层有效连接的重要配件 其影响至关重要 锚钉选择应对其拉拔力 弯矩 直径 墙内固定方式和 埋深 防腐全面综合选择 尤其是和主体墙的连接方式和拉拔力若不能满足长 期有效性要求 会成为小配件大隐患 2 钢网 钢网的网孔尺寸 钢丝直径 自身强度 防腐蚀能力都将对长期有效性发生重要作用 3 面砖粘接质量 不 仅要看粘接当时牢固程度 更重要的是应注重其性能长期稳定性 粘接胶浆 胶粉 的材质 性能及级配 用砂的含泥量 含水量 水泥标号和是否失效 都直接影响胶浆的性能及长期稳定性 4 勾缝胶粉必须具有良好的透气性和一 定柔性 抗渗性 以此确保大面积面砖墙在冷缩热胀时有足够伸缩能力 避免 挤胀空鼓或渗水冻胀及破坏保温层等 4 2 54 2 5 面砖质量因素 面砖质量因素 1 外保温墙体应使用全瓷面砖 不能仅仅追求美观而不顾长期可靠性问题 2 面砖吸水率应是重要性能指标 目前市场流通的釉面砖和陶土砖等花色品种 很多 美观性能满足要求 但吸水率大多在 3 以上 对严寒和寒冷地区尤应 严格控制吸水率标准 4 2 64 2 6 施工因素 施工因素 1 保温层表面平整度误差太大 造成面砖粘接胶浆层厚度误差太大 在昼 夜温差大或冬夏温差大地区因长期反复胀缩应力作用 产生裂纹和空鼓隐患 2 保温板粘接胶浆未完全达到终凝正常强度时 为赶工期强行进行面砖层施工 易埋下基层破坏隐患 3 锚钉和钢网施工影响 空心砖 轻质砌块等墙体使用 射钉 或钻孔太大 埋深太浅 塑料胀套无法胀固 均造成锚钉拉拔力不足 而锚钉间距太大 单位面积承载能力不够或相邻各锚钉对钢网压紧力相差太大 等 均会造成约束无效而形成隐患 4 面砖层伸缩缝设置不合理 形成胀缩破 坏 5 面砖勾缝不完全及脚手架洞口处理不当 发生长期渗水反冻胀作用 造 成局部空鼓或脱落 6 雨雪天或负温施工形成粘接层或勾缝功能失效 形成隐 患 7 门窗洞口 空调安装 建筑外部造型安装部位 未做密封处理或冲撞破 坏而发生长期渗水浸润等隐患 8 女儿墙 老虎窗其他造型部位等未做保温层 面砖跨粘在两种不同的基层上 而无有效措施解决胀缩应力作用 发生隐患 9 用普通砂浆粘贴面砖和勾缝 由于易裂 渗水及粘接强度不足等形成隐患 4 34 3 影响外保温工程热工性能的原因影响外保温工程热工性能的原因 4 3 14 3 1 建筑结构因素形成热桥影响 建筑结构因素形成热桥影响 1 砼梁柱部位因外观造型无保温层 局部长毛结露 2 无保温层的老虎 窗周围易发生长毛结露 3 平屋顶女儿墙部位单面保温或双面都无保温层 形 成局部长毛结露 4 个别建筑只追求外观造型 局部无保温层 形成热桥 5 框架结构梁柱部位与砌体防裂处理不当或无处理措施 因赶工期急于保温层 施工 长时间后砌体沉降拉裂保温层 形成局部热桥 6 砼梁柱或造型部位浇 注外胀未处理 使局部保温层太薄 形成热桥 7 门窗 老虎窗安装时与墙密 封不好 形成热桥 4 3 24 3 2 保温层因素 保温层因素 1 劣质浆体保温材料导热系数偏大或易吸湿或保温板密度太小 稳定性差 等 是造成保温层达不到设计节能标准要求的原因 2 保温层厚度未达到设计 标准 往往由于偷工减料 追求低造价所致