高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究_图文

1、 文章编号 100228528(2008 0220093212高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究宋长友 1, 陈丹林 2, 黄振利 1, 季广其3(1. 北京振利高新技术有限公司 , 北京 100073;2. 北京六建集团公司 , 北京 100039;3. 中国建筑科学研究院 , 北京 100013 摘 要 本文重点介绍了防火性能优异的多种外墙外保温系统 , 除了介绍每种系统的防火原理外 , 还包括其它的系统性能以及施工方法等 。 这些系统可满足任意一种建筑节能标准的技术要求 , 尤其可以在高层建筑或对防火需求高的建筑中 应用 。 在火灾条件下 , 不仅系统自身不会产生蔓延 , 同时对建筑结构

2、也会产生一种很好的热保护作用 在满足现行国家建筑行业外墙外保温技术标准的同时 , 还具有良好的抗裂 、 耐候 、 防水 、 关键词 外墙外保温 ; 高层建筑 ; 防火中图分类号 T U972+. 4;T U54 文献标识码 AStudy on Fire 2proof T echnology Outer 2wall External High 2rise BuildingsSONG Chang 21, 2li 1, JI Guang 2qi3(11Beijing Zhenli Co . , Ltd . , Beijing 100073, China ;2. Beijing Liujian Con

3、struction Corporation , Beijing 100039,China ;3. China o f Building Research , Beijing 100013, China Abstract The paper im portantly introduced s ome outer 2wall external thermal insulation systems with very nice fire 2proof capability. The fire 2proof theory , system capability and constructing met

4、hod were introduced in detail. All these systems could satis fy with any building energy 2saving requirement , especially with high 2rise buildings and buildings with high fire 2proof requirement. When there was a fire , not only flame spread w ould not happen in thermal insulation system , but als

5、o there was a g ood heat 2protected action to buildings. All systems provided in this paper could satis fy the standard of national building outer 2wall external thermal insulation technologies. They all had nice characteristics , such as anti 2crack , weather 2proof , water 2proof , resisting earth

6、quake , and s o on.K eyw ords outer 2wall external thermal insulation ,high 2rise building ,fire 2proof收稿日期 20072092171 概 述放眼全球 , 建筑节能备受瞩目 。作为建筑节能 重要组成部分的外墙外保温系统也因各国情况不同 而呈现出技术水平的差异化 , 美国 、 德国等发达国家 已有近 40年的应用历史 , 针对本国的建筑结构特点 和气候条件 , 其应用已相当成熟 ; 而我国外墙外保温 系统的研究和应用开始于大约 10年前 , 目前还处在 大力发展时期 , 尤其在防火安全性方面

7、, 一直都存在 巨大的安全隐患 , 和保温材料相关的火灾事故时有 发生 。 因此 , 在现今国内建筑多为高层甚至超高层 、 保温系统的主体保温材料约 80%为有机易燃品 、 保 温系统以聚苯板薄抹灰外墙外保温系统为主的现状下 , 如何通过对国外先进技术的借鉴和对国情的分 析 , 自主创新开发出具有独立知识产权的且能彻底 解决大部分现有外墙外保温系统耐火性差等弊病的 外墙外保温系统 , 是摆在研发人员面前的事关民生 安全的重要课题 。 而如何对各种外墙外保温系统的 防火性能予以测试 、 分级和应用范围限定 , 就需要通 过大量的试验分析和对发达国家相关标准的借鉴来 完成 , 从而制定出外墙外保温

8、材料和构造的防火测 试方法 、 分级方法和应用范围限定 , 形成具有强制力 的标准和规范 , 这也是解决外墙外保温防火安全性 的关键 。 整个技术研究流程如图 1所示 。本文重点介绍防火性能优异的多种外墙外保温 系统 , 包括系统的防火原理 、 系统性能及施工方法 等 。 这些系统可满足任意一种建筑节能标准的技术 要求 , 尤其可以在高层建筑或对防火需求高的建筑 中应用 , 在火灾条件下不仅系统自身不会产生蔓延 ,第 24卷第 2期2008年 2月建 筑 科 学BUI LDI NG SCIE NCEV ol 124,N o 12Feb. 2008图 1 耐火外墙外保温系统技术研究流程同时对建筑

9、结构也会产生一种很好的热保护作用 。 本文提到的各种系统在满足现行国家建筑行业外墙 外保温技术标准的同时 , 还具有良好的抗裂 、 耐候 、 防水 、 抗震等性能 。2 耐火外墙外保温系统的研究料与防火保温构造 2酯 、 、 、 玻璃棉 、 泡 沫玻璃 、 , 其中 除了聚苯板 、 聚氨酯外其它保温材料都具有优异的 防火性能 。 但由于建筑节能标准的提高和人们对高 层建筑火灾问题的关注程度日益增加 , 单一保温材 料的保温系统不能满足防火和高效节能的统一 。 因 此笔者除了采用单一耐火保温材料进行岩棉外保温 系统 、 胶粉聚苯颗粒外保温系统研究外 , 又采用有机 无机材料复合保温系统的技术路线

10、与方案进行研 究 , 形成如下 5种耐火外墙外保温系统 。211 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统该系统中保温材料的设计思路是在无机胶凝材 料中加入了多种高分子材料添加剂 , 形成的保温胶 粉与聚苯颗粒在施工现场按包装配比搅拌成浆料 状 , 采用批抹施工方法使保温材料与墙体无空腔无 接缝粘结 , 其中的高分子添加剂大分子互穿增稠技 术使胶凝材料的粘稠性增强 , 抗滑坠能力增强 。复 合聚苯颗粒在形成后约是 20%体积的无机粉料包 裹约 80%体积的有机聚苯颗粒 , 是一种亚弹性体 , 具有很好的耐候稳定性 , 导热系数高于有机保温材 料 , 如聚苯板 , 水蒸气渗透性和蓄热能力大大强于有 机保温材料

11、 。 该材料最大的优点是耐火等级高 , 为 难燃 B1级 , 在受热受火作用时除了面层裸露的聚 苯颗粒外 (如果有 , 则表面通常是一层无机浆体 不 会被 点 燃 , 更 不 会 引 起 火 灾 蔓 延 , 体 积 保 持 率 100%, 而且材料的保温隔热性能可以大大延缓热量 由外向内的传递 。在长期受火作用时 , 其中被包裹 的有机聚苯颗粒由外向内逐步融化形成封闭空腔 , 无机胶凝材料作为支撑骨架 , 这时材料的导热系数 更低 , 热量向内部传递更为缓慢 , 对建筑结构墙体起 到很好的热保护作用 。1 基本构造胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统的涂料饰面和面 砖饰面基本构造分别如图 2、 3所示

12、。图 2 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统涂料饰面基本构造 图 3 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统面砖饰面基本构造 2 施工工艺流程胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统施工工艺流程如 图 4所示 。3 技术特点 耐火性能优异采取难燃 B1级的胶粉聚苯颗粒作为保温材 料 , 可有效地控制火灾蔓延 、 热辐射和次生烟尘灾 害 。 系统无空腔做法杜绝了引火通道 , 进一步提高 了高层建筑外保温层的安全性 。 系统整体无接缝做 法和亚弹性保温砂浆遇热时尺寸无变化 、 不开裂 、 不 剥离 , 可避免火灾攻击时热量或火源进入保温系统 内部对局部建筑结构产生影响 。 保温系统的低导热 系数和蓄热能力可以延缓热量进入建筑结构内

13、部的49建 筑 科 学 第 24卷 图 4 时间 , 的技术瓶颈在保温构造设计上 , 该成套技术摒弃了 “ 刚性防 裂技术路线” , 而采取 “ 逐层渐变 、 柔性释放应力的抗 裂技术路线” 。实践证明 , 这种柔性抗裂体系的建 立 , 使得保温墙面能够有效地吸收和消纳热应力变 形 , 从而解决了国内外保温表面出现有害裂缝的技 术难题 , 是目前国内抗裂技术最可靠 、 抗裂效果最好 的外墙外保温做法 。 无空腔体系提高了外墙外保温层抗风压的能 力不同于目前传统粘贴聚苯板技术 , 该成套技术 全部采取无空腔体系的做法 , 内无接缝 , 与基层墙体 形成一个整体 。 在此基础上 , 可增加其它的机

14、械固 定防护措施 , 如在外保温饰面粘贴面砖时 , 在抗裂砂 浆层选用热镀锌钢丝网进行增强并通过锚固件与基 层墙体联接 , 这些做法可大幅度提高外墙外保温层 抗风压的能力 , 减少了风压特别是负风压对高层建 筑外墙外保温层的破坏 。 轻荷载材料的柔性软联接保证了外保温层在 地震力影响下的整体稳定性该成套技术采用轻质材料 , 可减轻保温面层荷 载 ; 各构造层材料满足 “逐层渐变 、 柔性释放应力的 抗裂技术路线” , 逐层分散和消解地震力 , 可保证外墙外保温系统在正常使用条件下 , 在地震力等偶然 事件发生时或发生后 , 仍具备保持必要的整体稳定 性的能力 。 拒水性与透汽性的设置提高了系统

15、的耐冻融 和耐候能力该保温系统的防护面层之上设置了一道防水 层 , 在保持水蒸气渗透系数基本不变的前提下 , 可大 幅度地降低面层材料的表面吸水系数 , 避免当水渗 入建筑物外表面后 , 冬季结冰产生的膨胀应力对建 筑物外表面的损坏 , 同时提高了面层材料的透汽性 , , 妨碍墙体排湿 , , 造成面层材料 , 从而影 2岩棉外墙外保温系统技术 研究与应用 。 213 聚氨酯硬泡喷涂复合外墙外保温系统1 基本构造聚氨酯外墙外保温系统的涂料饰面和面砖饰面 基本构造分别如图 5、 6所示 。图 5 聚氨酯外墙外保温系统涂料饰面基本构造 图 6 聚氨酯外墙外保温系统面砖饰面基本构造2 施工工艺流程聚

16、氨酯外墙外保温 系 统 的 施 工 工 艺 流 程 见59第 2期 宋长友 , 等 :高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究 图 7 。 图 7 聚氨酯外墙外保温系统的施工工艺流程3 技术特点 防火性能良好尽管硬泡聚氨酯喷涂保温层处于外墙外侧 , 但 防火处理仍不容忽视 。聚氨酯在添加阻燃剂后 , 成 为一种难燃自熄性的材料 , 它与胶粉聚苯颗粒浆料 复合后组成一个防火体系 , 能有效地防止火灾蔓延 。 建筑外墙表面及门窗口等侧面 , 全部用防火胶粉聚 苯颗粒材料严密包覆 , 不得有敞露部位 。 另外 , 采用 厚型胶粉聚苯颗粒防火抹灰面层也有利于提高保温 层的耐火性能 。 保温性能好硬泡喷涂聚氨

17、酯是一种高分子热固型聚合物 , 是优良的保温材料 , 其导热系数为 0101501025W (m K 。 该材料为墙体保温技术的发展和实现更高 的墙体节能要求创造了条件 。一般来说 , 永久性的机械锚固 、 临时性的固定 、 穿墙管道 、 或者外墙上附 着物的固定会造成局部热桥 , 而采取硬泡聚氨酯喷 涂工艺 , 由于硬泡喷涂聚氨酯是一种天然的胶粘材 料 , 与一般墙体材料粘结强度高 , 无须任何胶粘剂和 锚固件就能形成连续的保温层 , 故保证了保温材料 与墙体的共同作用并可有效阻断热桥 。 稳定性强硬泡聚氨酯喷涂与基层墙体牢固结合是保证外 保温层稳定性的基本前提 。对于墙体 , 其表面应做

18、界面处理 , 如果面层存在疏松 、 空鼓的情况 , 必须认 真清理 , 结合 。 , 不与基底分离 、 脱落 , 并在潮湿 。 抗湿热性能优良硬泡聚氨酯材料有优良的防水 、 隔汽性能 , 材料 不含水 , 吸水率又很低 , 能很好地阻断水和水蒸气的 渗透 , 使墙体保持良好 、 稳定的绝热状态 。 这是目前 其它保温材料很难实现的 。硬泡聚氨酯喷涂外保温墙体的表面无接缝处 、 孔洞周边 、 门窗洞口周围等处包覆严密 , 使其具有良 好的防水性能 , 可避免雨水进入内部造成危险 。国 外许多工程的实践证明 , 若面层吸水或面层中存在 缝隙 , 在雨水渗入和严寒受冻的情况下 , 容易造成墙 体冻坏

19、 。 耐撞击性能优于 EPS 等保温材料硬泡聚氨酯是一种比强度 (材料强度与体积密 度比 较高的材料 , 作为保温材料其性能优于发泡聚 苯 、 岩棉等材料 , 抵抗外力的能力也较强 。硬泡聚氨酯喷涂复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温 系统 , 能承受正常的人体及搬运物品产生的碰撞 。 在经受一般性碰撞时 , 不会对外保温系统造成损害 ; 在其上加装空调器或用常规方法放置维修设施时 , 面层不会开裂或穿孔 。 对主体结构变形适应能力强 , 抗裂性能好 硬泡聚氨酯是一种柔性变形量较大的材料 , 抵 抗外界变形能力强 。在外力和温度变形 、 干湿变形 等作用下 , 不易发生裂缝 , 可有效地保证系统的稳定

20、性和耐久性 。当所附着的主体结构产生正常变形 时 , 诸如发生收缩 、 徐变 、 膨胀等情况 , 硬泡聚氨酯喷69建 筑 科 学 第 24卷 涂外墙外保温系统符合逐层柔性渐变 、 逐层释放应 力的原则 , 不会产生裂缝或者脱开 。 具有良好的施工性能硬泡聚氨酯喷涂外墙外保温工程施工是机械化 作业 , 施工速度快 、 效率高 , 是其它外保温作业不可 比拟的 。 聚氨酯施工对建筑物外形适应能力很强 , 尤其适应建筑物构造节点复杂的各部位的保温 , 如 外飘窗 、 老虎窗 、 变形缝 、 管道层 、 楼梯间等 。 既能保 证建筑复杂部位全方位的保温效果 , 又能防止水或 水蒸气对保温层的破坏 。聚

21、氨酯喷涂施工不易保证阴阳角等处的直线 , 因此 , 局部要求线角整齐的部位宜采用模具浇筑 。 喷涂硬泡聚氨酯保温材料表面的平整度受基层墙面 的平整度影响很大 , 而且在光 、 热 、 大气作用下易发 生老化 , 因此要求表面复合防老化 、 冲击性的材料 。214 1 现浇混凝土 网现浇系统 , 其涂料饰面与面砖饰面基本构造分别 如图 8、 9所示 。图 8 无网现浇系统涂料饰面基本构造图 9 无网现浇系统面砖饰面基本构造2 施工工艺流程无网现浇系统的施工工艺流程如图 10所示 。3 技术特点 良好的防火性能胶粉聚苯颗粒浆料与聚苯板复合后 , 组成一个 防火体系 , 能有效地防止火灾蔓延 。建筑

22、外墙表面 及门窗口等侧面 , 全部用防火胶粉聚苯颗粒材料严 密包覆 , 无敞露部位 。 另外 , 采用厚型胶粉聚苯颗粒 防火抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能 。 与结构同步施工 , 保温层施工速度快 。 聚苯板内侧采用竖向燕尾槽做法 , 增大了聚 苯板与抹面层的结合力 。 聚苯颗粒保温浆料找平 , 提高系统的抗裂性 能 。215 现浇混凝土斜嵌入式钢丝网架 EPS 板外墙外保温系统1 基本构造现浇混凝土斜嵌入式钢丝网架 EPS 板外墙外 保温系统简称为有网现浇系统 , 其涂料饰面和面砖 饰面基本构造分别如图 11、 12所示 。2 施工工艺流程有网现浇系统的施工工艺流程如图 13所示 。 3

23、 技术特点 良好的防火性能面砖饰面体系由轻质干拌抗裂砂浆构成 20mm 以上的防火抗裂层 , 经检验可达日本标准 A2级防火要求 。 涂料饰面胶粉聚苯颗粒保温层包覆钢丝网 架聚苯板 , 形成了难燃保温隔热层 , 提高了系统的防79第 2期 宋长友 , 等 :高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究 图 11 有网现浇系统涂料饰面基本构造图 12图 13 有网现浇系统的施工工艺流程火性能 。 与结构同步施工 , 保温层施工速度快 。 聚苯板外侧采用横向梯形槽做法 , 增大了聚 苯板与抹面层的结合力 。 聚苯颗粒保温浆料找平 , 减轻保温面层荷载 , 提高系统的抗裂性能 。216 胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板

24、外墙外保温系统 1 基本构造根据饰面层做法的不同 , 胶粉聚苯颗粒贴砌聚 苯板外墙外保温系统做法可分为涂料饰面体系及面 砖饰面体系 , 其基本构造分别如图 14、 15所示 。图 图 15 胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统面砖饰面基本构造2 施工工艺流程胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统的施 工工艺流程如图 16所示 。3 技术特点 防火性能优异 , 可满足高层建筑外墙外保温 防火要求采用粘结找平浆料找平聚苯板层 , 由于粘结找 平浆料本身防火性能达到难燃 B1级 , 导热系数又 较水泥砂浆低很多 , 在遇火及热作用时 , 向内部传递 热量少且慢 , 热量集中在聚苯颗粒粘结保温浆料层 表

25、面 , 对内部聚苯板保温层的防火保护作用较薄抹 灰系统中水泥砂浆等刚性材料更加显著 。同时 , 聚 苯板粘结层和预留板缝用粘结浆料砌筑的构造做法 使单块聚苯板的六面被难燃 B1级的浆料包围 , 可 有效地阻止火灾发生时火势的蔓延 , 解决了聚苯板 作为外墙保温材料防火性差的弊病 。无空腔 、 分仓和表面防火保护层的构造使得该89建 筑 科 学 第 24卷 图 16 胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板 外墙外保温系统施工工艺流程系统相当于 A 级不燃外保温系统 , 满足高层建筑外 墙外保温防火要求 。 无空腔构造的粘结性能 、 抗剪切性能 、 抗风压 性能优异粘结浆料满粘 EPS 板做法以及 EPS 板的内

26、侧 横槽设计使 EPS 板受粘面积大 , EPS 板各点受力均 匀 。 单位面积 EPS 的粘结强度是聚苯板薄抹灰系 统的 3倍左右 , 而且灰缝聚苯颗粒良好的透汽性使 得粘结层受水蒸气的影响要小于对聚合物胶粘剂的 影响 , 因此该系统较薄抹灰系统更具稳定性 。 浆料砌筑板缝设计提高系统的水蒸气渗透性 和抗裂性粘结找平浆料的水 蒸 气 渗 透 系 数 经 检 测 为 2014ng (Pa m s , 水蒸气渗透能力约为聚苯板的 7倍 。 洞和浆料砌筑板缝的设计大大提高了系统的透 汽性 。 导热系数逐层渐变提高抗裂性能采用 “ 逐层渐变 、 柔性释放应力” 的技术路线 , 在 EPS 板两侧选择

27、导热系数介于 EPS 板和聚合物砂浆之间的粘结保温浆料和胶粉聚苯颗粒 , 有效地避免了薄抹灰系统因为相邻材料导热系数差过大易产生 裂缝的缺点 , 提高了整个保温系统的稳定性和持久 性 。 另外 , 浆料砌筑灰缝的无板缝设计整体性好 , 分 散应力更均匀 , 抗裂性能得到提高 。 逐层材料柔性渐变的系统构造彻底释放应 力 , 进一步控制裂缝产生采用柔性指标渐变的材料组成保温隔热体系 , 遵循柔性抗裂机理 , 一的原则 , , 替代薄抹灰系 。 , 系统保温性能好 , 可根据调整聚苯板的厚度来满足 不同建筑节能标准要求设计 , 适应建筑节能要求越 来越高的大趋势 。 施工适应性好 、 性价比高该系

28、统粘结层为抹灰工艺 , 可在平整度不高的 基层上直接施工 , 节省大量剔凿 、 找平工作量 , 缩短 施工周期 。面层胶粉聚苯颗粒找平浆料找平 , 无须对聚苯 板进行打磨 ;450mm ×600mm 的苯板尺寸易于操作 施工 , 不易出现虚贴 ; 不易粘贴苯板部位可用粘结浆 料满抹代替 。 利废再生 , 生态建材生态建材是 21世纪建材发展的方向 , 是指利用 城市固体废弃物将垃圾资源化 , 使其转化为有用的 建筑材料 , 在建设房屋的同时净化环境 。该系统不 仅从建筑节能本身 , 而且从系统构成的各个层次的 材料应用上均能得到体现 。 该系统充分考虑了资源 的综合利用 , 科学消纳

29、固体废弃物 , 为推动建立良好 的循环经济体系和可持续发展战略 , 开拓出一条全 新的思路 。在丰富外墙外保温节能技术体系的同 时 , 更深层 、 更广阔地拓宽了节能环保的理念 。3 各种外墙外保温系统性能试验研究考虑到技术的复杂性及安全性 , 同时为确保安 全 、 可靠地使用 , 新的外墙外保温技术在进入工程大 面积应用阶段前 , 应进行系统试验验证 , 包括大型耐99第 2期 宋长友 , 等 :高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究候性试验 、 抗震试验及其它系统试验等 。311 大型耐候性试验1 意义和目的大型耐候性试验是验证系统稳定性的最好方 法 。 外保温隔热工程在实际使用中会受到相当大

30、的 热应力作用 , 这种热应力主要表现在保护层上 。由 于聚苯板的隔热性能特别好 , 其保护层温度在夏季 可高达 80 。 夏季持续晴天后突降暴雨所引起的 表面温度变化可达 50 之多 。夏季的高温还会加 速保护层的老化 。 耐候性试验可模拟夏季墙面经高 温日晒后突遇暴雨袭击和冬季昼夜温差的反复作 用 , 是对大尺寸的外保温隔热墙体进行的一种加速 气候老化试验 , 是检验和评价外保温隔热系统质量 的最重要的试验项目 。 耐候性试验与实际工程有着 很好的相关性 ,的耐候性能 。 80温 (70 2050 冷冻 (-20、 脱落及开裂 。 2 试验方法该试验由中国建筑科学研究院建筑环境与节能 研究

31、院 (建筑物理研究所 根据欧洲规范 ET AG 004的规定进行 , 试样制备及试验方法如下 :耐候性试样 宽 3145m 、 高 2110m 、 面积 712m 2; 试样做在混凝土 墙上 , 混凝土墙上角部位留有 1个小窗洞 , 用于检验 窗口部位外保温做法 。试样在 1025 , 相对湿度不低于 50%的环境 条件下养护 28d 后开始试验 。 试验由下列 “高温 淋水” 循环和 “ 加热 冷冻” 循环组成 : 高温 淋水循环 (每次循环 6h , 共做 80次 试样表面加热至 70 并在 (70±5 条件下保 持 3h ; 试样表面淋水 1h (水温 (15±5 、

32、 水量 1L (m 2 min ; 静置 2h 。 高温 淋水循环结束后 , 在 1025 , 相对 湿度不低于 50%的环境条件下至少进行 48h 的状 态调节 。 加热 冷冻循环 (每次循环 24h , 共做 20次 加热至 50 并在 (50±5 条件下保持 8h ; 降 温至 -20 并在 (-20±5 条件下保持 16h 。 每 4次 “ 高温 淋水” 循环和每次 “ 加热 冷冻” 循环结束后 , 观察保护层裂缝 、 空鼓脱落和饰面涂层 起泡 、 剥落等情况并做纪录 。 试验结束后 , 状态调节 7d , 检验抹面层与保温层的拉伸粘结强度和系统抗 冲击性 。3 系

33、统耐候性试验结果胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统 、 聚氨酯外墙外 保温系统 、 胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系 统等上述所有系统经中国建筑科学研究院建筑环境 与节能研究院 (建筑物理研究所 大型耐候性试验 后 , 面层没有出现开裂 、 起泡 、 剥落等现象 , 系统抗拉 强度和抗冲击性符合标准要求 。312 大型抗震性试验1 试验设计 模型的设计与制作, 验证 6种状况进行建筑抗震设计规 (G B 5001122001 进行了试验方案的设计 , 选用的 建筑物结构类型为国内目前较多采用的全现浇高层 混凝土结构 , 按要求成型宽 113m 、 高 112m 、 厚 0116 m 、 带有孔固定钢

34、角的 、 强度为 C 30的混凝土试件 3块 , 分别在 3块试件的 6个面对 6种不同类型的保 温构造进行抗震测试 。各试件的材料构成见表 1, 表中字母所代表含义如下 :a为钢筋混凝土墙体 ; b 为基层界面砂浆 ;c 为 50mm 厚单片钢丝网架聚苯 板 ;d 为 50mm 厚无网聚苯板 ;e 为 45mm 厚胶粉聚 苯颗粒 ;f 为喷砂界面剂 ;g 为 3mm 厚抗裂砂浆压四 角钢丝网 ; h 为 3mm 厚抗裂砂浆压耐碱玻纤网格 布 ;i 为 10mm 厚水泥砂浆 ;j 为抗裂柔性耐水腻子 ; k 为大号瓷砖 400mm ×250mm ; l 为中号瓷砖 255 mm &#

35、215;112mm ;m 为小号瓷砖 200mm ×60mm ;n 为特 小号瓷砖 145mm ×45mm ;o 为外墙涂料 。表 1 模型试件材料构成材料层 123456试件 1试件 2试件 3A 面 a b e g kB 面 a b e g lC 面 a +c b i nD 面 a b e g mE 面 a +c f e g nF a +d f e h j o 试件分 2次固定到振动台上 (试件 1及试件 2、 试件 3及试件 1 , 确定振动台与试件连接可靠后分 别进行试验 。 试件振动台连接见图 17。001建 筑 科 学 第 24卷 图 17 试件振动台连接图BD

36、COM S3552POE-24 以太网交换机硬件安装手册 灭：表示该端口不在供电状态。 在正常模式情况下： 指示灯常亮，该端口LINK正常 指示灯闪烁，该端口有数据收发。 - 16 - 3个试件分 2次进行试验 。试验从北京 8度设每级增加 011g , 共 5级 , 即 012g (1倍 、 013g (115倍 、 014g (2倍 、 015g (215倍 、 016g (3倍 材料破坏性最大 , ,次振动大于 5。,参考 建筑抗震设计规范 (G B 5001122001 中 第51114条描述的地震影响系数曲线分频段进行 。试验频 率 按 13倍 频 程 分 级 , 即 :0199、

37、1125、 1158、2100、 2150、 3113、 4100、 5100、 6130、 8100、 1010、 1215、1610、 2010、 3210H z 。图 18 正弦拍波2 试验结果试件 1经过了 10h 2个周期的振动试验 。 在第1个周期当加速度达到 015g 时 , 钢筋混凝土母体材料有部分脱落及裂缝产生 。 A 、 B 面上的保温材料及装饰层材料均无开裂 、 无损坏 、 无脱落 , 粘贴的大号瓷砖 、 中号瓷砖均无脱落松动现象 。试件 2经过了 5h 1个周期振动试验 。 到 015g 时 , 钢筋混凝土母体材料有部分脱落及裂缝 , 底盘架 连接处略有开焊 , 到 0

38、16g 时 , 试件 2底盘架连接处 开焊 。 C 面在 015016g 下出现钢丝网架切割聚苯 板的声音 , 试验后剖开试件发现聚苯板产生了一定 的破坏 , 组合浇筑聚苯板边角出现开裂 , 粘贴在单片 钢丝网架聚苯板面层上的特小号瓷砖无脱落松动现 象 , 但面层出现了少许裂纹 。 D 面上的保温材料及 装饰层材料均无开裂 、 无损坏 、 无脱落 , 粘贴的小号 瓷砖无脱落松动现象 。试件 3经过了 5h 1。 到 015g 时 , 。 E 15g, , 振动到 016g 时 , 单片钢丝网架聚苯板面层上 , 面层也未出现 裂纹 。 振动试验后 , F 面的无网聚苯板面层所抹胶 粉聚苯颗粒找平

39、材料及所刷涂料均无开裂 、 无损坏 、 无脱落 , 面层未出现破坏现象 。对抗震试验后的试件上的瓷砖进行拉拔试验 , 测得瓷砖胶粘剂的粘结强度为 0173MPa , 完全可以 满足粘贴瓷砖的要求 。使用相同的测试方法 , 对 Z L 胶粉聚苯颗粒复 合外墙外保温面砖系统进行抗震试验 , 结果是 :按 Z L 胶粉聚苯颗粒外墙外保温瓷砖系统抗震试验程 序 (2005 振动试验后试件均无开裂 、 无损坏 、 无脱 落 , 瓷砖无脱落损坏 , 满足 玻璃幕墙工程技术规范 (J G J 102296 中第 51113条及 建筑抗震设计规范 (G B 5001122001 中第 317条的要求 。3 结

40、果分析Z L 胶粉聚苯颗粒复合外墙外保温与建筑物墙 体的粘结能力好 , 抗震性能优 , 其柔性构造能够缓解 地震力对面层的冲击力 , 保温墙瓷砖胶粘剂的弹性 设定值比较适宜 , 可以控制瓷砖在罕遇强度等级地 震的振动作用下不开裂 、 不脱落 。 而且 , 选用孔径为 20mm ×20mm 镀锌钢丝网代替耐碱玻纤网格布 , 增 强其安全性和抗震能力 , 使得面层粘贴的瓷砖在罕 遇地震作用下也不会脱落 。 当在该系统上粘贴瓷砖 的最大荷载为 60kg m 2时 , 经过抗震试验后没有出 现问题 。 因此 , 在该系统面层上可以附加不大于 60 kg m 2的荷载 , 在楼层较低且无墙体扭

41、曲现象发生 处可以粘贴较大尺寸的瓷砖 。101第 2期 宋长友 , 等 :高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究 313 外墙外保温系统防火性能试验此部分内容可参见 外墙外保温系统防火试验 研究 系列文章 。4 工程应用实例1 南京世茂超高层建筑 :胶粉聚苯颗粒涂料饰面外墙外保温系统南京世茂外滩新城 5号住宅楼 , 工程位于南京 市下关区滨江带 , 纯剪力墙结构 , 分为 521、 522和 523共 3个单元 , 层数分别为 47、 50和 53层 。檐高 (不 含机房及水箱层 分别为 142m 、 151m 和 160m , 总 建筑面积为 78000m 2。 521单元的 5层以上 ,522

42、单 元的 6层以上和 523单元的 7层以上均采用胶粉聚 苯颗粒涂料饰面外墙外保温系统 。 外墙外保温工程 于 2006年 3月 5日开工 , 于 2006年 7月 30 保温设计符合建筑节能 50% 。图 19 南京世茂外滩新城 5号楼2 天津华琛散热器厂 :岩棉外墙外保温系统天津华琛散热器厂节能示范楼工程总建筑面积 为 3400m 2, 其中外墙外保温面积为 1700m 2, 由北 京振利高新技术有限公司负责提供全套 “岩棉外墙 外保温施工技术” 并提供施工技术指导 。该工程建 筑结构为框架加气混凝土砌块填充结构 , 外墙为 300mm 加气混凝土陶粒砌块 , 体形系数小于 013, 窗墙

43、面积比为 014。 工程作为天津地区居住建筑节能 65%的试点工程 , 外墙外保温设计为 “ 45mm 岩棉板 +20mmZ L 胶粉聚苯颗粒保温浆料 +5mm 抗裂砂浆复合耐碱玻纤网格布” 。从施工过程来看 , 以前采用钢钩型锚固件施工 ,不仅容易破坏岩棉板 , 而且由于岩棉纤维容易扎人 , 从而给施工带来麻烦 , 同时 , 钢钩型锚固件的销杆也 比较难抽出并安装固定好 , 这也给施工带来难度 。 后来采用先预固定岩棉板 , 后钻孔安装塑料膨胀锚 栓的方法锚固岩棉板 , 不仅使岩棉板少受破坏 , 而且 也降低了施工难度 。就该工程的应用情况而言 , 其 技术经济效益显著 , 见图 20。20

44、3 北京百子湾住宅小区 A1#楼 :胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板涂料饰面外墙外保温系统百子湾住宅小区 A1#楼外墙为现浇混凝土剪 力墙 , 外保温采用胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板涂料饰 面外墙外保温系统 , 墙体传热系数按 居住建筑节能设计标准(DB J 0126022A004 节能 65%要求设计 , 建 筑面积为 60000m 2。竣工时间为 2005年 9月 ,2005年 12月国家建筑工程质量监督检验中心对北京百 子湾住宅小区进行了节能检测 , 检测结果主体传热系数为 0159W (m 2 K , 符合国家标准和建筑设计的要求 , 该工程获得北京市 “ 长城杯” 奖 (见图 21 。4 北京滨都苑

45、 :胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统面砖饰面北京滨都苑工程位于朝阳区麦子店北路及农展馆西路道口 , 建筑地上 20层 , 建筑高度 61m , 总建筑 面积为 19043m 2, 分东西向和南北向 2座塔楼 , 平面形状呈 L 形 , 此工程外墙外保温系统为胶粉聚苯颗 粒贴砌聚苯板外墙外保温系统面砖饰面 , 面积约10000m 2。 目前外墙外保温工程已完成 (见图 22 。5 北京真武庙五里融泽府住宅楼 :聚氨酯硬泡喷涂复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统融泽府位于北京市西城区真武庙五里地区 , 总 建筑 面 积 为 62971164m 2, 其 中 地 上 建 筑 面 积 为 4674110

46、6m 2, 地下建筑面积为 16230158m 2, 该工程外墙外保温系统采用的是聚氨酯硬泡喷涂复合外墙 外保温系统 , 外饰面粘结面砖 。外墙外保温面积为201建 筑 科 学第 24卷第2期 宋长友 ,等 : 高层建筑耐火外墙外保温系统技术研究 103 振利高新技术有限公司负责提供全套 “聚氨酯喷涂 硬泡复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术” 并提 供施工技术指导 , 工程于 2003 年 6 月竣工 ( 见图 23 。 图 23 北京山水汇豪苑 7 北京建筑设计研究院高层宿舍楼 : 大模内置 复合无网聚苯板组合浇注涂料饰面系统 北京市建筑设计研究院宿舍楼是全国第 1 栋采 用无网聚苯板组合现浇混凝土的高层住宅工程 , 该 工程共 22 层 , 楼层总高度为 6415 m , 建筑面积为 2 16 170162 m ,工程于 2000 年 10 月竣工 ( 见图 24 。 图 24 北京市建筑设计研究院高层宿舍楼 图 21 北京百子湾住宅小区 A1 # 楼 图 22 北京滨都苑 2 18 200 m 。保温层采用 70 mm 喷涂硬泡聚氨酯复 合 30 mm 胶粉聚苯颗粒浆料找平 , 节能要求达到 65 %以上 ,属在建工程 。 6 北京山水汇豪苑 : 聚氨酯喷涂硬泡复合胶粉 聚苯颗粒外墙外