外墙外保温技术在建筑中的应用

外墙外保温技术在建筑中的应用

现在中国的大多数城市都有大量的楼栋楼和建筑。未来几年将建设大量的高层大楼，以满足中国经济发展的需要。当今世界,由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑物的保温也在日益加强,其中又以外墙外保温的发展最为迅速。尽管在16世界就已有外墙外保温技术出现,但只是在1973年世界性的石油危机以后,外墙外保温技术才在许多国家得到了长足的发展。现在,在一些发达国家,往往有好几十种外墙外保温体系争奇斗艳,逐鹿市场,使保温效果越来越好,建筑质量日益提高。对外墙进行保温,无论是外保温、内保温还是夹心保温,都能够使冷天外墙内表面温度提高,使室内气候环境有所改善。然而,采用外保温则效果更加良好。其原因是:(1)外保温可以避免产生热桥。在寒冷的冬天,热桥不仅会造成额外的热损失,还可能使外墙内表面潮湿、结露,甚至发霉和淌水,而外保温则可以不存在这种问题。由于外保温避免了热桥,在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了热能。(2)在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓,室温较为稳定,生活较为舒适;也使太阳辐射得热、人体散热。家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能。而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室外高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见,外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。(3)室内居民实际感受到的温度,既有室内空气温度又有围护结构内表面温度的影响。这就证明,通过外保温提高外墙内表面温度,即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境。由此可见,在加强外保温、保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少采暖负荷,节约热能。(4)由于采用外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护。室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。(5)我国目前许多住户在住进新房时,大多先进行装修。在装修时,房屋内保温往往遭到破坏。采用外保温则不存这个问题。外保温有利于加快施工进度。如果采用内保温,房屋内部装修、安装暖气等作业,必须等待内保温做好后才能进行。但采用外保温,则可以与室内工程平行作业。(6)外保温适用范围十分广泛。既适用于采暖建筑,又适用于空调建筑;既适用于民用建筑,又适用于工业建筑;既可用于新建建筑,又可用于既有建筑;既能在低层、多层建筑中应用,又能在中高层和高层建筑中应用。正是由于存在着上述一系列优越性,加上我国外墙主体基本上采用重质材料这个有利条件,在学习引进国外多种外墙外保温体系的基础上,中国外墙外保温技术近几年得到了迅速的发展。1外墙保温板的应用现有的建筑保温材料,常用的有:膨胀型聚苯乙烯板、挤塑型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以膨胀型聚苯乙烯板应用得较为普遍。聚苯乙烯板又名泡沫板、EPS板是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒,经加热预发后在模具中加热成型的白色物体,其有微细闭孔的结构特点,主要用于建筑墙体,屋面保温。其优点是具有非常好的几何稳定性、保温性、密度小、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。缺点是防火性能差。遇到火灾发生时,没有良好的耐高温性,燃烧时放出大量有毒的气体,并且发生熔融现象。对于高层建筑如果发生熔融现象,熔融的聚苯乙烯板材将完全失去机械强度,外墙表面的瓷砖等装饰材料将要进行脱落。高空脱落的瓷砖等建筑材料,对于消防人员靠近楼体进行灭火造成了极大的困难,从而错过最佳的灭火时机。因此聚苯乙烯板对于高层建筑而言存在严重的火灾安全隐患。具有防火、耐高温性能的岩棉、玻璃棉保温材料成为了高层建筑的理想外墙保温材料,其中岩棉保温材料又因为质轻、价廉、吸声、化学稳定性好等优点,被大量的应用到了高层建筑的外墙保温材料领域。岩棉纤维经适量的粘合剂定型后,形成了保温材料(多为板状),用挂钩、插销或螺钉等固定在外墙龙骨上。龙骨可用金属型材制成,锚固在墙体外侧。与基层墙体牢固结合,是保证外保温层稳定性的基本环节。对于新建墙体,其表面处理工作一般较易做好,但对于既有建筑,必须对其面层状况进行认真的考察检查。如果面层存在疏松、空鼓情况,必须认真清理,以确保保温层与墙体紧密结合。保温板用粘结剂或机械锚固件固定时,必须满足所在地区、所处高度及方位的最大风力,以及在潮湿状态下保持稳定性。粘结剂必须是耐水的,机械锚固件应不致被腐蚀。但是,外保温墙体的表面,其中包括面层、接缝处、孔洞周边、门窗洞口周围等处,不可避免的存在雨水进入内部的危险。国外许多工程的实践证明,多孔的面层或者面层中存在缝隙,在雨水渗入和严寒受冻的情况下,容易遭受冻坏。因此有必要对岩棉进行防水处理,防止雨水进入岩棉纤维内部造成不良影响。2硅醇防水剂的高效防水机理甲基硅醇钠是一种无色透明水溶液,工业产品中含有少量杂质也呈浅黄色,无毒、不燃、不爆、不挥发、无刺激性气味,固体含量一般为32%,比重1.23,pH为碱性,可与水混溶,对环境无污染,喷刷在喷涂、滚涂、刷涂等外墙饰面上,有憎水、延缓污染、防风化等效果,对钢筋无腐蚀,且具有微膨胀作用,能补偿砂浆和混凝土的收缩性等特点。能提高饰面的耐久性。有机硅醇防水剂,在硅酸盐建筑材料中的防水机理:有机硅醇防水剂的主要成份是甲基硅醇钠,在水和二氧化碳作用下,生成甲基硅醇。上述反应生成的硅醇基(→Si-OH)很活泼,一方面能进一步反应,缩合成高分子化合物-网状有机硅树酯膜(体型结构具有憎水性)。另一方面由于硅酸盐建筑材料表面含有很多硅醇基,这些硅醇基能与防水剂的硅醇基反应脱水交联,而使其表面键合上烃基,从而使其结构完全同于有机硅树脂,降低表面张力,使水的接触角增大105℃左右,实现“反毛细管效应”,即形成所谓憎水层,这就是有机硅醇防水剂具有高效防水作用的原因。但这并不损害硅酸盐建筑材料的多孔结构,也不妨碍其透气性。同时硅树脂与水泥水化反应,它填塞了砂浆的微孔和毛细孔,增加了砂浆的密度和抗渗性。由于这些甲基硅树脂高分子聚合物具有较高的塑性强度,可以减少砂浆的干缩裂缝、减少收缩应力,提高砂浆的抗裂性。此外由于它分散应力,可防止应力集中,改善砂浆的界面效应和塑性。综合改善砂浆的抗拉性能。有机硅醇防水剂在非硅酸盐建筑材料中的防水机理:因水溶性甲基硅醇钠具有碱性和离子的特征,它可以从非硅酸盐材料-石灰石(CaCO3)中浸出少量碳酸盐离子,然后再发生取代反应生成化学键,甲基硅醇钠中甲基(CH3)键合到了石灰石表面,从而使石灰石表面有憎水性,也同样产生防水效果。甲基硅醇钠的高效防水作用机理是在水和二氧化碳作用下,生成甲基硅醇,甲基硅醇自身进一步缩合,并与结构材料起化学反应,在基材表面生成一层几个分子厚的不溶性的防水高分子化合物--网状有机硅树脂膜。这种树脂膜具有防水,防潮,防渗,通气性,抗老化性,抗污染性和耐候性等优点,广泛用于混凝土,水泥砂浆,防水涂料等领域中,使建筑物不受风化或减少风化作用,从而延长建筑物的使用寿命。3岩棉土、土、水、材料的吸水性能取等量岩棉纤维,分为三份,分别记作A、B、C试样。A试样作为空白试样,不加任何粘合剂。B试样添加适量粘合剂,将岩棉与粘合剂混合均匀,干燥、固化完成后,成块状。C试样添加粘合剂和甲基硅醇钠试剂,可将岩棉纤维充分浸泡在甲基硅醇钠试剂中数分钟,取出,再与粘合剂混合均匀;或者将甲基硅醇钠试剂与粘合剂按1︰1体积比进行混合,再将混合液与岩棉纤维混合均匀,干燥、固化完成后,成块状。将A、B、C三个试样同时投入水中。A试样:水能够充分、迅速进入岩棉纤维内部,占据岩棉纤维间隙的空间,造成充满的状态。由于岩棉纤维的密度比水大,所以,A试样迅速沉入水底。说明在有雨水或雪融水存在的情况下,岩棉纤维具有吸水性。吸水后的岩棉将不再具有保温作用,另外墙体常时间处于潮湿状态下也会发生霉变。如遇低温天气,发生结冰,对墙体还要发生冻坏现象,严重影响墙体的美观和机械强度。所以岩棉中不添加任何粘合剂和做防水措施,将不能完成建筑物的保温作用。B试样:有少量水分进入保温块内部,B试样缓慢沉入水底。经24h已后,B试样状态发生变化,由原来的块状(具有一定的机械强度),变成泥状,基本失去机械强度。这说明,该保温块如果遇到常时间降雨天气,与水常时间接触,将影响其强度,有造成墙体外层脱落的危险。C试样:由于甲基硅醇钠缩合成高分子化合物-网状有机硅树酯膜,使得保温块具有一定的憎水性,使水的表面张力降低,产生反毛细管效应,水分不能进入岩棉纤维内部。C试样漂浮于水面上。将C试样按入水中,将外力撤去之后,C试样又浮到水面。重复按入水中多次,均能上浮到水面。经120h的水中浸泡,C试样仍然能浮在水面上。这说明甲基硅醇钠在岩棉保温材料中起到了良好的防水作用。另外,对C试样置于酒精灯的火焰上,进行燃烧试验,C试样也不发生变化。这进一步说明岩棉+粘合剂+