建筑外墻外保溫方法

丁學(xué)雷 張 強

0 引言

在這個時代,存在著一個巨大的矛盾。一方面,世界能源危機與環(huán)境惡化造成了人類生存的危機,迫使人們不得不采取相應(yīng)的措施;另一方面,以人為本,人性的復(fù)歸,使設(shè)計走向?qū)θ说男枨髽O力滿足,因而對舒適度等方面的功能要求大大增加,人們生活方式的改變,使我們對能源的消費有了更大的需求。怎樣協(xié)調(diào)解決這兩個方面的問題是目前無法回避的大問題。如果這個矛盾不能解決,長此以往,將嚴(yán)重影響世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。能源不足是世界性問題,也是制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要問題,節(jié)約能源已受到世界性的普遍關(guān)注。

目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,其中建筑使用過程能耗占了建筑總能耗的50%～55%。建筑節(jié)能成為關(guān)系人類命運的全球性課題。我們必須從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā),使建筑盡可能少得消耗不可再生資源,降低對外界環(huán)境的污染,并為使用者提供健康、舒適、與自然和諧的工作及生活空間。

我國的建筑節(jié)能工作任重而道遠。節(jié)約能源是我國的基本國策,建筑節(jié)能則是國家節(jié)能工作的重中之重。我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4,居耗能首位。近年來我國建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展,需要大量的建造和運行使用能源,尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。建設(shè)部門的統(tǒng)計表明,不僅現(xiàn)有近420億m2建筑中的99%為高耗能建筑,新建建筑中95%以上仍屬于高耗能建筑,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上。按照目前建筑能耗水平發(fā)展,到2020年,我國建筑能耗將達到10億t標(biāo)準(zhǔn)煤,超過2000年的3倍;空調(diào)高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個三峽電站滿負(fù)荷出力。由于我國主要以煤而不是以油、氣等優(yōu)質(zhì)能源作為主要能源消耗的國家,每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國,居世界第二,預(yù)計到2020年,中國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。因此,中國對于全球氣候變暖承擔(dān)著重大的責(zé)任,而作為耗能大戶的建筑,其節(jié)能也就成為關(guān)系國計民生的重大問題。國家建設(shè)部科技司研究表明,我國建筑耗能比例最終將上升至35%左右。因而,中華人民共和國《節(jié)約能源法》(1998年1月1日)規(guī)定:建筑物設(shè)計和建造應(yīng)當(dāng)依據(jù)有關(guān)法律、行政法規(guī)的規(guī)定,采用節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)、材料、器具和產(chǎn)品,提高保溫隔熱性能,減少能耗。

建筑物使用能耗主要由通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量構(gòu)成,其數(shù)值約占總耗熱量的3%～77%。在傳熱耗熱量中,外墻約占25%,改善墻體的傳熱耗熱將明顯提高建筑的節(jié)能效果。因此,對外墻進行構(gòu)造優(yōu)化對于建筑在構(gòu)造節(jié)能方面發(fā)揮作用,提高建筑節(jié)能的效率具有積極的意義。近些年,新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為確保實現(xiàn)節(jié)能50%的目標(biāo),不僅提高了對圍護結(jié)構(gòu)的保溫要求,而且考慮了抗震性,圈梁等周邊熱橋部位對外傳熱的影響,并要求外墻的平均傳熱系數(shù)符合規(guī)定,這樣,在單一材料的墻體中,只有加氣混凝土墻體才能滿足要求,發(fā)展高效保溫節(jié)能的復(fù)合墻體是墻體節(jié)能的根本出路。

在建筑中,外圍護結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍護結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個最重要的環(huán)節(jié),發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實現(xiàn)方式。

1 外墻外保溫技術(shù)的特點

1.1 建筑節(jié)能對外保溫系統(tǒng)的基本要求

1)外墻外保溫系統(tǒng)必須具有以下性能:a.基層正常變形應(yīng)不致造成系統(tǒng)中產(chǎn)生裂縫或空鼓;b.系統(tǒng)應(yīng)能長期承受自重而不產(chǎn)生有害的變形;c.系統(tǒng)應(yīng)能承受正、負(fù)風(fēng)壓和風(fēng)振的作用;d.系統(tǒng)應(yīng)能抵抗由溫度、濕度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力,在溫度、濕度等的作用下應(yīng)保持穩(wěn)定;e.系統(tǒng)在設(shè)防地震發(fā)生時不應(yīng)從基層上脫落。2)外墻外保溫系統(tǒng)防火性能應(yīng)符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定。高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)采取防火措施。3)外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)具有防雨水和地表水滲透性能,雨水不得透過保護層,不得滲透至任何可能對外保溫復(fù)合墻體造成破壞的部位。4)外墻外保溫系統(tǒng)各組成部分應(yīng)具有物理—化學(xué)穩(wěn)定性。所有組成材料應(yīng)彼此相容并應(yīng)具有防腐性。在可能受到生物侵害(鼠害、蟲害等)的地區(qū),外墻外保溫系統(tǒng)還應(yīng)具有防生物侵害性能。5)在正確使用和正常維護的條件下,外墻外保溫系統(tǒng)的使用年限應(yīng)不少于25年。

1.2 外墻外保溫體系的組成

1.2.1 保溫層

應(yīng)采用熱阻值高,即導(dǎo)熱系數(shù)小的高效保溫材料,其導(dǎo)熱系數(shù)一般小于0.05 W/(m?K)。根據(jù)設(shè)計計算,具有一定厚度,以滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對該地區(qū)墻體的保溫要求。此外,保溫材料的吸濕率要低,而粘結(jié)性能要好;為了使所用的粘結(jié)劑及其表面的應(yīng)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,尺寸變動時產(chǎn)生的應(yīng)力要小。為此,可采用的保溫材料有:膨脹型聚苯乙烯(EPS)板、擠塑型聚苯乙烯(XPS)板、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乙烯板應(yīng)用得較為普遍。

1.2.2 保溫板的固定

不同的外保溫體系,采用的固定保溫板的方法各有不同。有的是將保溫板粘結(jié)或錨固在基底上,有的為兩者結(jié)合,以粘結(jié)為主,或以錨固為主。將保溫板粘結(jié)在基底上的粘結(jié)材料多種多樣。在不同的體系中,此種粘結(jié)材料運到工地時的狀態(tài)有所不同:

1)成品膠漿,使用時不需添加其他任何材料,既不需要再行配料,也不用再進行攪拌;2)使用前需要添加其他物料(如水泥);3)單組分粉狀材料,用前需加水?dāng)嚢杈鶆?4)雙組分材料,施工時按配比攪拌均勻。

1.2.3 面層

薄型抹灰面層為在保溫層的所有外表面上涂抹聚合物粘結(jié)膠漿。直接涂覆于保溫層上的為底涂層,厚度較薄(一般為2mm～3mm)。內(nèi)部包覆有加強材料。加強材料一般為耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布,包含在抹灰面層內(nèi)部,與抹灰面層結(jié)合為一體,其作用為改善抹灰層的機械強度,保證其連續(xù)性,分散面層的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,避免應(yīng)力集中,防止面層出現(xiàn)裂紋。網(wǎng)格布必需完全埋入底涂層內(nèi),從外部不能看見,以使不致與外界水分接觸(因網(wǎng)格布受潮后,其極限強度會明顯降低)。不同的外保溫體系,面層厚度有一定差別。但總體要求是,面層厚度必需適當(dāng),薄型的一般在2mm～3mm以內(nèi)。如果面層厚度過薄,結(jié)實程度不夠,就難以抵抗可能產(chǎn)生外力的撞擊;但如果過厚,加強材料離外表面較遠,又難以起到抗裂的作用。

1.2.4 零配件與輔助材料

在外墻外保溫體系中,在接縫處、邊角部,還要使用一些零配件與輔助材料,如墻角、端頭、角部使用的邊角配件和螺栓、銷釘以及密封膏等(如丁基橡膠、硅膏等),根據(jù)各個體系的不同做法選用。

2 外墻保溫工程實例分析

2.1 工程概況

本工程為天泰時代?印象小區(qū),位于山東省青島市,氣候特征為溫帶季風(fēng)氣候,冬季最冷月平均氣溫為-5℃,夏季最熱月平均氣溫為26℃。小區(qū)中1號樓為地下1層,地上18層鋼筋混凝土剪力墻小高層,填充墻均為180厚輕質(zhì)加氣混凝土砌塊墻。外墻保溫設(shè)計采用TH硬泡聚氨酯噴涂外保溫。硬泡聚氨酯保溫材料的主要特點是:硬泡聚氨酯由于材料原因,保溫效果遠遠好于其他保溫材料;達到相同的保溫效果,所需的材料厚度較小,系統(tǒng)的重量比較輕;因為不需要掛件固定,特別適用于填充墻的保溫。

2.2 工程材料

本工程外保溫系統(tǒng)采用的主要材料有:TH建筑用界面處理劑、現(xiàn)噴硬聚氨酯、界面砂漿、TH聚合物砂漿、TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布、抗裂砂漿、水泥、石英砂,其主要技術(shù)指標(biāo)及儲運要求如下。

表1 TH建筑用界面處理劑主要技術(shù)指標(biāo) MPa

2.2.1 TH建筑用界面處理劑

主要技術(shù)指標(biāo):應(yīng)符合DBJ/T 01-40-98建筑用界面處理劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程規(guī)定要求(見表1)。

儲運要求:5℃～30℃條件下貯運,貯藏期為6個月,防曬,按非危險品辦理運輸。

2.2.2 現(xiàn)噴硬聚氨酯技術(shù)性能指標(biāo)

現(xiàn)噴硬聚氨酯技術(shù)性能指標(biāo)見表2。

表2 現(xiàn)噴硬聚氨酯技術(shù)性能指標(biāo)

2.2.3 界面砂漿技術(shù)性能指標(biāo)

界面砂漿技術(shù)性能指標(biāo)見表3。

表3 界面砂漿技術(shù)性能指標(biāo) MPa

2.2.4 TH聚合物砂漿抗裂性劑

TH聚合物砂漿抗裂性劑性能指標(biāo)見表4。

表4 TH聚合物砂漿抗裂性劑性能指標(biāo)

存運條件:5℃～30℃下貯存,貯存期6個月,防曬,可按非危險品辦理運輸。

2.2.5 TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布

TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布主要性能指標(biāo)一見表5。

表5 TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布主要性能指標(biāo)一

存運條件:貯存應(yīng)立碼,不宜平堆,通風(fēng)干燥條件貯運12個月,100 m/卷,可按非危險品辦理運輸,運輸中防滑、折、損壞。

2.2.6 抗裂砂漿保護層

表6 TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布主要性能指標(biāo)二

TH涂料耐堿玻纖網(wǎng)格布主要性能指標(biāo)二見表6。

2.2.7 水泥

強度等級32.5普通硅酸鹽水泥,水泥性能存運符合GB 175-9*9硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的要求。

2.2.8 石英砂

應(yīng)符合JGJ 92普通混凝土砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法細(xì)度模數(shù)的規(guī)定,含泥量少于3%,粒徑 2mm～3mm。

2.3 材料配置

2.3.1 TH建筑用界面處理砂漿的配制

TH建筑用界面處理劑∶中砂∶水泥按照1∶1∶1重量比,用砂漿攪拌機或手提攪拌器攪拌均勻。

2.3.2 TH聚合物砂漿的配置

先開機,將32.5號水泥300 kg倒入砂漿攪拌機內(nèi),然后倒入石英砂450 kg攪拌3 min～5 min后,再倒入攪拌3 min,攪拌均勻后倒出。該漿料應(yīng)隨攪隨用,在1 h內(nèi)用完,嚴(yán)禁人工攪拌。

2.3.3 TH抗裂砂漿的配置

TH抗裂砂漿:32.5號水泥300 kg,石英砂250 kg,膠140 kg,用砂漿攪拌機攪拌后,用手提攪拌器攪拌均勻。配置抗裂砂漿加料次序,應(yīng)先加入水泥、石英砂、膠攪拌均勻 3 min后倒出?？沽焉皾{不得任意加水,應(yīng)在1 h內(nèi)用完。

2.3.4 TH抗裂柔性膩子的配置

TH抗裂柔性膩子膠∶32.5硅酸鹽水泥=1∶0.5(重量比)用手提攪拌器攪拌均勻后使用,保證在1 h內(nèi)用完。

2.4 施工工藝流程

工序流程:基層墻體驗收→施工保護措施→復(fù)測基層平整度→噴涂16厚TH硬泡聚氨酯保溫漿料→保溫層驗收→抹聚合物砂漿和隨即抹壓涂塑耐堿玻纖維網(wǎng)格布→聚合物防護層驗收→刮抗裂柔性耐水膩子→面層裝飾層施工與驗收。

2.4.1 施工準(zhǔn)備

做好施工保護措施,噴涂聚氨酯污染工作面,影響現(xiàn)場文明施工。聚氨酯A,B料應(yīng)有好的保護防止包裝破壞。對在樓及攪拌棚周圍存放的材料,用苫布或細(xì)目安全網(wǎng)覆蓋。對門框在小推車的高度包裹鐵皮,防止門框破壞。

2.4.2 保溫施工作業(yè)的前提

外墻內(nèi)側(cè)面基層的垂直度和平整度應(yīng)符合現(xiàn)行國家施工及驗收規(guī)范要求并經(jīng)驗收符合下列要求:1)施工用腳手架必須搭設(shè)牢固方可施工;2)主體結(jié)構(gòu)的各種接縫應(yīng)提前做好處理;3)作業(yè)時環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃;4)施工時遺留在墻上的施工洞口,廢鋼筋應(yīng)提前處理完畢;5)墻面的暗線、線盒、預(yù)埋件應(yīng)提前安裝完畢,并應(yīng)考慮到保溫層厚度的影響。

2.4.3 保溫及其配套材料進入現(xiàn)場復(fù)檢要求

材料進入現(xiàn)場應(yīng)復(fù)檢的內(nèi)容:1)材料的合格證、檢測報告是否齊全,是否與所送材料配套。2)抽檢材料單位的重量體積與合格證標(biāo)明是否在合理誤差范圍內(nèi);檢查包裝有無破損;檢查材料是否在有效期限內(nèi)。

2.4.4 基層處理

墻面應(yīng)清理干凈、清洗油漬、清掃浮灰等;舊墻面松動、風(fēng)化部分應(yīng)剔除干凈;墻表面凸起物不小于10mm時應(yīng)剔除。

2.4.5 界面處理

界面拉毛用磙子滾、掃把拉、木抹子拔都可以,但在配合比上應(yīng)作調(diào)整,控制水泥與砂子的比例為1∶1,合理調(diào)整界面劑用量。拉毛不宜太厚,但必須保證所有的混凝土墻面都做到毛面處理。

2.4.6 調(diào)垂直、套方、彈控制線、做灰餅

彈出厚度控制線,做厚度灰餅,間隔小于2 m,兩灰餅之間拉通線,補充灰餅,使灰餅之間的距離(橫、豎、斜向)小于2 m,根據(jù)垂直控制通線做垂直方向灰餅。測量灰餅厚度,并作記錄,計算出超厚面積工程量?；绎灴捎脧U聚苯板裁成5cm×5cm粘貼,用水泥或其他干縮變形小的粘結(jié)材料粘結(jié)。

2.4.7 抹聚合物砂漿抗裂砂漿料

在保溫漿料和抗裂砂漿配置時間,攪拌需專人專職進行,以保證攪拌時間和加膠水量的準(zhǔn)確。在施工現(xiàn)場攪拌質(zhì)量可以通過觀察其可操作性、抗滑墜性、膏料狀態(tài)以及其濕度、密度等方面判斷。每次抹灰厚度2mm左右。

2.4.8 抹面聚合物砂漿

面層抹灰時,其平整度偏差不應(yīng)大于4mm,不能太厚,以2mm～3mm為宜,保溫面層抹灰時,用杠尺靠平,用抹子局部修補平整;待抹完保溫面層后,用抹子再趕抹墻面,用托線尺檢測后達到驗收標(biāo)準(zhǔn)。

聚氨酯保溫層施工的幾個注意事項:1)做好成品保護,防止噴涂聚氨酯污染;2)在施工噴涂后應(yīng)清理干凈樓地面,做好清掃污染部位的工作,嚴(yán)禁遺漏;3)門窗邊框與墻體連接應(yīng)預(yù)留出保溫層的厚度,縫隙應(yīng)分層填塞密實,并做好門窗表面的保護。窗戶經(jīng)驗收合格后方可進行聚合物砂漿抹灰施工,抹灰厚度包裹住窗框宜為10mm,注意保溫層到窗框內(nèi)側(cè)的距離一致(見圖1)。

2.4.9 劃分格線、門、窗滴水槽

在施工完成后,根據(jù)設(shè)計要求彈出滴水槽控制線,用壁紙刀沿線劃開設(shè)定的凹槽,槽深15mm左右,用抗裂砂漿填滿凹槽,將滴水槽嵌入凹槽與抗裂砂漿粘結(jié)牢固,收去兩側(cè)沿口浮漿,滴水槽應(yīng)鑲嵌牢固、水平。

2.4.10 聚合物施工

待聚氨酯保溫層完成,經(jīng)施工質(zhì)量驗收合格以后,即可進行聚合物砂漿抗裂層施工。

1)耐堿網(wǎng)格布長度不大于3 m,尺寸事先裁好,網(wǎng)格布包邊應(yīng)裁掉。2)抹聚合物砂漿時,厚度應(yīng)控制在2mm～3mm,抹完一定寬度應(yīng)立即用鐵抹子壓入另一側(cè),嚴(yán)禁干搭。陰腳處耐堿網(wǎng)格布要壓槎搭接,其寬度不小于50mm;陽角處也應(yīng)壓槎搭接,其寬度不小于200mm。網(wǎng)格鋪貼要平整,無褶皺,砂漿飽滿度達到100%,同時要抹平、找平,保持陰陽角處的方正和垂直度。3)首層墻面應(yīng)鋪貼雙層耐堿網(wǎng)格布,第一層應(yīng)鋪貼加強型網(wǎng)格布,鋪貼方法與上述方法相同,鋪貼加強型網(wǎng)格布時,網(wǎng)布與網(wǎng)布之間采用對接方法,然后進行第二層普通網(wǎng)格布鋪貼,鋪貼方法如前所述,兩層網(wǎng)格布之間抗裂砂漿應(yīng)飽滿,嚴(yán)禁干貼。4)聚合物砂漿抹完后,嚴(yán)禁在此層面上抹普通水泥砂漿腰線、口套線或刮涂剛性膩子,如:水泥膩子、石膏膩子。5)聚合物施工注意事項:a.在聚合物施工前,應(yīng)在窗框與保溫層之間放一預(yù)制長條薄板。其尺寸為厚3mm、寬5mm,待聚合物施工完后取出,留做窗戶注膠用。b.聚合物的平整度控制首先要求保溫層的平整度達到標(biāo)準(zhǔn),達不到平整質(zhì)量要求應(yīng)事先用保溫漿料找平;窗角、陰陽角等部位的加強網(wǎng)絡(luò)布應(yīng)用TH聚合物砂漿貼好,接著連續(xù)施工大墻面,掌握先施工細(xì)部,后施工整體,整片的耐堿網(wǎng)格布壓住分散的加強型耐堿網(wǎng)格布的原則;在耐堿網(wǎng)格布搭接時,應(yīng)將底層耐堿網(wǎng)格布壓入抗裂砂漿,后隨即壓入聚合物砂漿和面層耐堿網(wǎng)格布。施工作業(yè)面上應(yīng)準(zhǔn)備一些未拌和的抗裂劑料,在耐堿網(wǎng)格布無法壓入聚合物砂漿時,可用掃把等工具在墻面上拋灑一些聚合物料,使其濕潤,并使聚合物砂漿不粘抹子,隨拋隨抹。

2.5 質(zhì)量驗收

2.5.1 施工檢測控制點

1)基層處理。要求墻面清洗干凈,無浮土,無油漬、空鼓及松動,風(fēng)化部分剔掉,界面拉毛均勻,粘結(jié)牢靠。2)TH聚合物每遍的厚度控制(≤3mm)與平整度控制。要求達到設(shè)計厚度,無空鼓、無開裂、無脫落,墻面平整,陰陽角、門窗洞孔垂直、方正。3)聚合物的厚度控制?？沽焉皾{厚度為3mm～4mm,墻面無明顯接槎、無明顯抹痕,墻面平整,門窗洞口、陰陽角垂直、方正。

2.5.2 應(yīng)用TH硬泡聚氨酯噴涂外保溫應(yīng)用效果

1)保溫效果。通過對比同類建筑物,冬季在不采暖的條件下,室內(nèi)平均溫度在10℃左右,比不采用保溫技術(shù)的建筑物高5℃～8℃。冬季采暖條件下,室內(nèi)溫度在23℃左右,而同類不采用保溫技術(shù)的建筑物,室內(nèi)溫度在18℃左右,保溫效果比較明顯。2)外墻裂縫控制效果,通過近3年的觀察,外墻裂縫控制較好,墻面無明顯裂紋,通過調(diào)查物業(yè)公司,用戶沒有反應(yīng)有墻面滲漏現(xiàn)象。

3 結(jié)語

建筑節(jié)能政策的推動急需節(jié)能手段與工具上的大力配合與支持,在外墻外保溫施工技術(shù)與產(chǎn)品方面,亟待開發(fā)符合國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)特點的、符合中國國情的成套技術(shù)。發(fā)展外墻外保溫高效技術(shù),不僅可使居住建筑的熱環(huán)境得到明顯改善,而且可以使建筑空調(diào)和采暖能耗有明顯降低,保證在人民居住舒適水平提高的基礎(chǔ)上,建筑能耗不進一步提高。為建筑節(jié)能實現(xiàn)跨越式發(fā)展創(chuàng)造條件。因此,大力發(fā)展外墻外保溫技術(shù)勢在必行。

我國外墻外保溫技術(shù)的發(fā)展,必將是多種技術(shù)互相學(xué)習(xí)、相互滲透、彼此競爭和共同提高的過程;也是企業(yè)在競爭中不斷壯大、不斷淘汰和逐步實現(xiàn)外墻外保溫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；倪^程。亟待進一步加強外墻外保溫技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)研究,開發(fā)符合國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)特點的、符合中國國情的外墻外保溫成套技術(shù),實現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的高性能化及產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化。既要在建筑節(jié)能水平上趕超世界先進國家,又要適應(yīng)中國特色的建筑市場,促進外墻外保溫技術(shù)在中國更好更快的發(fā)展。

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