外墻外保溫技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

姜雅峰 胡建軍 劉開平

隨著建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,建筑耗能總量及其所占比例在不斷增長,建筑節(jié)能勢(shì)在必行。建筑能耗主要包括建筑材料的生產(chǎn)和運(yùn)輸能耗、建筑物建造能耗、建筑物日常使用過程中所消耗的能源等。其中建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外界換熱耗能在建筑耗能中占有很大的比例。因此,在建筑外墻中合理利用保溫技術(shù)和保溫材料是建筑節(jié)能的重要選擇之一。

1 外墻保溫技術(shù)的分類

建筑外墻節(jié)能保溫技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類,其中內(nèi)保溫的做法是將保溫材料復(fù)合在外墻內(nèi)側(cè)。較為常用的內(nèi)保溫材料有：增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、膠粉聚苯顆粒保溫料漿等。內(nèi)保溫施工一般為干作業(yè),可加快施工進(jìn)度,提高生產(chǎn)效率,其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：1)對(duì)飾面和保溫材料的防水性、耐候性等技術(shù)指標(biāo)的要求不高,取材方便。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求。2)施工方便,不需搭設(shè)腳手架。但是,在多年的工程實(shí)踐中,內(nèi)保溫系統(tǒng)逐漸暴露出如下弊端：1)由于材料、構(gòu)造、施工等原因,墻體飾面層容易出現(xiàn)開裂;2)不便于用戶二次裝修和吊掛飾物,且占用室內(nèi)空間;3)由于圈梁、樓板、構(gòu)造柱等會(huì)形成熱橋,熱損失較大;4)對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造時(shí),對(duì)居民的日常生活干擾較大。從以上綜合考慮,內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性,決定了其被外保溫所取代。

2 外墻外保溫技術(shù)

2.1 外墻外保溫技術(shù)的優(yōu)越性

外墻外保溫的做法是將保溫材料復(fù)合在建筑物外墻外側(cè),其與內(nèi)保溫相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)保護(hù)墻體結(jié)構(gòu),延長建筑物使用壽命。由于外保溫墻體的保溫層置于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè),減小了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力,減輕了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕,避免了雨、雪以及凍融、干濕循環(huán)對(duì)墻體結(jié)構(gòu)造成的破壞。2)基本消除了熱橋的影響。外保溫復(fù)合墻體既可以防止熱橋部位產(chǎn)生結(jié)露,又可以消除熱橋造成的熱損失,節(jié)約了能源。3)墻體潮濕情況基本得到改善。一般情況下,內(nèi)保溫復(fù)合墻體須設(shè)置隔氣層,而采用外保溫時(shí),由于蒸汽滲透性高的主體結(jié)構(gòu)材料位于保溫層的內(nèi)側(cè),因此只要保溫材料選材適當(dāng),在墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象,故無需設(shè)置隔氣層。同時(shí)采取外保溫措施后,結(jié)構(gòu)層整個(gè)墻身的溫度有所提高,可進(jìn)一步改善墻體的保溫性能。4)有利于室溫保持恒定。由于外保溫復(fù)合墻體蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè),當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí),墻體結(jié)構(gòu)層能夠吸收或釋放熱量。5)便于既有建筑物的節(jié)能改造。與內(nèi)保溫復(fù)合墻體相比,采用外保溫復(fù)合墻體方式對(duì)既有建筑物進(jìn)行節(jié)能改造時(shí),最大的優(yōu)點(diǎn)是用戶無需臨時(shí)搬遷,基本不影響用戶的室內(nèi)活動(dòng)和正常生活。6)避免了裝修對(duì)保溫層的破壞。7)增加了建筑物的使用面積。由于外保溫技術(shù)所用保溫材料置于墻體的外側(cè),其保溫、隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫,故可使主體結(jié)構(gòu)墻體減薄,從而增加建筑物的使用面積。

2.2 外墻外保溫技術(shù)簡介

2.2.1 外掛式外保溫技術(shù)

1)采用粘結(jié)砂漿將保溫材料貼在外墻,然后抹抗裂砂漿,壓入耐堿纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層,最后再涂抹面層。2)用專用的固件將保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上,作為裝飾面。但是這兩種方式安裝費(fèi)時(shí),工作性差,且施工占用主導(dǎo)工期,待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí),還需注意加強(qiáng)施工人員的安全防護(hù)。這種保溫技術(shù)主要適用于現(xiàn)在建筑的節(jié)能改造。

2.2.2 聚苯板與墻體一次澆筑成型

該技術(shù)是在墻體模板內(nèi)鋼骨架外側(cè)安裝聚苯板,澆筑混凝土拆模后,聚苯板便與結(jié)構(gòu)墻體澆筑在一起,最后在聚苯板上抹抗裂砂漿并壓入耐堿網(wǎng)格布。同外掛式保溫技術(shù)相比,解決了施工占用主導(dǎo)工期,施工人員的安全等問題,但是該技術(shù)施工時(shí)聚苯板拼縫要嚴(yán)密,板面要平整,澆筑混凝土?xí)r要均勻連續(xù),以防止出現(xiàn)聚苯板錯(cuò)槎、后序施工困難、保溫效果不佳等問題。其次,內(nèi)置的聚苯板采用了鋼絲網(wǎng)架,造價(jià)較高,且鋼絲網(wǎng)架具有較高的導(dǎo)熱性,會(huì)嚴(yán)重影響墻體的保溫效果。

2.2.3 硬泡聚氨酯板外墻外保溫技術(shù)

一類是采用聚合物砂漿膠粘劑將聚氨酯板粘結(jié)在墻體外側(cè),然后在聚氨酯板表面抹抗裂砂漿并壓入耐堿網(wǎng)格布,形成保護(hù)層,最后再涂抹飾面層。另一類是在墻面上現(xiàn)場(chǎng)涂刷聚氨酯防潮底漆和噴涂聚氨酯硬泡保溫層,涂刷聚氨酯界面砂漿,并抹膠粉EPS顆粒保溫漿料找平層,最后在表面做玻纖網(wǎng)增強(qiáng)抗裂砂漿薄抹面層和飾面層,該技術(shù)又被稱為現(xiàn)場(chǎng)噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫技術(shù)。聚氨酯板自身導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫隔熱性能好,有較好的阻燃性能,施工簡單方便。同時(shí)硬質(zhì)聚氨酯泡沫屬憎水材料,吸水率低,抗水蒸汽性好,閉孔率達(dá)95%以上,是結(jié)構(gòu)致密的微孔泡沫材料,不易透水,整體性好,因此防水效果好,不會(huì)因吸潮而增大導(dǎo)熱系數(shù),是實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%的一種理想的外墻外保溫技術(shù)。但由于聚氨酯板造價(jià)高,市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)低,因此應(yīng)從配方、原料、工藝和制造等方面加大研發(fā)力度,實(shí)現(xiàn)聚氨酯板外墻外保溫技術(shù)在國內(nèi)建筑節(jié)能行業(yè)的實(shí)質(zhì)性應(yīng)用。

2.2.4 礦物棉噴涂保溫技術(shù)

該技術(shù)是在墻體外側(cè)噴刷粘結(jié)劑形成粘結(jié)層,然后在粘結(jié)層噴涂礦物棉保溫材料(含礦棉渣、巖棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等),最后鋪設(shè)護(hù)面層和飾面層。由于礦物噴涂棉為無機(jī)不燃材料,平均溫度25℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)小于0.044 W/(m?K),其熱穩(wěn)定性好、無化學(xué)污染,具有絕熱、吸聲和防火性能。噴涂施工尤其適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)、異形結(jié)構(gòu)和有防火要求的建筑墻體。

2.2.5 泡沫玻璃外墻外保溫技術(shù)

泡沫玻璃外墻外保溫是由泡沫玻璃保溫層、粘結(jié)劑、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、抹面砂漿、抗裂柔性耐水膩?zhàn)蛹巴苛系冉M成。采用粘結(jié)固定方式與基層墻體連接,也可輔有錨栓或金屬托架固定。建筑保溫泡沫玻璃材料是以廢平板玻璃和瓶罐玻璃為原料,經(jīng)高溫發(fā)泡成型的多孔無機(jī)非金屬材料,具有良好的防火、防水、耐腐蝕、無毒、無放射性、機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),但相對(duì)于聚氨酯板、礦物棉保溫材料,其導(dǎo)熱系數(shù)過大,因而還需進(jìn)一步加強(qiáng)性能改進(jìn)研究。

3 結(jié)語

在我國節(jié)能保溫政策的推動(dòng)下,外墻保溫技術(shù)得到快速地發(fā)展。但目前所使用的外墻外保溫技術(shù)與我國墻體保溫節(jié)能的需求還有很大差距。例如：保溫技術(shù)、保溫材料創(chuàng)新能力不高,對(duì)新技術(shù)和新產(chǎn)品的研發(fā)相對(duì)滯后;保溫材料的品種較少,很難滿足不同氣候地區(qū)和日益擴(kuò)大的建筑市場(chǎng)的需求;甚至為追求利潤,對(duì)保溫材料偷工減料,從而使工程質(zhì)量下跌等,嚴(yán)格制約著我國的節(jié)能環(huán)保政策的真正落實(shí)。因此提出如下建議：1)國家應(yīng)加強(qiáng)對(duì)保溫技術(shù)和保溫材料的科研力度,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的高性能化和產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化。2)保溫材料在設(shè)計(jì)上,應(yīng)考慮生產(chǎn)、施工的實(shí)際因素,防止因脫節(jié)而不能達(dá)到應(yīng)有的效果。3)加大對(duì)保溫技術(shù)、材料等知識(shí)的宣傳,使人民群眾進(jìn)一步了解建筑節(jié)能,讓建筑節(jié)能不僅僅成為材料生產(chǎn)、施工和開發(fā)商的責(zé)任;同時(shí)也可以利用人民群眾的監(jiān)督作用,來確保施工質(zhì)量。

[1] JGJ 144-2004,外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 郭 瑩.外墻內(nèi)、外保溫技術(shù)在建筑節(jié)能住宅中的作用[J].建筑技術(shù)開發(fā),2002(2)：46-48.

[3] 李 薇.談外墻外保溫技術(shù)的特點(diǎn)[J].黑龍江科技信息,2008(2)：213.

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