外墙保温技术的发展与节能材料的革新

外墙保温技术的发展与节能材料的革新

在建筑中，外围护结构的消耗极大，外围护结构的墙体比例很大。据有关机构测试,住宅能耗中墙体如果不做保温处理约占50%,如果进行保温处理约占10%~15%。可见,墙体保温是建筑节能的重要一环。目前我国外墙保温技术发展很快,外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们的重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。外墙保温措施墙体保温经历了外墙内保温、夹心保温和外墙外保温的发展历程。尽管目前外保温做法的工程造价要略高于内保温做法,但若以性能价格比衡量,外保温优于内保温,这一点已经通过大量工程实践让各设计、施工单位和开发商逐渐形成共识。近年新建的住宅工程,采用外保温的已超过50%,外保温复合墙体已成为墙体保温方式的发展方向,特别是在严寒地区,其优越性更加突出。外墙保温是将保温材料放在主体结构的外部,减少了外界温度、湿度、紫外线对墙体的影响,既可以减少主体结构的热应力,又对主体结构起保护作用,从而延长了其耐久性,故比内保温和夹心保温更科学。同时,由于保温材料贴在墙体的外侧,可使主体结构墙体减薄,从而增加了住户的使用面积。采用外墙保温在避免“热桥”方面比内保温和夹心保温都有利,如在内外墙交界处、外墙与楼板、外墙板、外墙角、构造柱、框架梁、框架柱、门窗洞口以及屋顶与外墙交界处所产生的“热桥”。据统计,低层房间“热桥”附加热负荷占总热负荷的23.7%;中间房间占21.7%;顶层房间占24.3%,可见“热桥”影响还是较大的。“热桥”对内保温和夹心保温而言,几乎难于避免,而对外墙保温既可防止“热桥”部位产生的凝结水,又可消除“热桥”造成的额外损失。经计算,在厚度为370mm砖墙内保温的条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数比主体部位传热系数增加10%左右,在厚度240mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”能使墙体平均传热系数比主体部位传热系数增加51%~59%;而在厚度为240mm转墙外保温条件下,这种影响仅占2%~5%。由于基本消除了“热桥”的影响,还节约了保温材料用量。一般情况下,为了防止冷凝现象,内保温须设置空气层,而采用外保温时,由于蒸汽渗透阻高的主体结构材料处于保温层的内侧,用稳定传湿理论进行冷凝分析,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置空气层,在饰面层质量保证的情况下,保温材料不会受潮而降低其保温效果。同时,由于采用外墙保温措施后,结构层的整个墙身温度提高了,降低了它的含湿量,因而进一步改善了墙体的保温性能。采用外墙保温之后,墙体的热惰性也随之增大,由于结构层墙体的温度与室外空气温度相接近,当室外空气温度上升或下降以及室内受到不稳定热作用时,墙体能够吸收和释放能量,有利于室温稳定。此外,加气混凝土砌块、空心砌块、轻骨料混凝土、木结构等,其气密性能较差,采用外保温方式,则可大大提高墙体的气密性能,从而达到进一步节约能源的目的。与内保温相比,采用外墙保温方式对旧房进行节能改造,其最大的优点之一是无需临时搬迁,不影响居民的内部活动和正常生活。此外,当需要进行二次装修时,内保温墙体也受到较大的限制。外墙保温板体系大量工程实践证明,目前普遍采用的外墙保温相对较好的墙体保温技术,但是,由于我国墙体保温材料发展起步晚,技术水平低,低档产品多,现场湿作业量大,施工工艺复杂,可供用户选择的品种少,无法满足绿色节能建筑和社会可持续发展的要求。因此,引进、研发技术含量高的保温墙体材料势在必行。我国现阶段比较成熟的外墙保温做法主要有:第一种,聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外保温技术。采用粘接砂浆或者是专用的固定件,将聚苯乙烯泡沫塑料板固定在外墙上,然后抹聚合物抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成加强保护层,最后加做装饰面层。第二种,现浇混凝土模板内置保温板体系。针对现浇混凝土外墙开发的。在结构施工时把保温板(聚苯板)放在外模板内侧,保温板与墙体混凝土接触的一面预先加工出凹槽,以便与墙体更紧密的结合。由于保温层施工与结构浇筑同时完成,可节省粘结剂,缩短部分工期,并与基层墙体有可靠的连接。第三种,胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙保温技术体系。它以聚苯颗粒保温浆料作为保温层,采用机械喷涂或手工抹灰,面层再以玻纤网格布增强抗裂砂浆做保护层。施工简便,能适应建筑体型复杂或曲面墙体保温施工。第四种,干挂外墙保温技术。在外墙表面做好防水层,然后安装专用的龙骨和固定件,将岩棉、玻璃丝棉、聚苯乙烯板等保温板固定在外墙上,将铝板、天然石材、墙体砖等饰面材料外挂在龙骨挂件上,形成饰面层。目前,前三种体系的工程量大概占我国建筑墙体外保温工程的80%以上。这几种体系虽然保温效果好于内保温,但要达到现阶段和我国建筑节能长期目标仍有一些差距。第四种外墙保温做法中提到的岩棉是一种性能良好的高效保温材料,岩棉板的密度为80~200kg/m岩棉外墙外保温是选用岩棉板作为保温层,将其设置在外墙结构层的外侧,以达到墙体保温效果的一种建筑物保温系统。这种构造的复合墙体要求岩棉板具有一定的抗压和抗拉强度,在结构层上依附牢靠,保温层外的保护层应具有一定的抗冲击、抗裂及防水性能,并具有较好的装饰效果。欧洲20世纪70年代末首先开始采用岩棉外墙外保温系统,经过几十年的发展和实践经验证明,岩棉外墙外保温系统凭借其高透气性、高防火性能、高隔音吸声性能,得到越来越广泛的应用。它不仅用于新建建筑的保温隔热,也广泛地用于既有建筑的节能改造。在我国,岩棉外墙外保温技术经过多年的研究和实践,也已积累了不少成功的经验。抗裂材料的施工方案岩棉外保温墙体是由功能分明的墙体结构层、保温层、保护层及饰面层四部分组成,做好外保温墙体的主要技术关键是:第一,保温层与结构层以及保温层与保护层的连接方式。保温层、保护层与结构层的连接方式,目前有以下几种:(1)连杆托架;(2)斜连杆托架:(3)长螺杆;(4)粘结剂。上述四种连接方式各有特点,但综合比较,前三种施工比较麻烦而第四种方案还涉及粘结强度和耐久性等问题,为此建议采用以下四种较简便的方案:(1)射钉方案;(2)膨胀螺栓方案;(3)预埋钢筋或塑料筋方案;(4)粘、钉结合方案。这几种方案不仅施工方便,而且也有较好的耐久性。第二,防止和消除保护层和饰面层出现裂缝,研究减少保护层应力集中和收缩应力的措施。保护层和饰面层出现裂缝主要有如下几种原因:(1)保护层与保温层的粘结强度较低或出现空鼓;(2)保护层和饰面层收缩变形较大,导致产生裂缝;(3)由于门窗洞口处应力集中,导致保护层和饰面层出现裂缝。针对上述产生裂缝的几种主要原因,宜采取以下几种防裂措施:(1)采用钢丝网或采用钢丝网夹心岩棉板增强层,一方面钢丝网可以增强结构层与保温层和保护层的连接,另一方面还可以分散保护层和饰面层的收缩应力和应力集中,从而达到减少和防止出现裂缝的目的。在墙体容易产生裂缝的部位还需采取局部设置加强网措施。(2)采用粘结强度较高、收缩变形小且具有一定弹性的微膨胀防裂砂浆或聚合砂浆。由于岩棉板质地较软,故防裂砂浆厚度以25mm~30mm为宜。(3)将保护层进行分块留缝并做好嵌缝防水处理,以便减少收缩和温度应力。第三,解决好保护层与饰面层耐候性。可以采用两种方法,一