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

在国外，节能被列为除煤炭、石油、天然气和能源外的第五能源。西方发达国家在20世纪40年代,前苏联、东欧在20世纪60年代,完成了建筑围护结构材料的改造,形成各种轻质、节能、高效保温的建筑材料工业。我国自1988年第一届全国墙体材料革新与建筑节能工作会议在哈尔滨召开以来,全国各地纷纷出现了各种各样的节能材料及节能结构。外墙是住宅外围护结构中面积最大的部分,是热量损失的主源,因此外墙的节能改造是住宅节能的重点。在外墙的节能改造中,保温复合外墙板的使用越来越受到人们的重视。保温复合外墙板,是指在外墙的内侧、外侧或中间部位复合一层或几层保温(隔热)材料,以此达到节能效果的外墙板。目前,全国已建造的约8000万m2节能住宅中,有90%左右采用外墙内保温,5%左右采用单一材料做外墙,2%左右采用外墙外保温,另外,3%左右采用夹芯墙体。1石膏板墙体的湿度外墙内保温多采用聚苯乙烯泡沫塑料、岩(矿)棉、玻璃棉等与石膏板复合,或在外墙内侧涂抹复合硅酸盐绝热涂料,施工技术相对简单。采用石膏板时,施工环境要求湿度不得大于70%,砌筑墙体的含水率不得大于18%,在施工过程中温度和湿度不得有急剧的变化。外墙内保温最大的缺点是,不能阻断梁、横墙与柱子、墙体中形成的热桥,因而不可能杜绝由于热桥的存在而带来的热损失;热桥存在的另一隐患是冷凝,冷凝会引起绝热层与主墙体剥离、开裂。外墙内保温适合于气候条件不太恶劣的黄河以南的非采暖地区。2外墙保温效果北京市建委提出北京“十五”期间建筑节能的主要目标:(1)新建住宅执行现行建筑节能设计标准,执行率要达到100%(不包括农村自建住宅);(2)发展建筑外墙外保温技术,到2005年,采用外墙外保温技术建造的新建居住性建筑,占当年居住建筑竣工量的50%。由此可以看出,采用外墙外保温技术已引起人们的高度重视。外墙外保温有以下优点。(1)基本上可以消除热桥。外保温既可防止热桥部位产生冷凝水,又可消除热桥造成的额外热损失。(2)改善室内热环境质量,减少采暖负荷。墙体外侧附加了保温层之后,其内表面温度必将得到提高,这就有可能在不降低室内热环境质量的前提下,减少采暖负荷。(3)热容量得到提高。采用外保温后,外墙内侧的温度与室内空气温度接近,当室内空气温度上升或下降时,墙体能够吸收或释放能量,这有利于室内温度保持稳定。(4)墙体潮湿状况得到改善,可确保保温材料不会因受潮而降低保温效果。(5)墙体的气密性得到提高。(6)施工方便。对既有建筑进行节能改造,施工时居民仍可留在家中,无需临时搬迁,不影响正常生活。(7)外保温不占使用面积,不会与住户引起不必要的纠纷。常用保温(隔热)材料有无机材料、有机材料、金属材料三大类。用于外墙保温的无机材料主要有岩棉、矿渣棉(矿棉)、玻璃棉等各种矿物棉,以及膨胀珍珠岩等;有机材料主要有各种泡沫塑料等。热导率λ是判定保温(隔热)材料性能优劣的一个主要指标,其单位用W/(m·K)表示,该指标在数值上等于围护结构厚度为1m时,内外表面温差为1K,在1s时间内通过1m2围护结构的热量,热导率越小,保温(隔热)性能越好。具体墙体的热导率则与其厚度有关,单位用W/(m2·K)表示,在数值上等于墙体内外表面温差为1K,在1s时间内通过1m2围护结构的热量。无机类保温(隔热)材料较有机类的最大优点是不燃烧、耐火性好,但若不作憎水处理,则易吸水,而且一旦吸水,则难以排除。实际使用的矿棉、岩棉板,体积稳定性差,会产生自然塌陷,造成墙体局部空洞,影响保温效果;各种珍珠岩类墙体的热导率差别较大,因为珍珠岩是不太稳定的墙体材料,特别是在吸湿时性能变化较大。聚苯乙烯泡沫硬质板复合墙体,以其轻质、低热导率、价格便宜的优势越来越受到人们的重视。目前,应用于建筑的聚苯乙烯泡沫硬质板密度在18kg/m3左右,热导率在0.047W/(m·K)左右。聚苯乙烯泡沫硬质板复合墙体热导率测试值和计算值比较接近,说明该板是一种性能很好的高效保温墙体材料,其不易吸水性较其他无机轻质材料具有极大的优越性。聚苯乙烯泡沫硬质板与矿物棉板相比较,结构性能好,施工相对容易。由中国建筑东北设计研究院与辽河油田新型建筑材料公司所推出的新型聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)外保温饰面系统,其节能效果显著,如表1所示。由表1及我国建筑节能标准JGJ26-95可知,采用不同厚度的EPS板能满足我国大多数地区建筑节能50%的目标,很容易实现墙体的节能要求。聚氨酯硬质泡沫(PUR)是目前世界上最佳保温材料,特别适合现场施工,可发泡形成任意形状,和各种建材的粘结都很好,据测试PUR的热导率可达0.03W/(m·K),但其价格较高。3阻燃聚苯乙烯-混凝土墙板岩棉复合放养剂目前在国外,夹芯外墙体的典型作法是在空心砌块墙体的空腔中,用高压缩空气把絮状或块状的玻璃棉吹到空腔中,填充密实,达到保温效果。国内夹芯墙体主要有以下几种。(1)隔热夹芯板。这种墙板是以镀锌彩色钢板、彩色铝板、不锈钢板或装饰板等高强度材料为面层,以阻燃型发泡聚苯乙烯、硬质聚氨酯泡沫塑料或岩棉、矿棉为芯板复合而成的。75mm厚聚苯乙烯夹芯板的热导率可达0.442W/(m2·K)。(2)钢丝网架夹芯板。这种墙板两侧用砂浆包裹,内部用自熄型聚苯乙烯、聚氯乙烯泡沫塑料或岩棉填充。用110mm厚钢丝网架水泥聚苯夹芯板做外墙,内抹30mm厚保温砂浆时,其保温效果优于两砖半墙。(3)混凝土岩棉(聚苯)复合外墙板。这种外墙板也为夹芯外墙板,保温效果也十分显著。其热工性能如表2所示。4塑料的保温系统在国外民居建筑中,还有一类保温体系,即综合型保温复合外墙板,其作法是:最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面是墙的标准主体、木框结构等,在木框之间铺贴高热阻值的玻璃棉保温毡等,然后在木框上钉上石膏板,这样基本上可