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探讨外墙外保温与建筑节能技术

        【摘要】建筑节能是社会经济发展的需要, 是改善人民生活的重要物质基础。随着我国人口的不断增加及城市建设步伐的加快,能源和资源需求将迅速扩大,资源对经济发展的作用将日益突出,如果不采取有效的节能措施,势必影响国家的经济发展。

  【关键词】建筑节能;节能设计;问题分析;技术发展

  1.建筑节能

  建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源的利用。在能源和资源得到充分有效利用的同时,建筑物的使用功能更加符合人类的需要,创造健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望,也是建筑节能的基础和目标,建筑节能应该是:

  1.1冬暖夏凉

  由于围护结构的保温隔热和采暖空调设备性能越来越优越,居住环境将更加舒适。

  1.2通风良好

  空气经过过滤后,新风“扫过”每个房间,换气次数足够,空气清新。

  1.3在围护方面

  包括建筑物外墙外保温、屋面保温、改善门窗的热性能和密闭性。必要时,还有楼地面保温。

  2.建筑节能设计

  2.1整体及外部环境的节能设计

  建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

  2.2合理选址

  建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又不破坏整体生态环境的平衡。

  2.3合理的外部环境设计

  在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围种植树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等.

  3.外保温施工中存在的问题

  3.1聚苯板薄抹灰外保温隔热构造设计存在的不足

  这类外保温隔热通常将聚苯板粘贴在墙体的外侧,然后在保温板上抹砂浆并将增强网铺压在抹面砂浆中,目前,此类做法很常见,然而出现裂缝的情况也非常多。从抗裂保护层受热应力的因素上看,该体系聚苯板保护层仅是3mm,的抗裂砂浆复合网格布,膨胀聚苯板的导热系数为0.042W(m.K),而抗裂砂浆的导热系数为0.932W(m.K),两材料的导热系数相差22倍。由于聚苯板保温隔热层热阻很大从而使保护层的热量不易通过传导扩散,因此当受太阳直射时热量积聚在抗裂砂浆层,其表面温度将高达55℃,遇突然降雨降温则温度会降至15℃左右,温差可达40℃,这样的温差变化以及受昼夜和季节室外气温的影响,对抹灰砂浆的柔韧性和网格布的耐久性提出了相当高的要求。

  3.2水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计存在的不足

  这类外保温隔热通常采用带有钢丝网架的聚苯板作为主体保温隔热材料,分为钢丝网穿透聚苯板和不穿透聚苯板两种类型。钢丝网穿透聚苯板的钢丝网架聚苯板施工时通过预先浇混凝土整体一次性浇筑在基层墙体上,不穿透聚苯板的采用机械锚固的方式固定在基层墙体上,面层均采用20mm~30mm的普通砂浆找平。由于该类体系采用厚抹灰水泥砂浆做法,开裂现象比较普遍,原因如下:

  (1)普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形,并且存在强度增长周期短、体积收缩周期长的矛盾,当体积收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时,就会出现裂缝。

  (2)配筋不合理引起裂缝:钢丝网架在在水泥砂浆中的位置相当于单面配筋方式,且靠近保温隔热层。在正负风压、热胀冷缩、干缩湿涨等作用都是双向或多向。该种方式的配筋对靠近外墙饰面应力的分散作用很有限,起不到应有的抗裂作用。

  (3)不完全外保温引起的裂缝:在外墙保温中,常常忽略了女儿墙、雨篷、老虎窗、凸窗、外阳台等部位的保温,而使此部分出现开裂或者降低使用寿命。

  3.3无网聚苯板外保温外饰面粘贴面砖的缺陷

  从构造设计上看,直接在玻纤网布复合抹灰砂浆的无网聚苯板外保温外面粘贴面砖是不合理的。一方面,从受力状况看,应用于外保温的聚苯板的通常采用点粘法,粘结面积35%左右,而聚苯板本身具有受力变形的特性,由聚苯板直接承受面砖饰面层(包括粘结砂浆)荷载,必然会发生改变,短期或许不会发生严重事故,但长期的变形将导致受力的失衡从而引发开裂甚至脱落。另一方面,从抗风压性上看,粘贴聚苯板外保温体系存在空腔,抗风压尤其是抗负风压的性能差,会出现在刮大风时聚苯板刮落事件。第三,从防火性能上看,体系本身就存在整体连通的空气层,火灾是很快形成“引火通道”使火灾迅速蔓延。

  4.预防外墙外保温裂缝的办法

  关于外保温存在墙体开裂的问题,我们可以通过在外保温材料及施工方法等方面的改进,使之达到规定的施工质量。具体方法如下:

  4.1建筑的外保温应该是整个建筑全面的外保温

  由于不完全保温使得建筑的女儿墙、雨篷等构件出现裂缝,因此,为避免裂缝的产生,我们应该对建筑进行全面、彻底的保温,包括女儿墙、雨篷等构件。外墙外保温开裂的主要原因是因为保温材料与外装饰材料的线膨胀系数不同产生的,预防裂缝的原理是:通过减小建筑结构外保温材料同外装饰找平砂浆、外饰面等材料的线膨胀系数比,使材料之间产生逐层渐变,柔性释放应力,以起到预防裂缝的作用。

  4.2保温材料的选择

  (1)目前施工的建筑中,保温材料以使用挤塑板、聚苯板、聚苯颗粒等为主。挤塑板具有密度大,导热系数小等优点,它的导热系数为0.029W(m.K),而抗裂砂浆的导热系数为0.93W(m.K),两种材料的导热系数相差32倍,而聚苯板的导热系数为0.042W(m.K),同抗裂砂浆相差22倍,因此挤塑板与聚苯板相比,抗裂能力弱于聚苯板。聚苯颗粒为主要原料的保温隔热材料由胶粉粘接材料和聚苯颗粒组成,胶粉材料作为聚苯颗粒的粘结材料。一般采用熟石灰粉-粉煤灰-硅粉-水泥为主要成分的无机胶凝体系,该类材料的导热系数一般为0.06W(m.K),与抗裂砂浆相比相差16倍。该种材料与挤塑板和聚苯板相比,导热系数要小得多,因而能够缓解热量在抗裂层的积聚,使体系受温度骤然变化产生的热负荷和应力得到较快释放,提高抗裂层的耐久性。

  (2)增强网的选择:玻纤网格布作为抗裂保护层的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展,一方面它能有效的增加保护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力,将原本可以产生的宽裂缝分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。保温层的外保护抗裂砂浆为碱性,玻纤网格布的长期耐碱性对抵抗裂缝就具有了决定性的意义。因此,在增强网的选择上,建议使用高耐碱的网格布。

  (3)保护层材料的选择:由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形不够,直接作用在保温层外面,耐候性差,易引起开裂。为解决这一问题,必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网,并在砂浆中加入适量的纤维,抗裂砂浆的压折比小于3。如外饰面为面砖,在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片,钢丝网片孔距不宜过小,也不宜过大,面砖的短边应至少覆盖在两个以上网孔上,钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。

  5.结束语

  由于外墙保温体系是一个有机的整体,组成的各相关层协同作用不仅要求柔性渐变,而且应有一定的相容性、协同性。总之,外墙外保温工程质量的长期可靠性、外观质量的长期稳定性和节能效果是受多方面条件制约、多方面因素决定的。所以应对各方面因素全方位、多角度关注,不断提高外墙保温工程质量水平。

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