建筑外墻外保溫設計施工技術分析

魏　林

摘 要：外墻外保溫技術是近些年建筑中經常使用的施工方法。本文通過對這一保溫體系在設計、施工中存在的不足分析原因，提出具體的做法。

關鍵詞：外墻外保溫技術；構造設計；施工；做法

1 前言

隨著對節約能源與保護環境的要求的不斷提高，建筑維護結構的保溫技術也在日益加強，尤其是外墻保溫技術得到了長足的發展，并成為我國一項重要的建筑節能技術。目前，在建筑中常使用的外墻保溫主要是外保溫施工方法，施工過程中經常出現各種各樣的質量問題。本文通過對外墻外保溫方法產生的問題進行分析，從而對工程中的質量問題起到預防的作用。

外墻外保溫，是將保溫隔熱體系置于外墻外側，使建筑達到保溫的施工方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側，從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結構墻體起到保護作用并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結構壽命的延長。因此從有利于結構穩定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優勢。

然而，由于外保溫隔熱體系被置于外墻外側，直接承受來自自然界的各種因素影響，因此對外墻外保溫體系提出了更高的要求。就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說，至于保溫層之上的抗裂防護層只有3~20mm，且保溫材料具有較大的熱阻，因此在的熱量相同的情況下，外保溫抗裂保護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外傾溫度變化速度提8~30倍。因此抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性能起著關鍵的作用。

2 設計、施工存在的不足

2．1 聚苯板薄摸灰外保溫隔熱構造設計存在的不足：

這類外保溫隔熱通常采用粘貼的法固定在墻體的外側，然后在保溫板上抹抹面砂漿并將增強網鋪壓在抹面砂漿中，目前，此類做法很常見，然而出現裂縫的也非常多。

從抗裂保護層受熱應力的因素上看，該體系聚苯板保溫層僅是3mm的抗裂砂漿復合網格布，膨脹聚苯板的導熱系數為0.042W（m.K），而抗裂砂漿的導熱系數為0.932W（m.K），兩材料的導熱系數相差22倍。由于聚苯板保溫隔熱層熱阻很大從而使保護層的熱量不易通過傳導擴散，因此當受太陽直射時熱量積聚在抗裂砂漿層，其表面溫度將高達45℃（黑龍江地區），遇突然降雨將溫則溫度會降至10℃左右，溫差可達35℃，這樣的溫差變化以及受晝夜和季節室外氣溫的影響，對抹灰砂漿的柔韌性合網格布的耐久性提出了相當高的要求。另外一個應該考慮的因素是當聚苯板的溫度超過70℃時，聚苯板會產生不可逆熱收縮變形，造成較為嚴重的開裂變形，這種情況在高溫干燥地區更為明顯。

2．2 水泥砂漿厚抹灰鋼絲網架保溫板外保溫隔熱構造設計存在的不足：

這類外保溫隔熱通常采用帶有鋼絲網架的聚苯板作為主體保溫隔熱材料，分為鋼絲網穿透聚苯板和不穿透聚苯板兩種類型。鋼絲網穿透聚苯板的鋼絲網架聚苯板施工時通過預先澆混凝土整體一次性澆筑固定在基層墻體上，不穿透聚苯板的采用機械錨固的方式固定在基層墻體上，面層均采用20mm～30mm的普通砂漿找平。由于該類體系采用厚抹灰水泥砂漿做法，開裂現象比較普遍，原因如下：

2．2．1 普通水泥砂漿自身易產生各種收縮變形，并且存在強度增長周期短、體積收縮周期長的矛盾，在約束條件下，當體積收縮形成的拉應力超過水泥砂漿的抗拉強度時，就會出現裂縫。

處于保溫層保護下的主體結構受溫度變形影響較小，而20～30mm的找平砂漿處于熱阻很大的聚苯板的外側，因策受環境溫度影響而產生較大變形。聚苯板兩側的水泥材質受環境溫差影響而產生較大相對變形差，引起開裂。

另外由于保溫隔熱板平整度很難控制，會造成找平抹灰厚度的不均，造成局部收縮和溫差應力不均從而引起裂縫。

2．2．2 配筋不合理引起裂縫：

鋼絲網架在在水泥砂漿中的位置相當于單面配筋方式，且靠近保溫隔熱層。在正負風壓、熱脹冷縮、干縮濕漲及地政等作用都是雙向或多向。該種方式的配筋對靠近外墻飾面應力的分散作用很有限，起不到應有的抗裂作用。

四角鋼網配筋對抵抗和分散與鋼絲網網絲同向的應力具有良好的效果，但在網孔對角線方向無筋，因此對抵抗和分散網孔對角線方向的應力左用有限。從而易產生沿四角網對角線方向的裂縫，另外，四角鋼網的十字交叉處水泥砂漿不易完全充分握裹，使水泥砂漿與鋼網不能成為共同受力。

2．2．3 不完全外保溫引起的裂縫：

在外墻保溫中，我們經常注重整體墻面的保溫，然而卻忽略了雨篷、飄窗、外陽臺等部位的保溫，而使此部分出現開裂或者降低使用壽命。

在保溫層與其他材料的材質變換處，因為保溫層與其他材料的材質的密度相差過大，這就決定了材質間的彈性模量和線性膨脹系數也不相同，在溫度應力作用下的變形也不同，極容易在這些部位產生面層的裂縫。同時還應該考慮防水處理，防止水分侵入到保溫體系內，避免因凍漲作用而導致體系的破壞，影響體系的正常使用壽命和體系的耐久性。

2．3 無網聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚的缺陷：

從構造設計上看，直接在玻纖網布復合抹灰砂漿的無網聚苯板外保溫外面粘貼面磚是不合理的。一方面，從受力狀況看，應用于外保溫的聚苯板的通常采用點粘法，粘結面積35%左右，而聚苯板本身具有受力變形的特性，由聚苯板直接承受面磚飾面層（包括粘結砂漿）荷載，必然會發生徐變，短期或許不會發生嚴重事故，但長期的變形將導致受力的失衡從而引發開裂甚至脫落。另一方面，從抗風壓性上看，粘貼聚苯板外保溫體系存在空腔，抗風壓尤其是抗負風壓的性能差，會出現在刮大風時聚苯板刮落事件。第三，從防火性能上看，體系本身就存在整體連通的空氣層，火災是很快形成“引火通道”是火災迅速蔓延。聚苯板外墻外保溫體系在高溫輻射下很快收縮、熔結，在明火狀態下燃燒，即在火災發生時，聚苯板外墻外保溫體系將很快遭到破壞。從這個意義上說，在聚苯板外保溫體系面層粘貼面磚的做法是非常危險的，火災狀態下聚苯板在受熱后嚴重變形，使面磚層喪失依托，引起面磚層整體脫落造成人員傷害。

3 外墻保溫的一般做法：

以上為外墻保溫在設計、施工等過程中的不當造成施工質量問題，那么，如何才能使建筑保溫做到既滿足保溫要求，又滿足建筑施工質量要求呢？由于外保溫使建筑結構處于保溫層的保護中，使建筑結構所處溫度環境穩定，有利于建筑結構的保護，增強耐久性。另外，外保溫將建筑在外面包裹，保溫的面積大，更有利于保溫節能。關于外保溫存在墻體開裂的問題，我們可以通過在外保溫材料及施工方法等方面的改進，使之達到規定的施工質量。具體方法如下：

3．1 建筑的外保溫應該是整個建筑全部的外保溫。上面我們曾講過，由于不完全外保溫使得建筑的女兒墻、雨篷等構件出現裂縫，因此，為避免裂縫的產生，我們應該對建筑進行全面的保溫，包括女兒墻、雨篷等構件。

外墻外保溫開裂的主要原因是因為保溫材料與外裝飾材料的線膨脹系數不同產生的，我們預防裂縫的原理是：通過減小建筑結構外保溫材料同外裝飾找平砂漿、外飾面等材料的線膨脹系數比，是材料之間產生逐層漸變，柔性釋放應力，以起到預防裂縫的作用。

3．2 保溫材料的選擇：

3．2．1 現施工的建筑中，保溫材料的使用以擠塑苯板、聚苯板、聚苯顆粒保溫材料為主。擠塑苯板具有密度大，導熱系數小等優點，它的導熱系數為0.029W（m.K），而抗裂砂漿的導熱系數為0.93 W（m.K），兩種材料的導熱系數相差32倍，而聚苯板的導熱系數為0.042 W（m.K），同抗裂砂漿相差22倍，因此擠塑苯板與聚苯板相比，抗裂能力弱于聚苯板。一聚苯顆粒為主要原料的保溫隔熱材料由膠粉料和膠粉聚苯顆粒做成，膠粉材料作為聚苯顆粒的粘結材料一般采用熟石灰粉-粉煤灰-硅粉-水泥為主要成分的無機膠凝體系，該類材料的導熱系數一般為0.06 W（m.K），與抗裂砂漿相比相差16倍。該種材料與擠塑苯板和聚苯板相比，導熱系數要小得多，因而能夠緩解熱量在抗裂層的積聚，使體系受溫度驟然變化產生的熱負荷和應力得到較快釋放，提高抗裂成的耐久性。

3．2．2 增強網的選擇：

玻纖網格布作為抗裂保護層軟賠進的關鍵增強材料在外墻外保溫技術中的應用得以快速發展，一方面它能有效的增加保護層的拉伸強度，另一方面由于能有效分散應力，將原本可以產生的款裂縫分散成許多較細裂縫，從而形成抗裂作用。由于保溫層的外保護開裂砂漿為堿性，玻纖網格布的長期耐堿性對抗裂縫就具有了決定性的意義。從耐久性上分析，高耐堿纖維網格布要比無堿網格布和中堿網格布的耐久性好得多，至少能夠滿足25年的使用要求，因此，在增強網的選擇上，建議使用高耐堿的網格布。

3．2．3 保護層材料的選擇：

由于水泥砂漿的強度高、收縮大、柔韌性變形不夠，直接作用在保溫層外面，耐候性差，而引起開裂。為解決這一問題，必須采用專用的抗裂砂漿并輔以合理的增強網，并在砂漿中加入適量的纖維，抗裂砂漿的壓折比小于3。如外飾面為面磚，在水泥抗裂砂漿中也可以加入鋼絲網片光，鋼絲網片孔距不宜過小，也不宜過大，面磚的短邊應至少覆蓋在兩個以上網孔上，鋼絲網應采用防腐好的熱鍍鋅鋼絲網。

3．2．4 無空腔構造提高體系的穩定性：

在采用聚苯板作外保溫的設計中，保溫層主要承受的是重力和風壓，由于聚苯板強度的限制，使保溫層開裂，甚至脫落。為了提高保溫板的強度，應盡可能提高粘結面積，采用無空腔，以滿足抗風壓破壞的要求。

4 結束語

建筑外墻保溫是近年來新興的施工方法，采用外保溫，并按照逐層漸變，柔性釋放應力的原則，選擇材料及施工方法，以達到保溫、抗裂的目的。由于外墻保溫體系是一個有機的整體，組成的各相關層協同作用不僅要求柔性漸變，而且應有一定的相容性、協同性，形成一個復合整體。因此，外墻保溫體系應由乙烯材料供應商經質量體系認證和系統材料及體系性能試驗檢驗合格后成套供應，以保證體系材料的匹配性及抗裂技術路線的實施，并有利于明確外墻保溫體系供應商對外保溫工程質量負責。

參考文獻

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