外墻外保溫技術發展與應用

姜雅峰 胡建軍 劉開平

隨著建設規模的不斷擴大,建筑耗能總量及其所占比例在不斷增長,建筑節能勢在必行。建筑能耗主要包括建筑材料的生產和運輸能耗、建筑物建造能耗、建筑物日常使用過程中所消耗的能源等。其中建筑圍護結構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和保溫材料是建筑節能的重要選擇之一。

1 外墻保溫技術的分類

建筑外墻節能保溫技術主要分為外墻內保溫和外墻外保溫兩大類,其中內保溫的做法是將保溫材料復合在外墻內側。較為常用的內保溫材料有：增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、膠粉聚苯顆粒保溫料漿等。內保溫施工一般為干作業,可加快施工進度,提高生產效率,其優點表現在：1)對飾面和保溫材料的防水性、耐候性等技術指標的要求不高,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,不需搭設腳手架。但是,在多年的工程實踐中,內保溫系統逐漸暴露出如下弊端：1)由于材料、構造、施工等原因,墻體飾面層容易出現開裂;2)不便于用戶二次裝修和吊掛飾物,且占用室內空間;3)由于圈梁、樓板、構造柱等會形成熱橋,熱損失較大;4)對既有建筑進行節能改造時,對居民的日常生活干擾較大。從以上綜合考慮,內保溫在技術上的不合理性,決定了其被外保溫所取代。

2 外墻外保溫技術

2.1 外墻外保溫技術的優越性

外墻外保溫的做法是將保溫材料復合在建筑物外墻外側,其與內保溫相比具有以下優點：1)保護墻體結構,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結構外側,減小了因溫度變化導致結構變形產生的應力,減輕了空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕,避免了雨、雪以及凍融、干濕循環對墻體結構造成的破壞。2)基本消除了熱橋的影響。外保溫復合墻體既可以防止熱橋部位產生結露,又可以消除熱橋造成的熱損失,節約了能源。3)墻體潮濕情況基本得到改善。一般情況下,內保溫復合墻體須設置隔氣層,而采用外保溫時,由于蒸汽滲透性高的主體結構材料位于保溫層的內側,因此只要保溫材料選材適當,在墻體內部一般不會發生冷凝現象,故無需設置隔氣層。同時采取外保溫措施后,結構層整個墻身的溫度有所提高,可進一步改善墻體的保溫性能。4)有利于室溫保持恒定。由于外保溫復合墻體蓄熱能力較大的結構層在墻體內側,當室內受到不穩定熱作用時,墻體結構層能夠吸收或釋放熱量。5)便于既有建筑物的節能改造。與內保溫復合墻體相比,采用外保溫復合墻體方式對既有建筑物進行節能改造時,最大的優點是用戶無需臨時搬遷,基本不影響用戶的室內活動和正常生活。6)避免了裝修對保溫層的破壞。7)增加了建筑物的使用面積。由于外保溫技術所用保溫材料置于墻體的外側,其保溫、隔熱效果優于內保溫,故可使主體結構墻體減薄,從而增加建筑物的使用面積。

2.2 外墻外保溫技術簡介

2.2.1 外掛式外保溫技術

1)采用粘結砂漿將保溫材料貼在外墻,然后抹抗裂砂漿,壓入耐堿纖維網格布形成保護層,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先制作的龍骨上,作為裝飾面。但是這兩種方式安裝費時,工作性差,且施工占用主導工期,待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時,還需注意加強施工人員的安全防護。這種保溫技術主要適用于現在建筑的節能改造。

2.2.2 聚苯板與墻體一次澆筑成型

該技術是在墻體模板內鋼骨架外側安裝聚苯板,澆筑混凝土拆模后,聚苯板便與結構墻體澆筑在一起,最后在聚苯板上抹抗裂砂漿并壓入耐堿網格布。同外掛式保溫技術相比,解決了施工占用主導工期,施工人員的安全等問題,但是該技術施工時聚苯板拼縫要嚴密,板面要平整,澆筑混凝土時要均勻連續,以防止出現聚苯板錯槎、后序施工困難、保溫效果不佳等問題。其次,內置的聚苯板采用了鋼絲網架,造價較高,且鋼絲網架具有較高的導熱性,會嚴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

一類是采用聚合物砂漿膠粘劑將聚氨酯板粘結在墻體外側,然后在聚氨酯板表面抹抗裂砂漿并壓入耐堿網格布,形成保護層,最后再涂抹飾面層。另一類是在墻面上現場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增強抗裂砂漿薄抹面層和飾面層,該技術又被稱為現場噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫技術。聚氨酯板自身導熱系數低,保溫隔熱性能好,有較好的阻燃性能,施工簡單方便。同時硬質聚氨酯泡沫屬憎水材料,吸水率低,抗水蒸汽性好,閉孔率達95%以上,是結構致密的微孔泡沫材料,不易透水,整體性好,因此防水效果好,不會因吸潮而增大導熱系數,是實現節能65%的一種理想的外墻外保溫技術。但由于聚氨酯板造價高,市場優勢低,因此應從配方、原料、工藝和制造等方面加大研發力度,實現聚氨酯板外墻外保溫技術在國內建筑節能行業的實質性應用。

2.2.4 礦物棉噴涂保溫技術

該技術是在墻體外側噴刷粘結劑形成粘結層,然后在粘結層噴涂礦物棉保溫材料(含礦棉渣、巖棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等),最后鋪設護面層和飾面層。由于礦物噴涂棉為無機不燃材料,平均溫度25℃時的導熱系數小于0.044 W/(m?K),其熱穩定性好、無化學污染,具有絕熱、吸聲和防火性能。噴涂施工尤其適用于復雜結構、異形結構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

泡沫玻璃外墻外保溫是由泡沫玻璃保溫層、粘結劑、耐堿玻璃纖維網格布、抹面砂漿、抗裂柔性耐水膩子及涂料等組成。采用粘結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,經高溫發泡成型的多孔無機非金屬材料,具有良好的防火、防水、耐腐蝕、無毒、無放射性、機械強度高、尺寸穩定性好等優點,但相對于聚氨酯板、礦物棉保溫材料,其導熱系數過大,因而還需進一步加強性能改進研究。

3 結語

在我國節能保溫政策的推動下,外墻保溫技術得到快速地發展。但目前所使用的外墻外保溫技術與我國墻體保溫節能的需求還有很大差距。例如：保溫技術、保溫材料創新能力不高,對新技術和新產品的研發相對滯后;保溫材料的品種較少,很難滿足不同氣候地區和日益擴大的建筑市場的需求;甚至為追求利潤,對保溫材料偷工減料,從而使工程質量下跌等,嚴格制約著我國的節能環保政策的真正落實。因此提出如下建議：1)國家應加強對保溫技術和保溫材料的科研力度,實現技術的高性能化和產業的規模化。2)保溫材料在設計上,應考慮生產、施工的實際因素,防止因脫節而不能達到應有的效果。3)加大對保溫技術、材料等知識的宣傳,使人民群眾進一步了解建筑節能,讓建筑節能不僅僅成為材料生產、施工和開發商的責任;同時也可以利用人民群眾的監督作用,來確保施工質量。

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