外墻外保溫系統脫落原因分析及預防措施

李展　吳玉杰　王湘珍

摘 要：外墻外保溫系統作為一項重要的建筑節能技術在工程實踐中應用廣泛。但是，近年來外墻外保溫系統脫落事故頻發，給社會造成了不良影響。因此，對某住宅樓外墻外保溫系統的拉伸粘結強度做了測試，分析外墻外保溫系統的脫落原因，并提出預防措施，為延長外墻外保溫系統壽命提供技術依據。

關鍵詞：建筑節能;外墻外保溫系統;拉伸粘結強度;保溫脫落

中圖分類號：TU761.12 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）25-0116-04

Cause Analysis and Preventive Measures of the External Thermal Insulation Composite System

LI Zhan WU Yujie WANG Xiangzhen

（1.Henan Academy of Building Research，Zhengzhou Henan 450053;2.Zhengzhou Technical College， Zhengzhou Henan 450010）

Abstract： As an important building energy-saving technology， the external thermal insulation composite system is widely used in energy-saving buildings. However， there have been frequent accidents of the external thermal insulation composite system falling off in recent years， which has caused a negative impact on the society. This article analyzes the reasons for the fall-off of the the external thermal insulation composite system， and proposes preventive measures， which provides technical basis for prolonging the life of external thermal insulation composite system.

Keywords： building energy efficiency;external thermal insulation composite system;tensile adhesive strength;insulation layer falls off

外墻外保溫系統是節能建筑中應用較為廣泛的保溫系統，也是影響建筑能耗的關鍵因素。外墻外保溫系統直接與室外環境接觸，受到溫度、濕度、雨水、風壓、地震以及腐蝕等外部因素影響，再加上材料、設計和施工等因素的影響，薄抹灰外墻外保溫系統長時間使用后可能會出現空鼓、開裂、滲水甚至脫落等問題，嚴重影響居民的生活質量和生命安全。本文對某小區住宅樓外墻外保溫系統脫落的原因進行分析，并提出相關預防措施。

1 外墻外保溫系統概述

外墻外保溫系統是置于建筑物外墻外側，與基層墻體采用粘結方式固定，并輔以錨栓加固的保溫系統。系統由保溫材料、粘結砂漿、錨栓、抹面砂漿、玻纖網以及飾面材料組成[1]。其中，保溫材料主要包括模塑聚苯板、擠塑聚苯板、硬泡聚氨酯板及酚醛泡沫板等。

外墻外保溫系統可以緩沖因溫度變化導致結構變形產生的應力，避免雨、雪、凍、融、干以及濕循環造成結構破壞，減少空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕，有效提高主體結構的耐久性，減少長期維護費用。

2 工程概況

某小區住宅樓位于河南省鄭州市管城回族區，建筑面積為12 502.8 m，剪力墻結構，地下1層，地上33層。外墻保溫系統為40 mm厚的擠塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統，由擠塑聚苯板、粘結砂漿、錨栓、抹面砂漿、玻纖網及飾面涂料組成，如圖1所示。外保溫系統施工時間為2014年11月。2019年7月28日該住宅樓部分外墻保溫層發生脫落事故，如圖2所示。

3 現場檢測

現場通過觀察、敲擊、取樣檢測外墻外保溫系統的拉伸粘結強度，重點檢查外墻面。在該住宅樓的東、南、西、北四面外墻立面的5層、15層進行抹面層與擠塑聚苯板之間的拉伸粘結強度檢測及擠塑聚苯板與粘結砂漿之間的拉伸粘結強度檢測，檢測儀器為數顯式粘結強度檢測儀，檢測結果如表1所示。

根據《外墻外保溫工程技術標準》（JGJ 144—2019），粘貼保溫板薄抹灰外保溫系統拉伸粘結強度應不小于0.10 MPa，但現場保溫系統拉伸粘結強度均不滿足標準要求;抹面砂漿與保溫材料之間的拉伸粘結強度同樣應不小于0.10 MPa，但現場抹面層與擠塑聚苯板間的拉伸粘結強度也均不滿足標準要求。

對該工程擠塑聚苯板的粘貼方法及粘結面積進行檢測。擠塑聚苯板粘貼方法為點框法，根據《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統材料》（GB/T 30595—2014）的要求，粘結面積不小于板面積的40%[2]。但是，現場發現擠塑聚苯板四周邊沿沒有粘結砂漿，擠塑聚苯板中心有點粘灰餅，有效粘結面積比僅為23%，如圖3所示。

4 脫落原因分析

4.1 施工原因

保溫板界面劑是一種微細聚合物液態材料。它的特點在于高效添加劑能快速與保溫板高密度表面相融合，

在涂層表面形成有效親和層，與后續砂漿形成更好的附著效果。所以，在薄抹灰外墻外保溫系統中，保溫板一般要求進行界面處理。在本項目中，擠塑聚苯板表面未進行界面處理，導致粘結砂漿的粘結力不足。同時，由于施工原因，本項目擠塑聚苯板的有效粘結面積比僅為23%，遠小于《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統材料》（GB/T 30595—2014）中“擠塑聚苯板與基層墻體的有效粘貼面積不得小于保溫板面積的40%”的規定，進一步降低了外墻外保溫系統的可靠性和耐久性，造成脫落。

4.2 溫差變形原因

項目中，擠塑聚苯板的規格尺寸為1 200 mm×600 mm×40 mm，施工時不可避免會有板縫存在。鋼筋混凝土板的導熱系數為1.74 W/（m·K），擠塑聚苯板的導熱系數為0.03 W/（m·K），兩者相差57倍。當陽光直射時，導熱系數的巨大差異導致鋼筋混凝土板與擠塑聚苯板的伸縮強度不一致[3]，因此擠塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統上會產生額外的拉應力和剪應力，致使外保溫系統變形開裂，最終脫落。

4.3 系統構造

項目中擠塑聚苯板采用點框法粘貼，再加上保溫板有效粘結面積未達到標準要求，擠塑聚苯板與墻體之間產生空腔，形成了空氣間層。空氣可以在其中流動，如圖4所示。在大風天氣下，建筑物墻體側風面和背風面形成負壓區，空氣間層內空氣與外側空氣之間的壓力差成為使保溫層從墻體脫落的推動力[4]。

我國建筑多是南北朝向，且東西風偏多，因此在西山墻部位容易形成負壓區。另外，在山墻部位往往設置有小通風窗，保溫板與窗框交接處有可能產生縫隙。在瞬間強風天氣，空氣從縫隙進入保溫板與墻體之間的空腔內更容易致使保溫板脫落。本項目外墻外保溫系統脫落部位位于西山墻的22～26層。

5 預防措施

5.1 提高建筑外立面平整度

因為建筑外立面平整度不足，所以點框法粘貼保溫板是外墻外保溫系統常用的粘貼保溫板方式。但是，外墻外保溫系統施工不規范，造成脫落事故頻發。在外墻外保溫系統施工前，必須對基層墻面進行驗收和處理，要求表面清潔，無油污、浮塵等附著物，并進行找平層施工。基層墻面的尺寸偏差應符合表2的規定。

5.2 條粘法粘貼保溫板

點框法粘貼保溫板時，基層墻體與保溫板之間容易形成空氣間層，在大風天氣空氣間層與外側空氣之間的壓力差的作用下導致保溫板脫落。在建筑外立面平整度滿足要求時，應盡量采用條粘法粘貼保溫板，以避免保溫板與基層墻體之間形成空氣間層，使粘結更加牢固。施工時，采用專用鋸齒抹刀，將膠粘劑均勻布置于保溫板面（如圖5所示），后將保溫板按設計位置平貼上去，調整平整度[5]。

5.3 加強施工過程控制

外墻外保溫系統施工過程需要加強過程控制，特別要注意以下幾點：①保溫材料的厚度不得低于設計要求;②保溫材料與基層之間及各構造層之間的粘結或連接必須牢固，保溫材料與基層的拉伸粘結強度應進行現場拉拔試驗，且不得在界面破壞;粘結面積比應進行剝離檢驗，粘結面積比應符合設計要求;③錨固件數量、位置、錨固深度、膠結材料性能和錨固力應符合設計和施工方案的要求;④錨固件錨固力或拉拔力應做拉拔試驗。

6 結語

通過對某住宅樓外墻外保溫系統檢測發現，外墻外保溫系統采用點框法粘貼保溫板時，保溫板未進行界面處理，且有效粘結面積僅為23%，墻體與保溫板之間形成大量空氣間層，外墻外保溫系統拉伸粘結強度不滿足相關標準要求。在大風天氣時，空氣間層內空氣與外側空氣之間的壓力差造成了保溫板脫落。

為避免上述情況發生，外墻外保溫系統的施工一定要加強過程控制，避免因施工問題造成保溫系統出現空鼓、開裂、滲水甚至脫落等情況。此外，在外墻外保溫系統施工前對基層墻面進行找平層施工，采用條粘法進行粘貼，以避免在墻體與保溫板之間形成空氣間層，減小大風天保溫板脫落的風險。

參考文獻：

[1]住房和城鄉建設部.外墻外保溫工程技術標準：JGJ 144—2019[S].北京：中國建筑工業出版社，2019.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統材料：GB/T 30595—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[3]馬思慧，杜柏松，邵林斌，等.薄抹灰外墻外保溫系統缺陷分析與修繕探討[J].墻材革新與建筑節能，2018（4）：52-55.

[4]張自國，魏德新，劉麗莘.外墻外保溫系統保溫板脫落的研究[J].長春工程學院學報（自然科學版），2017（2）：62-64.

[5]吳玉杰.近零能耗建筑圍護結構節能工程施工技術指南[M].鄭州：黃河水利出版社，2021：41-46.

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