建筑節(jié)能是我國建筑業(yè)的一個(gè)重要課題熏建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以,建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié),發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。
1.外墻保溫技術(shù):節(jié)能保溫墻體施工技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類
1)內(nèi)保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外墻內(nèi)保溫施工,是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進(jìn)度。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長,技術(shù)成熟,施工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是比較完善的。2002年,外墻保溫施工中約有90%以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)。被大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有:增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。
但內(nèi)保溫會多占用使用面積,“熱橋”問題不易解決,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。
2)外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。
外保溫與內(nèi)保溫相比,技術(shù)合理,有其明顯的優(yōu)越性,使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程,也適用于舊樓改造,適用范圍廣,技術(shù)含量高;外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè),能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋,增加建筑的有效空間,同時(shí)消除了冷凝,提高了居住的舒適度。
目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種:
1.2.1外掛式外保溫
外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本,已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。
該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層,最后加做裝飾面。另一種做法是用專用的固定件,將不易吸水的各種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(yù)先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。
這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí),施工難度大,且施工占用主導(dǎo)工期,待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí),施工人員的安全不易得到保障。
1.2.2聚苯板與墻體一次澆注成型
該技術(shù)是在混凝土框―剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),在即將澆注的墻體外側(cè),然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問題。由于外墻主體與保溫層一次成活,工效提高,工期縮短,且施工人員的安全得到保證。在冬季施工時(shí),聚苯板起保溫的作用,可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響,會造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬,影響后序施工。內(nèi)置的聚苯板是雙面和單面鋼絲網(wǎng)兩種。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力,其結(jié)合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較,單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰,節(jié)省了工時(shí)和材料,其造價(jià)可降低10%左右。兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架,造價(jià)較高,且鋼材是熱的良導(dǎo)體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。
2.外墻保溫節(jié)能材料
絕熱材料是指用于建筑圍護(hù)或者熱工設(shè)備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復(fù)合體,既包括保溫材料,也包括保冷材料。絕熱材料一方面滿足了建筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境,另一方面也節(jié)約了能源。因此,有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能源”。
外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護(hù),開發(fā)和應(yīng)用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。目前發(fā)達(dá)國家均對絕熱材料的生產(chǎn)和應(yīng)用十分重視。
2.1常用的保溫絕熱材料
用于建筑外保溫的節(jié)能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板、巖(礦)棉板、玻璃棉氈等。以上各種材料所具有的一個(gè)共同特點(diǎn)就是在材料內(nèi)部都有大量的封閉孔,它們的表觀密度都較小,這也是作為保溫隔熱材料所必備的。
巖(礦)棉和玻璃棉有時(shí)統(tǒng)稱為礦物棉,它們都屬于無機(jī)材料。巖棉不燃燒,價(jià)格較低,在滿足保溫隔熱性能的同時(shí),還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質(zhì)量優(yōu)劣相差很大,保溫性能好的密度低,其抗拉強(qiáng)度也低,耐久性比較差。玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處,但其手感好于巖棉,可改善工人的勞動(dòng)條件,它的價(jià)格較巖棉為高。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料,經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孔的材料。其表觀密度小,導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,隔音性能好,機(jī)械強(qiáng)度高,而且尺寸精度高,結(jié)構(gòu)均勻,因此在外墻保溫中其占有率很高。
目前,我國外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快,節(jié)能材料的發(fā)展必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合,才能真正發(fā)揮其作用。由于節(jié)能材料的不斷革新,外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí),要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用,從而真正地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。
外墻外保溫隔熱體系面層裂縫產(chǎn)生原因分析(一)
鋼絲網(wǎng)架聚苯板水泥砂漿抹面外保溫隔熱墻面開裂原因
裂縫原因分析:
�、偎嗌皾{收縮裂縫:a、由于水泥砂漿收縮引起裂縫。b、由于厚度不均,溫差應(yīng)力不均引起裂縫。
�、谂浣钗恢貌缓侠硪鹆芽p:a、鋼絲網(wǎng)架在水泥砂漿中的位置相當(dāng)于單面配筋方式。該種方式的配筋對抵抗和分散a方向的應(yīng)力具有良好的效果,但對抵抗和分散b、c、d三個(gè)方向的應(yīng)力作用十分有限。從而產(chǎn)生裂縫。
b、四角網(wǎng)對角線方向易產(chǎn)生裂縫:在實(shí)際工程中經(jīng)�？梢园l(fā)現(xiàn)裂縫多是沿網(wǎng)孔對角線方向發(fā)生的,如圖13,原因是,當(dāng)鋼網(wǎng)受到各方向的力時(shí),配筋網(wǎng)對對角線方向的力(b-b’及d-d’)的抗拉最小
③荷載過大產(chǎn)生擠壓開裂:
由于鋼絲網(wǎng)架聚苯板水泥砂漿抹面系統(tǒng)會產(chǎn)生裂縫無法進(jìn)行平涂,因此許多廠家便在其找平砂漿層上粘貼面磚。
認(rèn)為里面的砂漿產(chǎn)生裂縫不要緊,只要采用粘接性能好的粘接砂漿粘貼面磚就可解決面層裂縫問題。其實(shí)這樣做是有較大隱患的。
a、無法徹底解決裂縫問題:由于砂漿層產(chǎn)生裂縫處變形應(yīng)力較大易引起此處面磚勾縫膠產(chǎn)生裂縫;如果水從裂縫處滲入會直接對鋼絲網(wǎng)產(chǎn)生銹蝕。
b、荷載過大產(chǎn)生擠壓裂縫且對抗震安全性產(chǎn)生不利影響:
由于在鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫隔熱系統(tǒng)中,找平砂漿層+粘接砂漿層+面磚勾縫膠及面磚層理論值為每平米60kg左右,而實(shí)際工程中由于平整度較差找平砂漿很厚每平米荷載可達(dá)100kg。
在這樣的荷載長期作用下,鋼絲網(wǎng)架聚苯板會產(chǎn)生徐變,從而使整個(gè)硬質(zhì)面層(找平砂漿層+粘接砂漿層+面磚勾縫膠及面磚層)產(chǎn)生重力擠壓造成裂縫,甚至將下面的面磚壓碎。
經(jīng)抗震試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用50厚的鋼絲網(wǎng)架聚苯板,整個(gè)硬質(zhì)面層(找平砂漿層+粘接砂漿層+面磚勾縫膠及面磚層)荷載為41.5kg/m2,當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到0.5g時(shí)傳出鋼絲網(wǎng)切割聚苯板的聲音,表明整個(gè)硬質(zhì)面層發(fā)生了位移。
從以上分析可看出來,鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫隔熱系統(tǒng)靠粘貼面磚來解決開裂問題是不徹底的,甚至是存在安全隱患的。如果要滿足第三步節(jié)能65%要求,就要增加保溫隔熱層厚度,此時(shí)采用同樣的插絲由于力矩的加長,變形將增大,那么以上問題(保溫隔熱材料徐變、荷載重力擠壓、抗震安全性等)將變得更加突出。如果再考慮鋼絲網(wǎng)的銹蝕問題則整個(gè)系統(tǒng)的安全性將變得異常嚴(yán)峻。
