外保溫系統(tǒng)的發(fā)展歷程及優(yōu)選的基本原則

時(shí)間：2020-01-05作者：西安祥豐保溫工程有限公司瀏覽：463

　　建筑節(jié)能是執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)“二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的重要措施之一。多年來，在相關(guān)國家節(jié)能政策和技術(shù)規(guī)范的推動(dòng)下，我國的建筑節(jié)能工作不斷深入，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不斷提高；尤其是墻體保溫技術(shù)得到迅速發(fā)展。在建筑節(jié)能技術(shù)中，由于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，而外墻墻體面積約占總建筑面積的45％，因此加強(qiáng)外墻保溫對(duì)節(jié)能降耗起著較為重要的作用。  
　　外墻保溫作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，已涉及保溫材料及其配套材料選取、系統(tǒng)性能優(yōu)化、工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收等諸多方面。其基本要求在于**系統(tǒng)的整體性、耐久性、有效性和安全性；努力實(shí)現(xiàn)保溫設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)和施工一體化，達(dá)到因地制宜，因時(shí)制宜的設(shè)計(jì)理念。    
　　目前，我國節(jié)能住宅的外墻保溫分為內(nèi)保溫、夾心保溫、外保溫及綜合保溫四種保溫形式，外墻外保溫是建設(shè)部倡導(dǎo)推廣的主要保溫形式，其保溫方式較為直接，效果也較好，是我國目前應(yīng)用較多的一項(xiàng)建筑保溫技術(shù)。    
　　外墻外保溫系統(tǒng)發(fā)展概述    
　　在世界發(fā)達(dá)國家，外墻外保溫的發(fā)展己有30多年的歷史，并已形成多達(dá)幾十種應(yīng)用體系。較早有德國膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系（ETICS一Expanded Thermal Insulation Composite System Based on Expanded Polystyrene），然后是德國Sto AG開發(fā)的“Sto經(jīng)典”外墻外保溫體系。在美洲，主要有美國開發(fā)的科博斯、專威特與易而富(EIFS)等外墻外保溫體系。國外的外保溫體系主要采用在外墻上粘貼聚苯板的施工工藝，必要時(shí)采用錨栓輔助聯(lián)接，其墻體構(gòu)造由內(nèi)到外依次為：基層墻體、粘結(jié)劑、保溫層、抹灰層、飾面層。     
　　在進(jìn)行多種保溫系統(tǒng)研發(fā)、應(yīng)用的同時(shí)，其相應(yīng)材料及輔助件的試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也逐漸確立。美國在1975年**次頒布了ASHRAE美國采暖、制冷及空調(diào)工程協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)90-75“新建筑物設(shè)計(jì)節(jié)能”。以此為基礎(chǔ)，1977年12月官方正式頒布了“新建筑物結(jié)構(gòu)中的節(jié)能法規(guī)”，并在45個(gè)州內(nèi)收到很明顯的節(jié)能效果。不斷地在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)等方面提出新的內(nèi)容，每五年便對(duì)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一次修訂。發(fā)達(dá)國家對(duì)建筑節(jié)能的重視和采取一些行之有效的措施**了巨大的成效，使整個(gè)國家的建筑能耗大幅度下降。如丹麥1985年比1972年采暖面積增加了30%，但采暖能耗卻減少了318萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，采暖能耗占全國總能耗的比，也由39%下降為28%。美國自從制定和執(zhí)行一部節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)至今己節(jié)約了大量資金耗費(fèi)，估計(jì)到2011年，在此基礎(chǔ)上又節(jié)約430億美元。由此可見，國外的建筑節(jié)能法規(guī)30多年來**了多么顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。     
　　在我國，外保溫是近二十多年來在學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外**技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的科研、開發(fā)、試點(diǎn)而發(fā)展起來的。從早先單一的專威特發(fā)泡聚苯板玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)聚合物砂漿抹灰體系(現(xiàn)稱膨脹聚苯板薄抹灰體系)，至今己擁有眾多采用不同材料、不同做法的體系。以保溫層材料為例，已從原先的發(fā)泡聚苯板(CEPS)擴(kuò)展到膠粉顆粒保溫漿料、玻璃棉氈等。在構(gòu)造和施工工藝方面，已從保溫板粘貼到粘釘結(jié)合、與鋼筋混凝土基層澆合(包括無網(wǎng)和有網(wǎng))、保溫槳料整體抹灰、預(yù)制復(fù)合保溫板的粘貼、掛裝以及輕網(wǎng)龍骨、保溫材料與硬質(zhì)面板的裝配等。應(yīng)用地區(qū)也從原先的北方集中采暖地區(qū)發(fā)展到夏熱冬冷地區(qū)。相關(guān)應(yīng)用體系的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)造圖集以及施工規(guī)程相繼配套。與此同時(shí)，國外許多**的應(yīng)用體系也紛紛進(jìn)入中國建筑市場。外墻外保溫己經(jīng)成為我國一項(xiàng)重要而且是主導(dǎo)性的建筑節(jié)能措施，被大量的應(yīng)用于各項(xiàng)工程中。
　　總體來說，我國的建筑節(jié)能經(jīng)歷了節(jié)能30％ 、50％和65％三個(gè)階段，這就為外墻外保溫體系的實(shí)施提出了較高的要求。同時(shí)，為了促進(jìn)節(jié)能降耗工程的順利進(jìn)行，我國也先后頒布了《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》(2000年建設(shè)部*76號(hào)令)、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134—2001)、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189—2005)、《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》(JG149—2003)、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》(JG158—2004)、《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ144—2004)等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)定。建筑節(jié)能技術(shù)日臻完善，我國的建筑節(jié)能工作進(jìn)入了快速發(fā)展階段。  
　　采用外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則    
　　外保溫體系抗裂**內(nèi)保溫體系的原則
　　外保溫體系有利于建筑物建立一個(gè)較加合理的溫度場，使保溫層里面的主體結(jié)構(gòu)冬季溫度提高、濕度降低、溫度變化較為平緩，夏季結(jié)構(gòu)溫度穩(wěn)定性增加、墻體結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力減少，并且雨、雪、凍、融、干、濕等對(duì)主體墻的影響也會(huì)大大減輕，從而使主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險(xiǎn)性減小，建筑物的壽命得以大大延長。因此，外保溫體系對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保護(hù)、防止裂縫的發(fā)生**內(nèi)保溫體系。  
　　“逐層漸變、柔性釋放應(yīng)力”的抗裂技術(shù)原則   
　　采用“逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力的抗裂技術(shù)”理念的構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：保溫隔熱體系各相鄰構(gòu)造層性能、彈性模量變化指標(biāo)相匹配、逐層漸變，抗裂砂漿應(yīng)保證一定的柔韌性以便釋放變形應(yīng)力。同時(shí)，在抗裂防護(hù)層中采用軟配筋和多種纖維改變應(yīng)力傳遞方向，防止各種變形應(yīng)力集中發(fā)生。涂料飾面時(shí)，理想的模式應(yīng)為從抗裂砂漿層-膩?zhàn)?涂料的柔韌變形性逐漸增大；面磚飾面時(shí)，應(yīng)采用柔性的粘結(jié)膠和勾縫膠。  　　普通水泥砂漿不應(yīng)作為外保溫體系表面的找平及保護(hù)層材料的原則   
 　　普通水泥砂漿不僅自身易產(chǎn)生各種收縮裂縫，同時(shí)由于柔韌性較差而無法適應(yīng)自身溫差變形及相鄰層溫度變形而產(chǎn)生的應(yīng)力，用它作為保溫層的保護(hù)層，較易產(chǎn)生裂縫，厚度愈厚愈嚴(yán)重。普通水泥砂漿自身易產(chǎn)生收縮變形，并且存在強(qiáng)度增長周期短（主要強(qiáng)度在10多個(gè)小時(shí)便已完成）、收縮周期長（幾個(gè)月甚至上百天，收縮率為8%~10%）的矛盾，當(dāng)收縮形成的拉應(yīng)力**過水泥砂漿的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫。處于保溫層保護(hù)下的主體結(jié)構(gòu)受溫度變形影響較小，而20mm～30mm的找平砂漿處于熱阻很大的保溫層的外側(cè)，受環(huán)境溫度影響產(chǎn)生較大變形，保溫層兩側(cè)的水泥材質(zhì)受溫差影響產(chǎn)生較大變形引起開裂。另外，由于找平抹灰層厚度不均，局部收縮和溫差應(yīng)力不均也會(huì)引起裂縫。   
　　無空腔或小空腔構(gòu)造提高體系穩(wěn)定性的原則  
　　無空腔或小空腔構(gòu)造做法使得外墻外保溫體系具有抗風(fēng)壓能力強(qiáng)、體系整體性能好、應(yīng)力傳遞穩(wěn)定、安全性好等優(yōu)勢。在高層建筑工程中做外保溫，應(yīng)充分重視風(fēng)荷載對(duì)外保溫體系的破壞作用，盡可能地采用無空腔或小空腔做法，以滿足抗風(fēng)壓破壞的要求。由于風(fēng)壓對(duì)建筑物的破壞力與建筑物的高度成正比，高層建筑要比多層建筑承受的風(fēng)壓較大，因而高層建筑外保溫體系要考慮風(fēng)壓、特別要考慮負(fù)風(fēng)壓的影響。建筑物的風(fēng)荷載是指空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，在建筑物表面產(chǎn)生壓力或吸力。風(fēng)荷載的大小主要與近地風(fēng)的性質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)向及建筑物所在地的地貌和周圍環(huán)境有關(guān)，同時(shí)也與建筑物本身的高度、形狀有關(guān)。風(fēng)荷載作用于建筑物的壓力分布是不均勻的，迎風(fēng)面所受的為正風(fēng)壓；側(cè)風(fēng)面和背風(fēng)面所受為負(fù)風(fēng)壓。當(dāng)外界負(fù)風(fēng)壓較大時(shí)，空腔內(nèi)表面與外表面的壓力差必然會(huì)提高，空腔內(nèi)的氣體膨脹從而向外產(chǎn)生一個(gè)推力，內(nèi)外壓力差會(huì)造成對(duì)保溫體系的疲勞破壞，往往是造成有空腔外保溫體系墻面裂縫的主要因素之一。  
　　防護(hù)層的抗裂問題是控制裂縫的主要矛盾的原則   
　　實(shí)踐證明傳統(tǒng)的水泥砂漿抹在保溫層上，不能解決抗裂問題，必須采用**的抗裂砂漿并輔以合理的增強(qiáng)網(wǎng)。另外在砂漿中加入適量的纖維對(duì)控制裂縫的產(chǎn)生是十分有效的。采用多種纖維復(fù)合配制的抗裂技術(shù),能夠較好地吸收受外界自然條件影響產(chǎn)生的膨脹、收縮變形，并均勻地將溫差變形應(yīng)力向四周分散，從而有效地防止裂縫的產(chǎn)生。如外飾面是面磚，在水泥抗裂砂漿中也可以加入鋼絲網(wǎng)片，但是應(yīng)對(duì)鋼絲網(wǎng)的絲徑、孔距通過試驗(yàn)來確定，面磚的短邊應(yīng)至少搭在兩個(gè)網(wǎng)孔上，鋼絲網(wǎng)應(yīng)采用防腐（銹）好的熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)。   
　　所有外保溫體系經(jīng)過大型耐候性試驗(yàn)驗(yàn)證抗裂性原則      
　　在外保溫隔熱的工程中，外保溫隔熱材料面層的防護(hù)材料及飾面層材料要長期經(jīng)受冷熱、溫濕、凍融等氣候變化。為了驗(yàn)證外保溫隔熱體系的穩(wěn)定性及使用壽命，較好的辦法就是進(jìn)行耐候性試驗(yàn)。    
　　應(yīng)盡量選擇涂料外飾面體系的原則       
　　采用涂料外飾體系即使產(chǎn)生裂縫也比較直觀，有利于對(duì)裂縫的控制。選擇粘貼面磚外飾面該如何防止面磚飾面開裂：   
    ①整個(gè)體系必須經(jīng)過抗震試驗(yàn)、耐候性試驗(yàn)、火反應(yīng)性試驗(yàn)等大型試驗(yàn)驗(yàn)證。
    ②膠粉聚苯顆粒外保溫外飾面粘貼面磚體系滿足體系粘結(jié)安全性、輔助機(jī)械錨固安全性、柔性釋放應(yīng)力安全性、耐候及*安全性等綜合性能。  
    ③鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫體系飾面粘貼面磚時(shí)，用傳統(tǒng)水泥砂漿找平的單網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有較大不合理性(荷載大、易開裂)，表面受正負(fù)風(fēng)壓、熱脹冷縮、干縮濕脹均為雙向受力，應(yīng)采用收縮率小的輕質(zhì)砂漿找平并采用雙網(wǎng)構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)柔性漸變、減輕荷載、增加抗裂性。  
　　應(yīng)充分考慮各層材料的相容性及匹配性原則       
　　由于外保溫體系是由多層材料復(fù)合構(gòu)成，就抗裂性能來說，除應(yīng)考慮各層材料自身功能性外還應(yīng)充分考慮材料的相容性及匹配性。 
　　加強(qiáng)保溫截止部位材質(zhì)變換處的密封原則     
　　在保溫層與其它材料的材質(zhì)變換處，由于這些材質(zhì)的密度相差過大，這就決定了材質(zhì)間的彈性模量和線性膨脹系數(shù)也不盡相同，在溫度應(yīng)力作用下的變形也不同，較容易在這些部位產(chǎn)生面層的裂縫。同時(shí)還應(yīng)該考慮這些部位的防水處理，防止水份侵入到保溫體系內(nèi)，避免因凍脹作用而導(dǎo)致體系的破壞，影響體系的正常使用壽命和體系的耐久性。 
　　外墻保溫體系供應(yīng)商應(yīng)對(duì)體系材料成套供應(yīng)的原則   
　　外墻外保溫是一個(gè)**整體，組成體系的各相關(guān)層應(yīng)協(xié)同作用，不僅要求柔性漸變，而且應(yīng)有一定的相容性、協(xié)同性，形成一個(gè)復(fù)合整體。因此，外墻外保溫體系應(yīng)由體系供應(yīng)商成套供應(yīng)，以保證體系材料的匹配性及抗裂技術(shù)路線的實(shí)現(xiàn)，有利于明確工程質(zhì)量的責(zé)任。


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