建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,是贯彻国民经济可持续发展战略的重要组成部分。最近几年,在建设部及地方ZF出台的一系列节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高。在建筑节能技术中,外围护墙体节能是一个最重要的环节,开发和利用外墙保温技术是实现建筑节能的主要途径。
外墙保温技术按保温层所在的位置分为外墙内保温、夹心保温和外墙外保温三大类。
一、外墙内保温
外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层,目前常用的内保温做法主要有三种:
1.内贴预制保温板,包括增强水泥类、增强石膏类、聚合物砂浆类板材。板的规格分条板和小板,条板宽度一般为600mm,长度为一个层高;小板一般为600mm×900mm。
2.内贴增强粉刷石膏聚苯板,即在墙上粘贴聚苯板,用粉刷石膏做面层,面层厚度8mm~10mm,用玻纤网格布增强。
3.内抹胶粉聚苯颗粒保温浆料,即在基层墙体上经界面处理后直接抹聚苯颗粒保温浆料,再做抗裂砂浆面层,用玻纤网格布增强。其他常用的保温浆料有复合硅酸盐保温砂浆、海泡石保温砂浆、珍珠岩保温砂浆以及稀土复合保温砂浆等。
外墙内保温施工简便,造价相对较低,且施工技术及检验标准比较完善,但存在以下问题:
1.难以避免热(冷)桥,使保温性能有所降低,在热桥部位的外墙内表面容易产生结露、潮湿甚至霉变现象。
2.保温层做在室内,不仅占用室内空间,使用面积有所减少,而且用户二次装修或增设吊挂设施都会对保温层造成破坏,不易修复。
3.不利于建筑外围护结构的保护。
4.保温层及墙体出现裂缝成为普遍现象,而内保温隔热裂缝时时刻刻处于住户的视野中,对住户的审美和心理会产生长期的影响,成为投诉焦点。
二、外墙夹心保温
外墙夹心保温技术是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等。
这种保温形式的优点为:
1.防水、耐候等性能均良好,对内侧墙片和保温材料形成有效的保护。
2.对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用。
3.对施工季节和施工条件的要求不高,不影响冬季施工。
近年来,外墙夹心保温技术在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区得到一定程度的应用,但非严寒地区此类墙体与传统墙体相比偏厚,且内、外侧墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂,抗震性能差,建筑中圈梁和构造柱的设置尚有热(冷)桥存在,保温材料的性能仍然得不到充分
发挥。
三、外墙外保温
外墙外保温技术是将保温层安装在外墙外表面,由保温层、保护层和固定材料构成。与内保温及夹心保温相比,外墙外保温技术具有以下优点:
1.热工性能高,保温效果好,综合投资低。
2.不仅适用于新建工程,也适用于旧楼改造,适用范围广。
3.保温层包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命。
4.基本消除热(冷)桥的影响,同时消除结露和霉变现象,提高了居住的舒适度。
外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术,将成为墙体保温的主要形式,下面对目前常用的外墙保温系统予以重点介绍。
1.EPS板薄抹灰外保温系统
EPS板薄抹灰系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成,EPS板用胶粘剂固定在基层上,薄抹面层中铺满玻纤网。
EPS板薄抹灰外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。该系统EPS板导热系数小,约在0.038Wm•K左右,并且EPS板厚度一般不受限制,可满足严寒地区节能设计标准要求,适用于寒冷地区和严寒地区。从施工方面和综合经济核算方面考虑,EPS板厚度一般不宜小于3cm,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区不宜广泛采用。该系统适用于各种新建建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑节能改造。该系统适用于多层建筑和高层建筑,建筑物高度在20m以上时,在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。
EPS板薄抹灰系统一般不适用于面砖饰面。目前,有些外保温厂家也在尝试做面砖饰面,建议在工程应用中注意以下问题:
1应做耐候性试验。
2面砖与抹面层的粘结强度应大于0.2MPa。
3为了能承受剪切应力,EPS板的密度应不低于30kgm3。
4面砖胶粘剂的耐冻融性能要好。
5应采用粘钉结合方式固定EPS板,锚栓应钉在网布外并钉在粘胶点处。
6边角部位防水一定要好。
7建筑物高度需有一定限制。
就外保温中使用的保温材料而言,除保温性能外,还要求容易粘结,具有一定的机械强度和适当的弹性模量,密度15~22kgm3EPS板就非常适合。EPS板的吸水率和水蒸汽渗透系数完全符合外保温的要求。与EPS板相比,XPS板不易粘结。目前,XPS板用于外墙外保温尚处在试验阶段,不宜大面积应用,尤其不能直接贴面砖。
2.胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成。胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌和后喷涂或抹在基层上形成保温层,薄抹面层中铺满玻纤网。
这种系统在20年前欧洲就有资料介绍应用情况,虽然这种系统保温材料导热系数比EPS板大,但由于我国地域广大,各种气候区分布广泛,加之施工简便,价格适中,因而具有十分广阔的应用前景。
该系统胶粉EPS颗粒保温浆料导热系数接近0.06Wm•K,保温层设计厚度不宜超过100mm,在严寒地区使用会受到一定限制,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区使用有明显优势。该系统适用于各种多层和高层新建建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑节能改造。由于胶粉EPS颗粒保温浆料密度和导热系数较大,保护层表面最高温度以及温度变化速率和变化幅度均低于EPS板薄抹灰系统,因此采取适当措施后,可做面砖饰面。采用面砖饰面时,面砖粘结砂浆和勾缝材料应具有良好的可变形性,压折比应不大于3,勾缝材料还应具有良好的水蒸汽渗透性能。严寒地区采用面砖饰面时需考虑冻融破坏问题。
经试验证实,胶粉EPS颗粒保温浆料用作厚抹面层和表面找平层,外加玻纤网格布抗裂砂浆层,可有效解决抹面层开裂问题,可用于岩棉外保温、现场喷涂聚氨酯外保温及EPS板表面作厚抹面层和找平层。
3.EPS板现浇混凝土外保温系统
EPS板现浇混凝土外保温系统以现浇混凝土为基层,EPS板为保温层。EPS板内表面与现浇混凝土接触的表面水平方向开有矩形齿槽,内、外表面均满喷界面砂浆。在施工时将EPS板置于外模板内侧,并安装辅助锚栓作辅助固定件,浇灌混凝土后墙体与EPS板以及辅助锚栓结合为一体。EPS板表面抹抗裂砂浆薄抹面层,外表以涂料为饰面层,薄抹面层中铺满玻纤网。
该系统适用于现浇混凝土剪力墙结构体系,适用地区与EPS板薄抹灰系统相同,并且同样适用于多层建筑和高层建筑,但不适用于面砖饰面。
4.机械固定EPS钢丝网架板外保温系统
机械固定EPS钢丝网架板外保温系统由机械固定装置、腹丝非穿透型EPS钢丝网架板、砂浆厚抹面层和饰面层构成。
该系统适用于寒冷地区。由于具有厚抹面层,受力学性能要求的限制,保温板不宜过厚,在严寒地区使用会受到一定限制。该系统不适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,不适用于加气混凝土和轻集料混凝土基层。该系统可做面砖饰面和涂料饰面,以涂料做饰面层时,应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。
涂料外墙
5.岩棉板外保温系统
该系统采用机械固定件将岩棉板固定在外墙上,外挂镀锌钢丝网并抹胶粉EPS颗粒保温浆料,表面做玻纤网增强抗裂砂浆薄抹面层和饰面涂层。
岩棉板密度和压缩性能应符合设计要求,金属网和所有金属部件应做防锈处理。系统抗风压值不应小于设计要求的风荷载值。
该系统适用于混凝土和砌体结构外墙,适用于气候干燥地区,在气候湿热地区慎用。
6.装配式保温——装饰一体化外保温系统
该系统采用工厂化生产的预制复合保温板,以发泡聚氨酯作保温材料,浇注成型时与饰面砖复合在一起。预制板现场安装时用锚栓与墙体连接。这种做法的优点是:产品在工厂预制,有利于控制质量;施工装配化,减少了工序,施工速度快;面砖与保温层、保温板与基层墙体连接牢固,为外保温贴面砖饰面开辟了新的途径;聚氨酯比聚苯板有更高的热工性能,因而可以用较薄的厚度满足新的建筑节能设计标准要求。
该系统适用于混凝土和砌体结构外墙,对既有建筑优势明显,在气候湿热、风大地区慎用。
7.喷涂聚氨酯外保温系统
喷涂聚氨酯外保温系统由聚氨酯防潮底漆层、喷涂聚氨酯硬泡保温层、聚氨酯界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料找平层、玻纤网抗裂砂浆抹面层和涂料饰面层构成。
聚氨酯硬泡体导热系数小,保温层热阻高。胶粉EPS颗粒保温浆料找平层兼有找平和保温功能,找平效果好,抗裂性能可靠。该系统是喷涂聚氨酯硬泡与胶粉EPS颗粒保温浆料找平的完美结合,是实现节能65%的一种理想的外保温构造系统。
以上各种外墙保温技术都有成功的工程实例,在应用中也都出现过一些问题。各种保温系统都有其特有的构造形式,选用时不得随意更改。
外墙保温技术按保温层所在的位置分为外墙内保温、夹心保温和外墙外保温三大类。
一、外墙内保温
外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层,目前常用的内保温做法主要有三种:
1.内贴预制保温板,包括增强水泥类、增强石膏类、聚合物砂浆类板材。板的规格分条板和小板,条板宽度一般为600mm,长度为一个层高;小板一般为600mm×900mm。
2.内贴增强粉刷石膏聚苯板,即在墙上粘贴聚苯板,用粉刷石膏做面层,面层厚度8mm~10mm,用玻纤网格布增强。
3.内抹胶粉聚苯颗粒保温浆料,即在基层墙体上经界面处理后直接抹聚苯颗粒保温浆料,再做抗裂砂浆面层,用玻纤网格布增强。其他常用的保温浆料有复合硅酸盐保温砂浆、海泡石保温砂浆、珍珠岩保温砂浆以及稀土复合保温砂浆等。
外墙内保温施工简便,造价相对较低,且施工技术及检验标准比较完善,但存在以下问题:
1.难以避免热(冷)桥,使保温性能有所降低,在热桥部位的外墙内表面容易产生结露、潮湿甚至霉变现象。
2.保温层做在室内,不仅占用室内空间,使用面积有所减少,而且用户二次装修或增设吊挂设施都会对保温层造成破坏,不易修复。
3.不利于建筑外围护结构的保护。
4.保温层及墙体出现裂缝成为普遍现象,而内保温隔热裂缝时时刻刻处于住户的视野中,对住户的审美和心理会产生长期的影响,成为投诉焦点。
二、外墙夹心保温
外墙夹心保温技术是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等。
这种保温形式的优点为:
1.防水、耐候等性能均良好,对内侧墙片和保温材料形成有效的保护。
2.对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用。
3.对施工季节和施工条件的要求不高,不影响冬季施工。
近年来,外墙夹心保温技术在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区得到一定程度的应用,但非严寒地区此类墙体与传统墙体相比偏厚,且内、外侧墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂,抗震性能差,建筑中圈梁和构造柱的设置尚有热(冷)桥存在,保温材料的性能仍然得不到充分
发挥。
三、外墙外保温
外墙外保温技术是将保温层安装在外墙外表面,由保温层、保护层和固定材料构成。与内保温及夹心保温相比,外墙外保温技术具有以下优点:
1.热工性能高,保温效果好,综合投资低。
2.不仅适用于新建工程,也适用于旧楼改造,适用范围广。
3.保温层包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命。
4.基本消除热(冷)桥的影响,同时消除结露和霉变现象,提高了居住的舒适度。
外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术,将成为墙体保温的主要形式,下面对目前常用的外墙保温系统予以重点介绍。
1.EPS板薄抹灰外保温系统
EPS板薄抹灰系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成,EPS板用胶粘剂固定在基层上,薄抹面层中铺满玻纤网。
EPS板薄抹灰外保温系统是国内外使用最普遍、技术上最成熟的外保温系统。该系统EPS板导热系数小,约在0.038Wm•K左右,并且EPS板厚度一般不受限制,可满足严寒地区节能设计标准要求,适用于寒冷地区和严寒地区。从施工方面和综合经济核算方面考虑,EPS板厚度一般不宜小于3cm,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区不宜广泛采用。该系统适用于各种新建建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑节能改造。该系统适用于多层建筑和高层建筑,建筑物高度在20m以上时,在受负风压作用较大的部位宜使用锚栓辅助固定。
EPS板薄抹灰系统一般不适用于面砖饰面。目前,有些外保温厂家也在尝试做面砖饰面,建议在工程应用中注意以下问题:
1应做耐候性试验。
2面砖与抹面层的粘结强度应大于0.2MPa。
3为了能承受剪切应力,EPS板的密度应不低于30kgm3。
4面砖胶粘剂的耐冻融性能要好。
5应采用粘钉结合方式固定EPS板,锚栓应钉在网布外并钉在粘胶点处。
6边角部位防水一定要好。
7建筑物高度需有一定限制。
就外保温中使用的保温材料而言,除保温性能外,还要求容易粘结,具有一定的机械强度和适当的弹性模量,密度15~22kgm3EPS板就非常适合。EPS板的吸水率和水蒸汽渗透系数完全符合外保温的要求。与EPS板相比,XPS板不易粘结。目前,XPS板用于外墙外保温尚处在试验阶段,不宜大面积应用,尤其不能直接贴面砖。
2.胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成。胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌和后喷涂或抹在基层上形成保温层,薄抹面层中铺满玻纤网。
这种系统在20年前欧洲就有资料介绍应用情况,虽然这种系统保温材料导热系数比EPS板大,但由于我国地域广大,各种气候区分布广泛,加之施工简便,价格适中,因而具有十分广阔的应用前景。
该系统胶粉EPS颗粒保温浆料导热系数接近0.06Wm•K,保温层设计厚度不宜超过100mm,在严寒地区使用会受到一定限制,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区使用有明显优势。该系统适用于各种多层和高层新建建筑的混凝土和砌体结构外墙,也适用于既有建筑节能改造。由于胶粉EPS颗粒保温浆料密度和导热系数较大,保护层表面最高温度以及温度变化速率和变化幅度均低于EPS板薄抹灰系统,因此采取适当措施后,可做面砖饰面。采用面砖饰面时,面砖粘结砂浆和勾缝材料应具有良好的可变形性,压折比应不大于3,勾缝材料还应具有良好的水蒸汽渗透性能。严寒地区采用面砖饰面时需考虑冻融破坏问题。
经试验证实,胶粉EPS颗粒保温浆料用作厚抹面层和表面找平层,外加玻纤网格布抗裂砂浆层,可有效解决抹面层开裂问题,可用于岩棉外保温、现场喷涂聚氨酯外保温及EPS板表面作厚抹面层和找平层。
3.EPS板现浇混凝土外保温系统
EPS板现浇混凝土外保温系统以现浇混凝土为基层,EPS板为保温层。EPS板内表面与现浇混凝土接触的表面水平方向开有矩形齿槽,内、外表面均满喷界面砂浆。在施工时将EPS板置于外模板内侧,并安装辅助锚栓作辅助固定件,浇灌混凝土后墙体与EPS板以及辅助锚栓结合为一体。EPS板表面抹抗裂砂浆薄抹面层,外表以涂料为饰面层,薄抹面层中铺满玻纤网。
该系统适用于现浇混凝土剪力墙结构体系,适用地区与EPS板薄抹灰系统相同,并且同样适用于多层建筑和高层建筑,但不适用于面砖饰面。
4.机械固定EPS钢丝网架板外保温系统
机械固定EPS钢丝网架板外保温系统由机械固定装置、腹丝非穿透型EPS钢丝网架板、砂浆厚抹面层和饰面层构成。
该系统适用于寒冷地区。由于具有厚抹面层,受力学性能要求的限制,保温板不宜过厚,在严寒地区使用会受到一定限制。该系统不适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,不适用于加气混凝土和轻集料混凝土基层。该系统可做面砖饰面和涂料饰面,以涂料做饰面层时,应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。
涂料外墙
5.岩棉板外保温系统
该系统采用机械固定件将岩棉板固定在外墙上,外挂镀锌钢丝网并抹胶粉EPS颗粒保温浆料,表面做玻纤网增强抗裂砂浆薄抹面层和饰面涂层。
岩棉板密度和压缩性能应符合设计要求,金属网和所有金属部件应做防锈处理。系统抗风压值不应小于设计要求的风荷载值。
该系统适用于混凝土和砌体结构外墙,适用于气候干燥地区,在气候湿热地区慎用。
6.装配式保温——装饰一体化外保温系统
该系统采用工厂化生产的预制复合保温板,以发泡聚氨酯作保温材料,浇注成型时与饰面砖复合在一起。预制板现场安装时用锚栓与墙体连接。这种做法的优点是:产品在工厂预制,有利于控制质量;施工装配化,减少了工序,施工速度快;面砖与保温层、保温板与基层墙体连接牢固,为外保温贴面砖饰面开辟了新的途径;聚氨酯比聚苯板有更高的热工性能,因而可以用较薄的厚度满足新的建筑节能设计标准要求。
该系统适用于混凝土和砌体结构外墙,对既有建筑优势明显,在气候湿热、风大地区慎用。
7.喷涂聚氨酯外保温系统
喷涂聚氨酯外保温系统由聚氨酯防潮底漆层、喷涂聚氨酯硬泡保温层、聚氨酯界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料找平层、玻纤网抗裂砂浆抹面层和涂料饰面层构成。
聚氨酯硬泡体导热系数小,保温层热阻高。胶粉EPS颗粒保温浆料找平层兼有找平和保温功能,找平效果好,抗裂性能可靠。该系统是喷涂聚氨酯硬泡与胶粉EPS颗粒保温浆料找平的完美结合,是实现节能65%的一种理想的外保温构造系统。
以上各种外墙保温技术都有成功的工程实例,在应用中也都出现过一些问题。各种保温系统都有其特有的构造形式,选用时不得随意更改。