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【摘 要】 针对2010年开始实施第三步建筑节能65%的要求,本文分析了外墙外保温的优越性,探讨了已经成熟的外墙保温体系和技术先进的外墙保温体系及需注意的问题,提出建议。
【关键词】 外墙;外保温;节能
引言:
随着经济的发展和城市化进程的加快,购房消费已经成为百姓消费中的一个重要组成部分,特别是对建筑的使用面积和分户供暖后的费用支出更是关注的焦点,有关部委对建筑节能出台了相关政策和法规,提出2010年开始实施第三步建筑节能65%的要求,重点在于提高建筑物外围护结构的保温隔热性能。在建筑物外围护结构中,外墙与外窗所占比例最大。对于外墙,从热工性能上讲,实施外墙外保温要比外墙内保温的热工效率提高30%,于是,要想实施第三步建筑节能65%的目标,必须实施高效外墙外保温。
1 外墙外保温的优越性
外保温是指在垂直的承重外墙的外表面上建造保温层,即给建筑物外壳穿上一件“保温外套”;相对于外墙内保温,外墙外保温主要有以下优点:
1.1适用范围广
外保温适用于采暖和空调的工业与民用建筑,既可用于新建工程工程,又可用于旧房改造,适用范围较广。
1.2保护主体结构,延长建筑物寿命
采用外墙外保温方案,由于保温层置于建筑物的围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形主生的应力,避免了雨、雪、冻、融干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线的侵蚀。事实证明,只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效地消除了顶层横墙常见的斜裂缝的八字裂缝。
1.3基本消除了“热桥”的影响
采用外保温在避免“热桥”方面比内保温更有利,如在内外墙交接部位、外墙圈梁、构造柱,框架梁、柱、门窗洞口及顶层女儿墙与屋面板交界边所产生的“热桥”。
1.4使墙体潮湿情况得到改善
一般情况下,内保温须设置隔气层,而采用外保温时,由于蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层的内侧,用稳态传湿理论进行分析,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时,由于采取外保温措施后,结构层的整个墙身温度提高了,降低了它的含湿量,因而进一步改善了墙体保温性能。
1.5有利于室温保持稳定
外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升时或下降时,墙体结构层能够吸收或释放热量,故有利于室温保持稳定。
1.6有利于提高墙体的防水和气密性
加气混凝土、混凝土空心砌块等墙体,在砌筑灰缝和面砖粘贴不密实的情况下,其防水和气密性较差,采用外保温构造,则可大大提高墙体防水性能。
1.7有利于改善室内热环境质量
室内热环境质量受室内空气温度和围护结构表面温度的影响。如采用外保温墙体,全面提高墙的保温性能,则有利于保持室内空气和墙体内表面有较高温度,从而有利于室内热环境。
1.8便于旧建筑物进行节能改造
20世纪80年代以前建造的工业与民用建筑一般都不满足节能要求。因此,对旧房进行节能改造,已提上议事日程。与内保温相比,采用外保温方式对旧房进行节能改造,其最大优点之一是无需临时搬迁,基本不影响用户的室内活动和正常生活。
1.9可减少保温材料用量
在达到同样节能效果的条件下,采用外保温墙体,由于基本消除了“热桥”的影响,故可以节约保温材料用量。
1.10增加房屋使用面积
由于保温材料贴在墙体外侧,其保温、隔热效果优于内保温和夹心保温,故可使结构墙体减薄,与内保温相比,每户使用面积约增加1.3~1.8㎡。
1.11便于丰富外立面
在施工外保温的同时,还可以利聚苯板作成凹进或凸出墙面的线条,及其它各种形状的装饰物,不仅施工方便,而且丰富了建筑物外立面,特别对既有建筑进行节能改造时,不仅使建筑物获得更好的保温隔热效果,而且可以同时进行立面改造,使既有建筑焕然一新。
2 外墙保温体系
2.1比较成熟有代表性的外墙保温体系
此类保温体系技术非常成熟,而且被广泛推广,其基本构造见图1,系统组成见表1。只是针对不同地区、不同建筑类型和不同建筑节能要求而选用不同的保温材,各类保温材料各有优缺点,几种常见保温材料的主要性能见表2。
表1 外保温系统组成
黏结层1 保温层2 防水层3 防护层4 饰面层5
粘结胶浆,视需要附加锚钉,基层不符合粘接要求时采用机械法固定 阻燃型保温材料,厚度按各地节能要求在30mm-200mm之间选用 专用抗渗防水剂 抹面胶浆+玻璃纤维网格布 专业外墙涂料或者面砖
表2 常用保温材料的主要性能
材料名称 表观密度
(Kg/m3) 最高使用温度(℃) 抗压强度(MPa) 导热系数
(W/m·k) 吸水率(%)
岩棉保温板 80~150 -268~350 - 0.047~0.052 -
玻璃保温板 40~60 -120~400 - ≤0.035 -
聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30 -80~75 0.12~018 0.12~0.18 <0.1
聚苯颗粒保温料浆 ≤220 -50~75 - ≥0.01 <0.07
2.2技术先进外墙保温体系
(1)聚苯板与墙壁一次浇注成型
对于混凝土框—剪体系可将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇筑的墙壁体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。主体与保温层一次在活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。尤其在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网,也可以是单面钢丝网。试验结果表明,在混凝土中水泥浆量合适的条件下,直接利用混凝土作为粘接剂来粘贴聚苯板,是完全可能的。而且其造价可降低10%左右。经过对其长期耐久性论证之后,工程中可以推广使用。 (2)“Sto经典”(StoThermClassic)外墙外保温体系
目前已引进国内的无水泥基高弹性“Sto经典”(StoThermClassic)外墙外保温体系,适用于有特别防火要求的建筑物的矿物质外墙外保温体系、可使墙体保持透明外墙外保温绝对干燥的外挂板背通风式外墙外保温体系、用于“低能耗住宅”的太阳能透明外墙外保温体系等。该体系不但集保温、防水、装饰功能为一体,更在于其“无水泥”防护面层具有很高的弹性和抗冲击荷载能力、优越的抗裂性及耐候性。检测数据表明:无水泥基Sto纤维增强抹灰胶(抹面胶浆)的开裂应变高达2.38%(水泥基抹面胶浆的开裂应变一般为0.4-0.5%左右)。故“Sto经典”外墙外保温体系不需留有伸缩缝(但需保留建筑物的构造缝),也无须在门窗开口处附加45度角网格布。Sto玻璃纤维网格布的抗断强度大于1700N/5cm,加强网格布的抗断强度达到5000N/5cm,应力——应变曲线呈线性关系,说明无节点滑移和织丝松弛现象。Sto外墙外保温体系的标准网格布系统的抗冲击能力高于8J,加强网格布系统的抗冲击能力大于20J。同时,无水泥基抹面胶浆避免了玻璃纤维网格布的耐碱问题和饰面涂料层的泛碱问题。
该系统至今已为市场提供了二亿多平方米的外墙外保温体系。
3 外墙外保温应用需注意的问题
我国外墙外保温的技术发展很快,新技术、新工艺也被迅速广泛推广,但是,外保温系统所用材料存在以次充好、施工质量差等现象。外保温系统位于建筑物的外表面,直接面向室外大气环境,除系统性能应满足保温隔热的要求外,还要抵御外来的风压、雨淋、高温日照以及严寒的侵蚀,故其安全性和可靠性更为重要,更要注意防火问题。
4 结论和建议
我国的建筑节能要想既赶上世界先进国家,又能适应中国特色的建筑市场,对企业来说必须专心进行产品的研究、开发,以达到材料保温高效,施工方法便捷,生产环节的工业化、标准化,还要加大淘汰落后技术和产品的力度,给市场一个净化的环境,以加快实施节能65%标准的步伐。
参考文献:
[1]杨善勤,建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]宋德萱,节能建筑技术与技术[M].上海:同济大学出版社,1999.
[3]涂逢详,建筑节能41[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[4]涂逢详,林寿,滕绍华.外墙外保温技术百问[S].北京:中国建筑工业出版社,2002年.
【关键词】 外墙;外保温;节能
引言:
随着经济的发展和城市化进程的加快,购房消费已经成为百姓消费中的一个重要组成部分,特别是对建筑的使用面积和分户供暖后的费用支出更是关注的焦点,有关部委对建筑节能出台了相关政策和法规,提出2010年开始实施第三步建筑节能65%的要求,重点在于提高建筑物外围护结构的保温隔热性能。在建筑物外围护结构中,外墙与外窗所占比例最大。对于外墙,从热工性能上讲,实施外墙外保温要比外墙内保温的热工效率提高30%,于是,要想实施第三步建筑节能65%的目标,必须实施高效外墙外保温。
1 外墙外保温的优越性
外保温是指在垂直的承重外墙的外表面上建造保温层,即给建筑物外壳穿上一件“保温外套”;相对于外墙内保温,外墙外保温主要有以下优点:
1.1适用范围广
外保温适用于采暖和空调的工业与民用建筑,既可用于新建工程工程,又可用于旧房改造,适用范围较广。
1.2保护主体结构,延长建筑物寿命
采用外墙外保温方案,由于保温层置于建筑物的围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形主生的应力,避免了雨、雪、冻、融干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线的侵蚀。事实证明,只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效地消除了顶层横墙常见的斜裂缝的八字裂缝。
1.3基本消除了“热桥”的影响
采用外保温在避免“热桥”方面比内保温更有利,如在内外墙交接部位、外墙圈梁、构造柱,框架梁、柱、门窗洞口及顶层女儿墙与屋面板交界边所产生的“热桥”。
1.4使墙体潮湿情况得到改善
一般情况下,内保温须设置隔气层,而采用外保温时,由于蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层的内侧,用稳态传湿理论进行分析,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时,由于采取外保温措施后,结构层的整个墙身温度提高了,降低了它的含湿量,因而进一步改善了墙体保温性能。
1.5有利于室温保持稳定
外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升时或下降时,墙体结构层能够吸收或释放热量,故有利于室温保持稳定。
1.6有利于提高墙体的防水和气密性
加气混凝土、混凝土空心砌块等墙体,在砌筑灰缝和面砖粘贴不密实的情况下,其防水和气密性较差,采用外保温构造,则可大大提高墙体防水性能。
1.7有利于改善室内热环境质量
室内热环境质量受室内空气温度和围护结构表面温度的影响。如采用外保温墙体,全面提高墙的保温性能,则有利于保持室内空气和墙体内表面有较高温度,从而有利于室内热环境。
1.8便于旧建筑物进行节能改造
20世纪80年代以前建造的工业与民用建筑一般都不满足节能要求。因此,对旧房进行节能改造,已提上议事日程。与内保温相比,采用外保温方式对旧房进行节能改造,其最大优点之一是无需临时搬迁,基本不影响用户的室内活动和正常生活。
1.9可减少保温材料用量
在达到同样节能效果的条件下,采用外保温墙体,由于基本消除了“热桥”的影响,故可以节约保温材料用量。
1.10增加房屋使用面积
由于保温材料贴在墙体外侧,其保温、隔热效果优于内保温和夹心保温,故可使结构墙体减薄,与内保温相比,每户使用面积约增加1.3~1.8㎡。
1.11便于丰富外立面
在施工外保温的同时,还可以利聚苯板作成凹进或凸出墙面的线条,及其它各种形状的装饰物,不仅施工方便,而且丰富了建筑物外立面,特别对既有建筑进行节能改造时,不仅使建筑物获得更好的保温隔热效果,而且可以同时进行立面改造,使既有建筑焕然一新。
2 外墙保温体系
2.1比较成熟有代表性的外墙保温体系
此类保温体系技术非常成熟,而且被广泛推广,其基本构造见图1,系统组成见表1。只是针对不同地区、不同建筑类型和不同建筑节能要求而选用不同的保温材,各类保温材料各有优缺点,几种常见保温材料的主要性能见表2。
表1 外保温系统组成
黏结层1 保温层2 防水层3 防护层4 饰面层5
粘结胶浆,视需要附加锚钉,基层不符合粘接要求时采用机械法固定 阻燃型保温材料,厚度按各地节能要求在30mm-200mm之间选用 专用抗渗防水剂 抹面胶浆+玻璃纤维网格布 专业外墙涂料或者面砖
表2 常用保温材料的主要性能
材料名称 表观密度
(Kg/m3) 最高使用温度(℃) 抗压强度(MPa) 导热系数
(W/m·k) 吸水率(%)
岩棉保温板 80~150 -268~350 - 0.047~0.052 -
玻璃保温板 40~60 -120~400 - ≤0.035 -
聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30 -80~75 0.12~018 0.12~0.18 <0.1
聚苯颗粒保温料浆 ≤220 -50~75 - ≥0.01 <0.07
2.2技术先进外墙保温体系
(1)聚苯板与墙壁一次浇注成型
对于混凝土框—剪体系可将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇筑的墙壁体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。主体与保温层一次在活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。尤其在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网,也可以是单面钢丝网。试验结果表明,在混凝土中水泥浆量合适的条件下,直接利用混凝土作为粘接剂来粘贴聚苯板,是完全可能的。而且其造价可降低10%左右。经过对其长期耐久性论证之后,工程中可以推广使用。 (2)“Sto经典”(StoThermClassic)外墙外保温体系
目前已引进国内的无水泥基高弹性“Sto经典”(StoThermClassic)外墙外保温体系,适用于有特别防火要求的建筑物的矿物质外墙外保温体系、可使墙体保持透明外墙外保温绝对干燥的外挂板背通风式外墙外保温体系、用于“低能耗住宅”的太阳能透明外墙外保温体系等。该体系不但集保温、防水、装饰功能为一体,更在于其“无水泥”防护面层具有很高的弹性和抗冲击荷载能力、优越的抗裂性及耐候性。检测数据表明:无水泥基Sto纤维增强抹灰胶(抹面胶浆)的开裂应变高达2.38%(水泥基抹面胶浆的开裂应变一般为0.4-0.5%左右)。故“Sto经典”外墙外保温体系不需留有伸缩缝(但需保留建筑物的构造缝),也无须在门窗开口处附加45度角网格布。Sto玻璃纤维网格布的抗断强度大于1700N/5cm,加强网格布的抗断强度达到5000N/5cm,应力——应变曲线呈线性关系,说明无节点滑移和织丝松弛现象。Sto外墙外保温体系的标准网格布系统的抗冲击能力高于8J,加强网格布系统的抗冲击能力大于20J。同时,无水泥基抹面胶浆避免了玻璃纤维网格布的耐碱问题和饰面涂料层的泛碱问题。
该系统至今已为市场提供了二亿多平方米的外墙外保温体系。
3 外墙外保温应用需注意的问题
我国外墙外保温的技术发展很快,新技术、新工艺也被迅速广泛推广,但是,外保温系统所用材料存在以次充好、施工质量差等现象。外保温系统位于建筑物的外表面,直接面向室外大气环境,除系统性能应满足保温隔热的要求外,还要抵御外来的风压、雨淋、高温日照以及严寒的侵蚀,故其安全性和可靠性更为重要,更要注意防火问题。
4 结论和建议
我国的建筑节能要想既赶上世界先进国家,又能适应中国特色的建筑市场,对企业来说必须专心进行产品的研究、开发,以达到材料保温高效,施工方法便捷,生产环节的工业化、标准化,还要加大淘汰落后技术和产品的力度,给市场一个净化的环境,以加快实施节能65%标准的步伐。
参考文献:
[1]杨善勤,建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]宋德萱,节能建筑技术与技术[M].上海:同济大学出版社,1999.
[3]涂逢详,建筑节能41[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[4]涂逢详,林寿,滕绍华.外墙外保温技术百问[S].北京:中国建筑工业出版社,2002年.