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摘 要:本文分析了夹心墙工程在北方的应用、施工及设计要点,保证夹心墙在实际工程应用中的质量。
关键词:聚苯乙烯塑料板的要求,墙体的构造与施工,节点设计
实际工程中因为聚苯乙烯塑料板造价便宜,材料分布地广,取材方便,在夹心墙工程中广泛应用。以辽宁省瓦房店市为例,夹心墙构造由外到内为120厚粉煤灰烧结砖外叶墙、60厚聚苯乙烯塑料板、240厚粉煤灰烧结砖承重内叶墙。设计的技术要点如下:
一、对聚苯乙烯塑料板的要求:
防潮:工程中常用的聚苯板为膨胀聚苯乙烯塑料板,一般为体轻、疏松的物质,呈多孔状、内部含有大量的静止空气。由于空气是热的不良导体,这些封闭的空气起着良好的保温作用。但如果保温材料受潮,即水分侵入材料内部,则其中的一些空气为水分所取代,水的导热系数要比静止的空气大20倍,如果其中的水分再受冻结成冰,则冰的导热系数要比静止的空气大80多倍。由此可见,受潮的材料导热系数明显增加,而保温性能则大为降低。因此,聚苯板在运输和储存的过程中,必须保持干燥状态,避免受潮。同时由于膨胀聚苯乙烯塑料板的蜂窝直径较大,蜂窝壁较薄,抗湿性能较差,不宜用在防潮层以下,以免受潮影响保温效果,对于膨胀聚苯乙烯塑料板,要求其体积吸水率≤2.5%.
根据热工计算的要求及辽宁省的有关规定,工程中使用的聚苯板导热系数应在0.041W/(mk)以下。
聚苯板的多项物理性能与其密度关系甚大,使用时应确定其在稳定至恒重后的密度。如果密度太小,则其强度必低,在承受机械荷载时应变较大,工程质量难以保证,同时材料的导热系数也会增大,保温性能降低,达不到预定的节能效果,因此,夹心墙采用的聚苯板密度应在18-20kg/m3为宜。
聚苯板还有一个后收缩的问题,即聚苯乙烯颗粒料在加热膨胀成型为块体后,在冷却中会逐步收缩。开始时收缩较快,以后逐渐减慢,至150天时收缩量达到极限,即0.15%一0.25%,但到第七周(42天)时收缩量已达0.1%一0.2%,因此,到这时可以在工程中应用。在此之前,应该存放等待。但是,刚生产出的膨胀聚苯乙烯板如果能在60℃条件下养护5天以上,也能完成收缩过程,可以使用。因此,夹心墙工程中所用的聚苯板材,应该检查其生产日期,以保证尺寸的稳定性。
二、墙体的构造与施工:
为保证夹心墙体具有良好的保温性能,施工时保温材料应填满,避免在夹缝中形成空气对流,造成热量的大量损失。对于墙体构造连接应设计妥当,特别是地震区的建筑更是如此。为了保证在地震中内外叶墙墙体共同作用,除了要设混凝土圈梁外,还应该每隔一定高度和距离,加设连接钢筋(见图一)。工程中一般在墙体内部设置Φ6的梅花筋做拉结筋,水平和垂直间距保证在500mm以内,且钢筋应做防锈处理。
对于含湿量较大的房间,当采用夹心墙体保温构造时,冬季建筑物内部的水蒸汽会从沿墙体由室内向室外迁移。在湿迁移过程中,在到达露点温度的条件下,水蒸汽会达到饱和并凝成水滴,这样不仅大大降低了围护结构的保温性能,而且由于冬季冻融的反复作用,降低了材料的强度和耐久性。并且当采用240mm,120mm墙内夹60厚聚苯板的墙体保温构造时,从冷凝计算情况来看,墙体内部已经有结露现象。因此,在设计中应考虑实际的建筑构造中,在靠室内的一侧,应设置较厚的内叶墙,以免水气过多的侵入墙体内部,造成外墙的墙体开裂。外墙施工时,为防止聚苯板因施工受潮,砖或砌块在施工标准允许的条件下应尽量干燥,并在外墙充分干燥后在做最后的面层处理,尽量避免墙体内部水蒸汽的凝结对墙体产生的破坏作用。
三、节点设计
由于夹心墙保温构造的局限性,使混凝土的圈梁、构造柱的冷桥部位的保温性能较差。为提高建筑物的整体保温效果,与室外空气接触的混凝土构件外侧应设置60厚聚苯乙烯塑料板、120厚粉煤灰烧结砖外叶墙(见图二)。应尽量减少混凝土结构部分直接暴露在室外空气中,降低建筑物内部的热量通过热桥向外传播,防止在混凝土结构部位室内结露。
夹心墙体的面层、门窗洞口的周围,孔洞周边,接缝处等,应采用密闭的防水措施,使其具有良好的防水性能,避免雨水进入到墙体内部造成的损坏。多孔面层或面层中存在缝隙,在雨水渗透和严寒受冻的情况下,保温墙体容易遭到破坏,这就要求墙体外层砌筑应平整无缝隙,夹心墙体上的孔洞尽量在施工中预留,下好预埋钢管或塑料管,并应在预埋管的两侧做好防水处理。对于在施工完成后在夹心墙体上开洞口的,亦应做好穿管防水处理。禁止墙体开洞后,聚苯板经过孔洞直接暴露在空气中,以免雨水,风雪沿孔洞侧壁渗透到墙体内部。门窗洞口在施工中应该沿洞口四周至少满砌120mm砖。
对于夹心墙体上悬挂较大荷载的物体,处理的方法是尽量采用墙体内部设预埋件的形式,当采用膨胀螺栓做固定件时,膨胀螺栓的钻孔深度应保证在外皮砖的范围内,否则膨胀螺栓即起不到拉结作用,也破坏了墙体内部的保温层。
对于夹心墙构造,在设置墙身水平防潮层处,聚苯板应该断开,不应将墙身水平防潮层只作用在夹心墙两侧的墙体上,防止地表水、地下水通过防潮层渗透到一层聚苯板内部,增加墙体内部的凝结水,降低墙体的保温性能,减少墙体的使用寿命。
由于农村自身经济,地域、维护等条件的制约,夹心墙体更符合常规做法,所受限制较小,因此广泛应用在北方的新农村建设中。只要设计得当,降低夹心墙保温的缺点,是完全满足住房建设的使用要求的。但我们也应该清醒的认识到,由于夹心墙体在构造上不可避免的局部冷桥及墙体内部冷凝,在对外墙保温性能要求越来越高的今天来说,已经不是主要的发展方向。随着社会不断发展,夹心墙保温会逐渐退出历史舞台,真正的墙体保温市场必将为外保温所垄断。
参考文献:
05SJ917-2 小城镇住宅通用(示范)设计--辽宁抚顺地区
07SG617 夹心保温墙结构构造
《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
关键词:聚苯乙烯塑料板的要求,墙体的构造与施工,节点设计
实际工程中因为聚苯乙烯塑料板造价便宜,材料分布地广,取材方便,在夹心墙工程中广泛应用。以辽宁省瓦房店市为例,夹心墙构造由外到内为120厚粉煤灰烧结砖外叶墙、60厚聚苯乙烯塑料板、240厚粉煤灰烧结砖承重内叶墙。设计的技术要点如下:
一、对聚苯乙烯塑料板的要求:
防潮:工程中常用的聚苯板为膨胀聚苯乙烯塑料板,一般为体轻、疏松的物质,呈多孔状、内部含有大量的静止空气。由于空气是热的不良导体,这些封闭的空气起着良好的保温作用。但如果保温材料受潮,即水分侵入材料内部,则其中的一些空气为水分所取代,水的导热系数要比静止的空气大20倍,如果其中的水分再受冻结成冰,则冰的导热系数要比静止的空气大80多倍。由此可见,受潮的材料导热系数明显增加,而保温性能则大为降低。因此,聚苯板在运输和储存的过程中,必须保持干燥状态,避免受潮。同时由于膨胀聚苯乙烯塑料板的蜂窝直径较大,蜂窝壁较薄,抗湿性能较差,不宜用在防潮层以下,以免受潮影响保温效果,对于膨胀聚苯乙烯塑料板,要求其体积吸水率≤2.5%.
根据热工计算的要求及辽宁省的有关规定,工程中使用的聚苯板导热系数应在0.041W/(mk)以下。
聚苯板的多项物理性能与其密度关系甚大,使用时应确定其在稳定至恒重后的密度。如果密度太小,则其强度必低,在承受机械荷载时应变较大,工程质量难以保证,同时材料的导热系数也会增大,保温性能降低,达不到预定的节能效果,因此,夹心墙采用的聚苯板密度应在18-20kg/m3为宜。
聚苯板还有一个后收缩的问题,即聚苯乙烯颗粒料在加热膨胀成型为块体后,在冷却中会逐步收缩。开始时收缩较快,以后逐渐减慢,至150天时收缩量达到极限,即0.15%一0.25%,但到第七周(42天)时收缩量已达0.1%一0.2%,因此,到这时可以在工程中应用。在此之前,应该存放等待。但是,刚生产出的膨胀聚苯乙烯板如果能在60℃条件下养护5天以上,也能完成收缩过程,可以使用。因此,夹心墙工程中所用的聚苯板材,应该检查其生产日期,以保证尺寸的稳定性。
二、墙体的构造与施工:
为保证夹心墙体具有良好的保温性能,施工时保温材料应填满,避免在夹缝中形成空气对流,造成热量的大量损失。对于墙体构造连接应设计妥当,特别是地震区的建筑更是如此。为了保证在地震中内外叶墙墙体共同作用,除了要设混凝土圈梁外,还应该每隔一定高度和距离,加设连接钢筋(见图一)。工程中一般在墙体内部设置Φ6的梅花筋做拉结筋,水平和垂直间距保证在500mm以内,且钢筋应做防锈处理。
对于含湿量较大的房间,当采用夹心墙体保温构造时,冬季建筑物内部的水蒸汽会从沿墙体由室内向室外迁移。在湿迁移过程中,在到达露点温度的条件下,水蒸汽会达到饱和并凝成水滴,这样不仅大大降低了围护结构的保温性能,而且由于冬季冻融的反复作用,降低了材料的强度和耐久性。并且当采用240mm,120mm墙内夹60厚聚苯板的墙体保温构造时,从冷凝计算情况来看,墙体内部已经有结露现象。因此,在设计中应考虑实际的建筑构造中,在靠室内的一侧,应设置较厚的内叶墙,以免水气过多的侵入墙体内部,造成外墙的墙体开裂。外墙施工时,为防止聚苯板因施工受潮,砖或砌块在施工标准允许的条件下应尽量干燥,并在外墙充分干燥后在做最后的面层处理,尽量避免墙体内部水蒸汽的凝结对墙体产生的破坏作用。
三、节点设计
由于夹心墙保温构造的局限性,使混凝土的圈梁、构造柱的冷桥部位的保温性能较差。为提高建筑物的整体保温效果,与室外空气接触的混凝土构件外侧应设置60厚聚苯乙烯塑料板、120厚粉煤灰烧结砖外叶墙(见图二)。应尽量减少混凝土结构部分直接暴露在室外空气中,降低建筑物内部的热量通过热桥向外传播,防止在混凝土结构部位室内结露。
夹心墙体的面层、门窗洞口的周围,孔洞周边,接缝处等,应采用密闭的防水措施,使其具有良好的防水性能,避免雨水进入到墙体内部造成的损坏。多孔面层或面层中存在缝隙,在雨水渗透和严寒受冻的情况下,保温墙体容易遭到破坏,这就要求墙体外层砌筑应平整无缝隙,夹心墙体上的孔洞尽量在施工中预留,下好预埋钢管或塑料管,并应在预埋管的两侧做好防水处理。对于在施工完成后在夹心墙体上开洞口的,亦应做好穿管防水处理。禁止墙体开洞后,聚苯板经过孔洞直接暴露在空气中,以免雨水,风雪沿孔洞侧壁渗透到墙体内部。门窗洞口在施工中应该沿洞口四周至少满砌120mm砖。
对于夹心墙体上悬挂较大荷载的物体,处理的方法是尽量采用墙体内部设预埋件的形式,当采用膨胀螺栓做固定件时,膨胀螺栓的钻孔深度应保证在外皮砖的范围内,否则膨胀螺栓即起不到拉结作用,也破坏了墙体内部的保温层。
对于夹心墙构造,在设置墙身水平防潮层处,聚苯板应该断开,不应将墙身水平防潮层只作用在夹心墙两侧的墙体上,防止地表水、地下水通过防潮层渗透到一层聚苯板内部,增加墙体内部的凝结水,降低墙体的保温性能,减少墙体的使用寿命。
由于农村自身经济,地域、维护等条件的制约,夹心墙体更符合常规做法,所受限制较小,因此广泛应用在北方的新农村建设中。只要设计得当,降低夹心墙保温的缺点,是完全满足住房建设的使用要求的。但我们也应该清醒的认识到,由于夹心墙体在构造上不可避免的局部冷桥及墙体内部冷凝,在对外墙保温性能要求越来越高的今天来说,已经不是主要的发展方向。随着社会不断发展,夹心墙保温会逐渐退出历史舞台,真正的墙体保温市场必将为外保温所垄断。
参考文献:
05SJ917-2 小城镇住宅通用(示范)设计--辽宁抚顺地区
07SG617 夹心保温墙结构构造
《民用建筑热工设计规范》GB50176-93