论文部分内容阅读
【摘 要】结合工程实例,概述EPS板薄抹灰外墙外保温技术在当前住宅工程领域的使用现状,通过指出外保温工程常见的质量问题,和原因分析,进一步提出在设计、材料研制、施工、检测等技术环节方面应采取的改进措施。
【关键词】EPS板薄抹灰外墙外保温技术;质量问题;改进措施
The application of EPS plastered exterior insulation technology in residence areas
Liu Hong-zhou
(Shanghai Tongji Construction Project Management Consulting Co., Ltd. Shanghai 200092 )
【Abstract】Combined with the engineering practice,summarize the using status about EPS plastered exterior insulation technology in the residence area, indicate common quality problem, and analyse reason, further raise the improvement measures in design、 material、construction and test technology.
【Key words】EPS plastered exterior insulation technology;quality problems;measures for improvement.
1. 前言
我国于2008年3月曾公布了第一批12个资源枯竭型城市,一年后的2009年3月,当第二批资源枯竭型城市公布时,数量陡涨至32个。城市资源枯竭的进程如此迅速,迫使我们不得不在控制高耗能行业和降低能耗方面,采取更有效的措施。而据统计,在我国目前8个高耗能行业中,建筑能耗已占到全社会总能耗的30%左右。外墙外保温技术随势而生,并日趋广泛。其中膨胀聚苯板(简称:EPS板)薄抹灰外墙外保温系统,由于施工工艺相对简单,工艺趋近成熟,施工质量较易保证,被广泛用在工程上,不完全统计,该工艺约占市场使用量的60%以上。
本文以具体的案例,通过透视EPS板薄抹灰外墙外保温系统技术的应用现状,就如何保证工程质量、围护结构的热工性能和使用功能,实现建筑物的节能目标,提出一种新的尝试。
2. 工程概况
苏州工业园区某住宅工程,占地面积72,000平方米,总建筑面积约130,000平方米,地上16~18层,地下1层。建筑高度47.15m 至53.45m。短肢剪力墙结构,外墙填充墙为烧结黏土多孔砖。外墙外保温系统采用25mm厚膨胀聚苯板(EPS)保温板,导热系数0.04W/(m.k),以专用胶粘剂粘贴于基层墙面,保温板外部采用聚合物柔性面层砂浆与耐碱玻璃纤维网格布做薄抹灰防护层,外装饰面喷涂氟碳漆(保温系统见图1)。保温板粘贴半年后,个别工程局部出现保温板变形空鼓等现象,涂料层喷涂半年后,外墙面局部发生裂纹。
3. 技术应用现状
EPS板薄抹灰外墙外保温技术在设计、施工以及材料等方面的应用现状,概述如下:
3.1 定义。
EPS板薄抹灰外墙外保温系统,置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统,是由膨胀聚苯板、胶粘剂和必要时使用的锚栓、抹面胶浆和耐碱网布及涂料等组成的系统产品。薄抹灰增强防护层的厚度宜控制在:普通型3mm~5mm,加强型5mm~7mm。该系统采用粘结固定方式与基层墙体连接,也可铺有锚栓。
3.2 设计。
目前大多数的外墙保温工程设计,是通过对建筑物外墙围护结构的热工计算,来确定保温材料的型号规格,主要有保温板的厚度和导热系数。而抗风压设计、防火设计、温差变形问题、耐久性的问题,节点构造设计,以及对材料相容性的具体要求,都没有在设计阶段得全面而详致的体现,很多问题被遗留在工程中。
3.3 施工工艺。
现场操作是否严格按照批准的施工工艺进行,对各工序的施工质量影响甚大。对施工工艺进行阐释,有助于我们在下文更容易了解因工序施工不当,所造成的质量问题。需要强调的是,目前,保温板和基层墙体的粘结采用的是点粘或条粘法(见图2),也就是说,现行的有空腔体系做法,对切实保障保温板和基层墙体的粘结能力,提出了更高的要求。传统的施工工艺如下:
基层处理→保温板检查、截割→粘贴保温板→锚固件安装→保温板打磨找平(微调)→增强网铺设→涂抹护面层聚合砂浆(头道)→埋入网格布→涂抹护面层聚合物砂浆(二道)
→批刮柔性腻子→涂料饰面施工→补洞及修整。
3.4 材料。
外墙外保温系统的主要材料包括:粘结剂、EPS板、锚栓、聚合物抹面胶浆、耐碱网布等。粘结剂作为粘结EPS板和基层墙体于一体的重要产品,其粘结强度与EPS板的稳定性和强度,是关系系统抗裂、保温性能、稳定性能、防火性能和抗风压变形性能的重要指标;聚合物抹面胶浆、耐碱网布作为表层构造,起着保护保温板的作用,其性能对系统的耐久性、耐侯性和抗裂,影响重大。目前,国家有关施工质量验收规范和标准,主要对材料的强度须满足的技术指标,作出了规定,材料在外界各种环境因素的作用下,其耐久性、耐侯性并没有量化的质量标准。设计对材料的质量要求,也是简单地提出要满足国家相关质量标准的要求。
图1图2
从以上的情况介绍来看,针对外墙外保温工程,目前仍缺少一套完整的技术管理体系,从设计、原材料、施工、检测等环节进行系统的控制,并且各环节之间还存在着脱节或不协调、不相容等问题。并由造成了外墙外保温工程的通病或质量隐患,下面将对常见的质量问题,和原因进行分析。
4. 常见质量问题及原因分析
4.1 造成EPS板空鼓、脱落的原因。
(1)由于基层墙体的平整度、垂直度误差往往超出规范要求,所以在粘贴外保温板前,基层墙体外立面要通过外墙抹灰来找平。如果抹灰工程存在严重的空鼓、开裂等质量问题,或者抹灰层和基层墙体的粘结强度达不到规范规定的0.6MPa的要求,这些问题都将导致外保温板和抹灰层一起脱落。
(2)粘结剂和基层水泥砂浆,或者和EPS板的粘结强度,达不到规范规定,降低了粘结力。胶粘剂的主要成分为纯丙稀酸乳液树脂,骨料中的硅砂尤为重要。丙稀酸树脂在胶粘剂中起到耐水、耐候的作用,丙稀酸树脂含量的多少起着抗裂作用,骨料中的硅砂起加强附着力的作用。树脂含量较低或不使用纯丙稀酸树脂的低劣胶粘剂,无法保证外保温系统的抗裂性和耐久性。硅砂采用的是未经处理的河砂和含铁的普通石英砂,含铁成分较高,易发生氧化反应,破坏胶粘剂中的树脂乳液分子,使其性能指标逐渐下降。是造成外保温系统开裂、脱落的最主要原因之一。
(3)前面介绍过,EPS板的粘贴方法有点粘法和条粘法,而不是满粘,由此形成空腔体系,设计对空腔构造体系在风压作用下的稳定性计算,往往不够重视或根本就没有计算。主要承受重力和风压的EPS板,由于粘结面积达不到要求,在自重作用下,或者在大风作用下,都将使保温层开裂,甚至脱落。
(4)外保温系统是非承重系统,建筑规范规定外挂重量不得超过35Kg/m2,如果饰面层重量超出规定,保温板将不能承受其重,最终造成保温层的开裂或者脱落。
4.2 造成涂料饰面层开裂、脱落的原因。
(1)设计在对外保温饰面层各种材料选型时,未充分注意到各种材料线膨胀系数的明显差异性。这种差异是导致各层材料之间发生温差变形的主要原因,温差变形在饰面层产生附加应力,当超过涂料的抗拉强度时,涂料饰面层将开裂。
(2)EPS板陈化期未完全达到六周,变形尚未稳定,便使用在工程上,由于EPS板要继续完成变形稳定,板内部由此积聚的内应力,会引起板缝之间裂缝。
(3)耐碱性差的玻纤网,长期受到聚合物水泥砂浆的碱性腐蚀,使玻纤网抗拉强度降低,造成抹面层龟裂和剥离现象。
(4)由于施工未严格按照批准的施工工艺和施工质量标准进行操作,所造成的质量问题,如玻纤网布未设置在聚合物水泥砂浆层之间,粘结剂或者聚合物水泥砂浆配合比不准确,门窗洞口边或者阳角处未设置玻纤网附加层,由于平整度或垂直度偏差较大,造成的抹面砂浆厚度严重超出设计要求,这些问题,也是造成涂料饰面层开裂、脱落的原因之一。
4.3 防火问题。
关于EPS外墙保温系统的防火问题,目前还没有系统的研究。GB/T10801.1-2002阻燃型绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料,也只是对材料的防火等级提出了一些要求。
2009年2月9日央视办公大楼新址发生火灾后,建筑业内对保温材料燃烧性能以及外保温工程防火的研究和重视,更是提到了一个前所未有的高度。
5. 技术措施
从以上的阐述,我们更应充分认识到EPS板外墙保温工程是一个系统,它绝不是一些材料的拼凑或堆砌;外保温技术应立足于安全性、耐久性、外观质量长期稳定性、热工性能指标可靠性等基本目标,从设计、材料、施工、检测等环节进行科学管理,才能真正达到节能的目标。
(1)加强对EPS板外墙保温工程集装饰和保温于一体化的应用技术研究,进一步解
决耐久性问题。
(2)解决好设计和施工脱节问题,设计对材料的选型应充分考虑到材料的相容性问题,完善节点设计,设计始终要贯穿逐层渐变,柔性释放应力的原则,以达到保温、抗裂、防脱落的目的。风压对系统安全和稳定性的影响,要经过计算确定。
(3)加强对原材料生产质量的控制,并按照规定对原材料进行检测,保温板的导热系数、厚度、压缩性能、燃烧性能、线膨胀系数,粘结剂和聚合物抗裂砂浆的拉伸粘结强度,玻纤布的抗拉断力等主要技术指标,须满足设计和规范要求。
(4)施工过程须严格按照相关规范、标准和设计文件的要求,进行操作。
(5)加强对EPS板外墙保温体系裂缝、脱落控制技术研究。
(6)成功的案例表明,完善的节点构造设计,是保温系统设计的重要组成部分,也是质量保障的依据。
6. 结束语
面对EPS板外墙保温系统工程存在的一些质量问题,进一步加强预防机理的研究,尽快出台一整套措施,对提高我国当前的外墙外保温工程的质量水平,切实实现节能降耗,建设节能型社会起着关键作用。
参考文献
[1] 《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149-2003
[2] 《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004
[3] 《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T 10801.1-2002
[4] 《耐碱玻璃纤维网格布》JC/T 841-1999
[5] 《建筑节能工程质量验收规范》GB50411-2007
[文章编号]1006-7619(2010)07-23-681
[作者简介] 刘红周(1970-),男,上海同济工程项目管理咨询有限公司。
【关键词】EPS板薄抹灰外墙外保温技术;质量问题;改进措施
The application of EPS plastered exterior insulation technology in residence areas
Liu Hong-zhou
(Shanghai Tongji Construction Project Management Consulting Co., Ltd. Shanghai 200092 )
【Abstract】Combined with the engineering practice,summarize the using status about EPS plastered exterior insulation technology in the residence area, indicate common quality problem, and analyse reason, further raise the improvement measures in design、 material、construction and test technology.
【Key words】EPS plastered exterior insulation technology;quality problems;measures for improvement.
1. 前言
我国于2008年3月曾公布了第一批12个资源枯竭型城市,一年后的2009年3月,当第二批资源枯竭型城市公布时,数量陡涨至32个。城市资源枯竭的进程如此迅速,迫使我们不得不在控制高耗能行业和降低能耗方面,采取更有效的措施。而据统计,在我国目前8个高耗能行业中,建筑能耗已占到全社会总能耗的30%左右。外墙外保温技术随势而生,并日趋广泛。其中膨胀聚苯板(简称:EPS板)薄抹灰外墙外保温系统,由于施工工艺相对简单,工艺趋近成熟,施工质量较易保证,被广泛用在工程上,不完全统计,该工艺约占市场使用量的60%以上。
本文以具体的案例,通过透视EPS板薄抹灰外墙外保温系统技术的应用现状,就如何保证工程质量、围护结构的热工性能和使用功能,实现建筑物的节能目标,提出一种新的尝试。
2. 工程概况
苏州工业园区某住宅工程,占地面积72,000平方米,总建筑面积约130,000平方米,地上16~18层,地下1层。建筑高度47.15m 至53.45m。短肢剪力墙结构,外墙填充墙为烧结黏土多孔砖。外墙外保温系统采用25mm厚膨胀聚苯板(EPS)保温板,导热系数0.04W/(m.k),以专用胶粘剂粘贴于基层墙面,保温板外部采用聚合物柔性面层砂浆与耐碱玻璃纤维网格布做薄抹灰防护层,外装饰面喷涂氟碳漆(保温系统见图1)。保温板粘贴半年后,个别工程局部出现保温板变形空鼓等现象,涂料层喷涂半年后,外墙面局部发生裂纹。
3. 技术应用现状
EPS板薄抹灰外墙外保温技术在设计、施工以及材料等方面的应用现状,概述如下:
3.1 定义。
EPS板薄抹灰外墙外保温系统,置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系统,是由膨胀聚苯板、胶粘剂和必要时使用的锚栓、抹面胶浆和耐碱网布及涂料等组成的系统产品。薄抹灰增强防护层的厚度宜控制在:普通型3mm~5mm,加强型5mm~7mm。该系统采用粘结固定方式与基层墙体连接,也可铺有锚栓。
3.2 设计。
目前大多数的外墙保温工程设计,是通过对建筑物外墙围护结构的热工计算,来确定保温材料的型号规格,主要有保温板的厚度和导热系数。而抗风压设计、防火设计、温差变形问题、耐久性的问题,节点构造设计,以及对材料相容性的具体要求,都没有在设计阶段得全面而详致的体现,很多问题被遗留在工程中。
3.3 施工工艺。
现场操作是否严格按照批准的施工工艺进行,对各工序的施工质量影响甚大。对施工工艺进行阐释,有助于我们在下文更容易了解因工序施工不当,所造成的质量问题。需要强调的是,目前,保温板和基层墙体的粘结采用的是点粘或条粘法(见图2),也就是说,现行的有空腔体系做法,对切实保障保温板和基层墙体的粘结能力,提出了更高的要求。传统的施工工艺如下:
基层处理→保温板检查、截割→粘贴保温板→锚固件安装→保温板打磨找平(微调)→增强网铺设→涂抹护面层聚合砂浆(头道)→埋入网格布→涂抹护面层聚合物砂浆(二道)
→批刮柔性腻子→涂料饰面施工→补洞及修整。
3.4 材料。
外墙外保温系统的主要材料包括:粘结剂、EPS板、锚栓、聚合物抹面胶浆、耐碱网布等。粘结剂作为粘结EPS板和基层墙体于一体的重要产品,其粘结强度与EPS板的稳定性和强度,是关系系统抗裂、保温性能、稳定性能、防火性能和抗风压变形性能的重要指标;聚合物抹面胶浆、耐碱网布作为表层构造,起着保护保温板的作用,其性能对系统的耐久性、耐侯性和抗裂,影响重大。目前,国家有关施工质量验收规范和标准,主要对材料的强度须满足的技术指标,作出了规定,材料在外界各种环境因素的作用下,其耐久性、耐侯性并没有量化的质量标准。设计对材料的质量要求,也是简单地提出要满足国家相关质量标准的要求。
图1图2
从以上的情况介绍来看,针对外墙外保温工程,目前仍缺少一套完整的技术管理体系,从设计、原材料、施工、检测等环节进行系统的控制,并且各环节之间还存在着脱节或不协调、不相容等问题。并由造成了外墙外保温工程的通病或质量隐患,下面将对常见的质量问题,和原因进行分析。
4. 常见质量问题及原因分析
4.1 造成EPS板空鼓、脱落的原因。
(1)由于基层墙体的平整度、垂直度误差往往超出规范要求,所以在粘贴外保温板前,基层墙体外立面要通过外墙抹灰来找平。如果抹灰工程存在严重的空鼓、开裂等质量问题,或者抹灰层和基层墙体的粘结强度达不到规范规定的0.6MPa的要求,这些问题都将导致外保温板和抹灰层一起脱落。
(2)粘结剂和基层水泥砂浆,或者和EPS板的粘结强度,达不到规范规定,降低了粘结力。胶粘剂的主要成分为纯丙稀酸乳液树脂,骨料中的硅砂尤为重要。丙稀酸树脂在胶粘剂中起到耐水、耐候的作用,丙稀酸树脂含量的多少起着抗裂作用,骨料中的硅砂起加强附着力的作用。树脂含量较低或不使用纯丙稀酸树脂的低劣胶粘剂,无法保证外保温系统的抗裂性和耐久性。硅砂采用的是未经处理的河砂和含铁的普通石英砂,含铁成分较高,易发生氧化反应,破坏胶粘剂中的树脂乳液分子,使其性能指标逐渐下降。是造成外保温系统开裂、脱落的最主要原因之一。
(3)前面介绍过,EPS板的粘贴方法有点粘法和条粘法,而不是满粘,由此形成空腔体系,设计对空腔构造体系在风压作用下的稳定性计算,往往不够重视或根本就没有计算。主要承受重力和风压的EPS板,由于粘结面积达不到要求,在自重作用下,或者在大风作用下,都将使保温层开裂,甚至脱落。
(4)外保温系统是非承重系统,建筑规范规定外挂重量不得超过35Kg/m2,如果饰面层重量超出规定,保温板将不能承受其重,最终造成保温层的开裂或者脱落。
4.2 造成涂料饰面层开裂、脱落的原因。
(1)设计在对外保温饰面层各种材料选型时,未充分注意到各种材料线膨胀系数的明显差异性。这种差异是导致各层材料之间发生温差变形的主要原因,温差变形在饰面层产生附加应力,当超过涂料的抗拉强度时,涂料饰面层将开裂。
(2)EPS板陈化期未完全达到六周,变形尚未稳定,便使用在工程上,由于EPS板要继续完成变形稳定,板内部由此积聚的内应力,会引起板缝之间裂缝。
(3)耐碱性差的玻纤网,长期受到聚合物水泥砂浆的碱性腐蚀,使玻纤网抗拉强度降低,造成抹面层龟裂和剥离现象。
(4)由于施工未严格按照批准的施工工艺和施工质量标准进行操作,所造成的质量问题,如玻纤网布未设置在聚合物水泥砂浆层之间,粘结剂或者聚合物水泥砂浆配合比不准确,门窗洞口边或者阳角处未设置玻纤网附加层,由于平整度或垂直度偏差较大,造成的抹面砂浆厚度严重超出设计要求,这些问题,也是造成涂料饰面层开裂、脱落的原因之一。
4.3 防火问题。
关于EPS外墙保温系统的防火问题,目前还没有系统的研究。GB/T10801.1-2002阻燃型绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料,也只是对材料的防火等级提出了一些要求。
2009年2月9日央视办公大楼新址发生火灾后,建筑业内对保温材料燃烧性能以及外保温工程防火的研究和重视,更是提到了一个前所未有的高度。
5. 技术措施
从以上的阐述,我们更应充分认识到EPS板外墙保温工程是一个系统,它绝不是一些材料的拼凑或堆砌;外保温技术应立足于安全性、耐久性、外观质量长期稳定性、热工性能指标可靠性等基本目标,从设计、材料、施工、检测等环节进行科学管理,才能真正达到节能的目标。
(1)加强对EPS板外墙保温工程集装饰和保温于一体化的应用技术研究,进一步解
决耐久性问题。
(2)解决好设计和施工脱节问题,设计对材料的选型应充分考虑到材料的相容性问题,完善节点设计,设计始终要贯穿逐层渐变,柔性释放应力的原则,以达到保温、抗裂、防脱落的目的。风压对系统安全和稳定性的影响,要经过计算确定。
(3)加强对原材料生产质量的控制,并按照规定对原材料进行检测,保温板的导热系数、厚度、压缩性能、燃烧性能、线膨胀系数,粘结剂和聚合物抗裂砂浆的拉伸粘结强度,玻纤布的抗拉断力等主要技术指标,须满足设计和规范要求。
(4)施工过程须严格按照相关规范、标准和设计文件的要求,进行操作。
(5)加强对EPS板外墙保温体系裂缝、脱落控制技术研究。
(6)成功的案例表明,完善的节点构造设计,是保温系统设计的重要组成部分,也是质量保障的依据。
6. 结束语
面对EPS板外墙保温系统工程存在的一些质量问题,进一步加强预防机理的研究,尽快出台一整套措施,对提高我国当前的外墙外保温工程的质量水平,切实实现节能降耗,建设节能型社会起着关键作用。
参考文献
[1] 《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149-2003
[2] 《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004
[3] 《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T 10801.1-2002
[4] 《耐碱玻璃纤维网格布》JC/T 841-1999
[5] 《建筑节能工程质量验收规范》GB50411-2007
[文章编号]1006-7619(2010)07-23-681
[作者简介] 刘红周(1970-),男,上海同济工程项目管理咨询有限公司。