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[摘 要]本文重点讨论了外墙保温系统技术质量问题,从系统设计、构造作法及材料本身质量三个因素探讨了外墙保温系统的质量问题,并根据不同的因素提出了防治措施。
[关键词]外墙外保温,节能窗,建筑节能,系统技术
中图分类号:TU761.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0267-01
随着节能政策与法规的贯彻与实施,加之政府财政补贴等政策的落地,建筑节能在工业建筑、民用建筑等构筑物上已经广泛展开与普遍应用。外墙外保温技术以其合理的构造、节能效率高、热工稳定性好等优点而成为建筑节能领域主流应用技术。外墙外保温技术在四十多年的应用过程中,由于外保温系统处于建筑物外侧,直接与外界环境接触,外界环境的风雨侵蚀作用、昼夜温度变化引起的应力、冻融作用以及大气环境中酸碱腐蚀作用影响了其使用效果,导致外墙外保温系统已经出现了不少脱落、空鼓、开裂、室内泛潮反霜、结露等若干问题,有些保温做法甚至造成了人身伤亡的事故。本文仅从以下系统技术层面讨论一下各种因素可能产生的外墙保温问题,并提出防治办法。
1 系统技术问题
外保温系统技术出现的质量问题主要有三方面:(1)外墙外保温设计的不完善或不合理;(2)构造作法不合理或变更;(3)材料本身存在质量问题。
1.1 设计因素
外墙外保温技术在我国的应用和推广时间不长,设计人员对于各种外保温技术还没有很好的认识和理解,尤其是新的保温做法,例如GPES[1]、IPS[2]、发泡水泥板等等。对于外墙保温系统的一些作法还存在着概念上的模糊认识,不能很好地灵活掌握与应用,导致设计与实际施工脱节,主要表现在实际工程的节点方案[3]设计不完善而导致外保温产生质量问题。例如结构伸缩缝的节能设计,结构伸缩缝两侧的墙体、建筑外窗是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位,也存在热桥效应,设计人员常常忽略。
(1)结构伸缩缝的节能设计
设计人员常常忽略结构伸缩缝两侧的墙体,是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位,也存在热桥效应。有些工程上外墙保温系统在此存在接口,施工处理存在不严密导致的渗水现象,从而水进入保温系统内部而造成危害。
(2)窗的节能节点设计
居住建筑中碰到的外窗多为突窗(或称飘窗)与带有窗套的平窗,大多数建筑物窗周边未考虑保温,这在设计上是不合理的。因为窗周边基本是钢筋混凝土结构,热桥效应非常大。那么在实际施工过程中将会存在两种情况:一是窗的周围不做保温处理,存在热桥效应与保温部分与非保温部分的接口处理问题。二是窗周边窗套应用保温板按照规定尺寸与规格定做构件做成,粘貼安装确保牢固,需要精心施工,窗根部上口做好滴水处理与窗下口窗台的防水处理,带来成本增加的问题。
(3)女儿墙内侧增强保温处理
对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视,保温层延续到女儿墙的压顶,可是设计人员常忽略对女儿墙的内侧保温。女儿墙的根部靠近室内的顶板,如果不对该部位采取保温处理,该部位极容易引起热桥通路,导致顶层房间的顶板棚根部受到外界温度变化影响较大,常产生返霜结露现象。女儿墙墙体开裂,甚至女儿墙构件尺寸变化过大(女儿墙受到太阳辐射程度较大),导致外侧的保温系统破坏,继而渗水,影响使用效果。对女儿墙的内侧保温处理有利于解决这一危害,同时还保护主体结构,避免了女儿墙墙体裂纹的产生。
1.2 构造作法
(1)保温系统与非保温系统接口部位
在外墙连续式的保温系统上,常出现保温系统部分与外墙构件的接口以及保温系统部分收口,即出现保温层与其他不同材质的连接,由于同一平面构造层次不同材质差别较大,如密度、弹性模量、线性膨胀系数等,保温系统容易在接口处开裂而导致渗水现象,故要慎重考虑该部位的抗裂与防水措施。接缝处需要弹性材料密封,护面层要延伸搭接,加强防水措施处理。
(2)保温工程各部分构造图设计
在许多图纸上列出的节能工程外墙保温系统构造中,常常未注明外墙找平层的要求。需要特别指出的是,找平层的好坏直接影响外保温系统的用材与施工质量。实际工程图纸上未明确找平层的要求,施工中必将取消找平层工序。这在胶粉聚苯颗粒外保温系统施工中表现尤甚。这明显改变了工程上的保温墙体系统构造,是不合理的。
(3)保温系统需要高抗冲击区域的处理
每一个个体工程都有其实际特点,规范上要求在底层或首层,容易受到碰撞的部位,需要增加加强网格布或两层网格布以提高系统在该区域的抗冲击能力。经常出现的问题有,设计人员不知道或不重视这些部位的合理化构造设计,导致该部位受到碰撞造成系统破坏,增加维修难度与费用。设计人员应根据个体工程实际情况,在施工图上,明确化需要提高抗冲击区域,出示意构造图,便于技术交底与工程检查与验收。
1.3 系统及组成材料本身质量
对于外保温系统而言,系统及其组成材料的品质与技术性能直接关系到外保温工程的生命质量,这与系统正确施工与否没有联系。下面以聚苯板薄抹灰外保温系统性能及其组成材料性能陈述对保温工程质量影响。
(1)胶粘剂、抹面砂浆对保温板的粘结力问题,主要包括耐水、耐冻融、耐高温。直接导致保温板的安装质量,差的粘结力无法承受基层一定程度的变形,甚至导致系统脱落。
(2)保温板自身问题。偏差过大,直接影响保温层安装质量(平整度、保温板接缝严密性);厚度过薄直接影响系统变形、抗风压能力、抗撕拉能力、抗荷载能力(包括自重及饰面荷载);强度过硬、表面有致密表皮,直接影响粘结材料对其的粘结力与粘结效果的稳定性。保温板无陈化过程或陈化程度不足,存在变形或受热变形,没有达标,直接影响系统的质量,出现起鼓、起翘、开裂,甚至导致粘结很快失效而脱落。
(3)锚固件质量。由于锚固力大小取决于其强度与基层结构强度两方面因素,但是如果锚固件本身规格、型号与强度不好,施工过程中难于将锚固件锚固牢靠,这本身就达不到辅助增强的效果,形同虚设。
(4)网格布[4]质量。网格布的单位面积质量、断裂强力及耐碱断裂强力保留率不合格,其在护面层就起不到很好的增强作用,难以确保系统护面层的机械强度与耐久性。严重者墙面受到温度应力后很快就开裂。
2 外保温工程应加强的措施
结合上述问题分析,外保温工程若能达到建筑节能应有的功效,应从以下方面加强控制。设计层面上应考虑到节能、安全与经济性平衡和评估,从锚栓设计、墙体设计、外窗设计、建筑造型设计系统考虑,在保温层与其他材料的变换处,如阳台、凸窗、装饰线、檐沟、女儿墙内外侧及压顶部位等加以特别关注,并且考虑防水处理,防止水分侵入保温体系,避免因冻胀作用而导致体系的破坏,影响正常系统的使用寿命。
系统材料上多构造层次片层复合体系,涉及材料类型多、配件多,施工程序不同且要求不同,为保证材料质量,应严格按照外墙保温系统的验收规范,实施外保温三检制,即自检、互检、交接检制度,保温工程程序化验收与备案即分项工程分部项目验收并做确认记录备案。这是涉及不同管理组织(分包单位、总包单位、监理单位、检测单位)对项目执行过程及结果的评估确认与质量目标实现的重要保障,是很好的监管体制。保温工程的质量方针需要严格执行并加强这一监管体系。
3 结束语
我们认为在外保温工程实施过程中,应该从全面的、系统化和工程化的观点来认识与理解保温系统工程,即建筑生命周期的观念去设计、施工、质量控制。积极预防外墙保温工程中的常见问题,采取一切必要的有利措施来防止与防治问题,加强各项措施保障保温工程的质量,确保保温效果,防微杜渐。
参考文献
[1] DB37/T5070-2016,低能耗建筑外墙隔离式防火保温体系应用技术规程[S].
[2] DB37/T2648-2015,IPS现浇混凝土剪力墙自保温系统材料[S].
[关键词]外墙外保温,节能窗,建筑节能,系统技术
中图分类号:TU761.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0267-01
随着节能政策与法规的贯彻与实施,加之政府财政补贴等政策的落地,建筑节能在工业建筑、民用建筑等构筑物上已经广泛展开与普遍应用。外墙外保温技术以其合理的构造、节能效率高、热工稳定性好等优点而成为建筑节能领域主流应用技术。外墙外保温技术在四十多年的应用过程中,由于外保温系统处于建筑物外侧,直接与外界环境接触,外界环境的风雨侵蚀作用、昼夜温度变化引起的应力、冻融作用以及大气环境中酸碱腐蚀作用影响了其使用效果,导致外墙外保温系统已经出现了不少脱落、空鼓、开裂、室内泛潮反霜、结露等若干问题,有些保温做法甚至造成了人身伤亡的事故。本文仅从以下系统技术层面讨论一下各种因素可能产生的外墙保温问题,并提出防治办法。
1 系统技术问题
外保温系统技术出现的质量问题主要有三方面:(1)外墙外保温设计的不完善或不合理;(2)构造作法不合理或变更;(3)材料本身存在质量问题。
1.1 设计因素
外墙外保温技术在我国的应用和推广时间不长,设计人员对于各种外保温技术还没有很好的认识和理解,尤其是新的保温做法,例如GPES[1]、IPS[2]、发泡水泥板等等。对于外墙保温系统的一些作法还存在着概念上的模糊认识,不能很好地灵活掌握与应用,导致设计与实际施工脱节,主要表现在实际工程的节点方案[3]设计不完善而导致外保温产生质量问题。例如结构伸缩缝的节能设计,结构伸缩缝两侧的墙体、建筑外窗是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位,也存在热桥效应,设计人员常常忽略。
(1)结构伸缩缝的节能设计
设计人员常常忽略结构伸缩缝两侧的墙体,是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位,也存在热桥效应。有些工程上外墙保温系统在此存在接口,施工处理存在不严密导致的渗水现象,从而水进入保温系统内部而造成危害。
(2)窗的节能节点设计
居住建筑中碰到的外窗多为突窗(或称飘窗)与带有窗套的平窗,大多数建筑物窗周边未考虑保温,这在设计上是不合理的。因为窗周边基本是钢筋混凝土结构,热桥效应非常大。那么在实际施工过程中将会存在两种情况:一是窗的周围不做保温处理,存在热桥效应与保温部分与非保温部分的接口处理问题。二是窗周边窗套应用保温板按照规定尺寸与规格定做构件做成,粘貼安装确保牢固,需要精心施工,窗根部上口做好滴水处理与窗下口窗台的防水处理,带来成本增加的问题。
(3)女儿墙内侧增强保温处理
对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视,保温层延续到女儿墙的压顶,可是设计人员常忽略对女儿墙的内侧保温。女儿墙的根部靠近室内的顶板,如果不对该部位采取保温处理,该部位极容易引起热桥通路,导致顶层房间的顶板棚根部受到外界温度变化影响较大,常产生返霜结露现象。女儿墙墙体开裂,甚至女儿墙构件尺寸变化过大(女儿墙受到太阳辐射程度较大),导致外侧的保温系统破坏,继而渗水,影响使用效果。对女儿墙的内侧保温处理有利于解决这一危害,同时还保护主体结构,避免了女儿墙墙体裂纹的产生。
1.2 构造作法
(1)保温系统与非保温系统接口部位
在外墙连续式的保温系统上,常出现保温系统部分与外墙构件的接口以及保温系统部分收口,即出现保温层与其他不同材质的连接,由于同一平面构造层次不同材质差别较大,如密度、弹性模量、线性膨胀系数等,保温系统容易在接口处开裂而导致渗水现象,故要慎重考虑该部位的抗裂与防水措施。接缝处需要弹性材料密封,护面层要延伸搭接,加强防水措施处理。
(2)保温工程各部分构造图设计
在许多图纸上列出的节能工程外墙保温系统构造中,常常未注明外墙找平层的要求。需要特别指出的是,找平层的好坏直接影响外保温系统的用材与施工质量。实际工程图纸上未明确找平层的要求,施工中必将取消找平层工序。这在胶粉聚苯颗粒外保温系统施工中表现尤甚。这明显改变了工程上的保温墙体系统构造,是不合理的。
(3)保温系统需要高抗冲击区域的处理
每一个个体工程都有其实际特点,规范上要求在底层或首层,容易受到碰撞的部位,需要增加加强网格布或两层网格布以提高系统在该区域的抗冲击能力。经常出现的问题有,设计人员不知道或不重视这些部位的合理化构造设计,导致该部位受到碰撞造成系统破坏,增加维修难度与费用。设计人员应根据个体工程实际情况,在施工图上,明确化需要提高抗冲击区域,出示意构造图,便于技术交底与工程检查与验收。
1.3 系统及组成材料本身质量
对于外保温系统而言,系统及其组成材料的品质与技术性能直接关系到外保温工程的生命质量,这与系统正确施工与否没有联系。下面以聚苯板薄抹灰外保温系统性能及其组成材料性能陈述对保温工程质量影响。
(1)胶粘剂、抹面砂浆对保温板的粘结力问题,主要包括耐水、耐冻融、耐高温。直接导致保温板的安装质量,差的粘结力无法承受基层一定程度的变形,甚至导致系统脱落。
(2)保温板自身问题。偏差过大,直接影响保温层安装质量(平整度、保温板接缝严密性);厚度过薄直接影响系统变形、抗风压能力、抗撕拉能力、抗荷载能力(包括自重及饰面荷载);强度过硬、表面有致密表皮,直接影响粘结材料对其的粘结力与粘结效果的稳定性。保温板无陈化过程或陈化程度不足,存在变形或受热变形,没有达标,直接影响系统的质量,出现起鼓、起翘、开裂,甚至导致粘结很快失效而脱落。
(3)锚固件质量。由于锚固力大小取决于其强度与基层结构强度两方面因素,但是如果锚固件本身规格、型号与强度不好,施工过程中难于将锚固件锚固牢靠,这本身就达不到辅助增强的效果,形同虚设。
(4)网格布[4]质量。网格布的单位面积质量、断裂强力及耐碱断裂强力保留率不合格,其在护面层就起不到很好的增强作用,难以确保系统护面层的机械强度与耐久性。严重者墙面受到温度应力后很快就开裂。
2 外保温工程应加强的措施
结合上述问题分析,外保温工程若能达到建筑节能应有的功效,应从以下方面加强控制。设计层面上应考虑到节能、安全与经济性平衡和评估,从锚栓设计、墙体设计、外窗设计、建筑造型设计系统考虑,在保温层与其他材料的变换处,如阳台、凸窗、装饰线、檐沟、女儿墙内外侧及压顶部位等加以特别关注,并且考虑防水处理,防止水分侵入保温体系,避免因冻胀作用而导致体系的破坏,影响正常系统的使用寿命。
系统材料上多构造层次片层复合体系,涉及材料类型多、配件多,施工程序不同且要求不同,为保证材料质量,应严格按照外墙保温系统的验收规范,实施外保温三检制,即自检、互检、交接检制度,保温工程程序化验收与备案即分项工程分部项目验收并做确认记录备案。这是涉及不同管理组织(分包单位、总包单位、监理单位、检测单位)对项目执行过程及结果的评估确认与质量目标实现的重要保障,是很好的监管体制。保温工程的质量方针需要严格执行并加强这一监管体系。
3 结束语
我们认为在外保温工程实施过程中,应该从全面的、系统化和工程化的观点来认识与理解保温系统工程,即建筑生命周期的观念去设计、施工、质量控制。积极预防外墙保温工程中的常见问题,采取一切必要的有利措施来防止与防治问题,加强各项措施保障保温工程的质量,确保保温效果,防微杜渐。
参考文献
[1] DB37/T5070-2016,低能耗建筑外墙隔离式防火保温体系应用技术规程[S].
[2] DB37/T2648-2015,IPS现浇混凝土剪力墙自保温系统材料[S].