呂知鑫,陳保國(guó)

(長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢 430212)

我國(guó)建筑規(guī)模巨大,發(fā)展迅速。每年新建建筑竣工面積大于各發(fā)達(dá)國(guó)家每年新建建筑竣工面積之和。但能耗大,對(duì)環(huán)境影響大。建設(shè)要繼續(xù),環(huán)境要改善,生活質(zhì)量要提高,出路就在全面推進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)。在建筑中,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù),研發(fā)外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式之一。

1 外墻外保溫技術(shù)簡(jiǎn)介及優(yōu)缺點(diǎn)比較

1.1 聚苯乙烯泡沫塑料板(簡(jiǎn)稱(chēng)EPS板)薄抹灰系統(tǒng)外保溫技術(shù)

EPS板薄抹灰系統(tǒng)是目前在我國(guó)使用最多的一種外保溫墻體,以EPS板為保溫。采用外掛法施工,用粘接砂漿或者是專(zhuān)用的固定件,將聚苯乙烯泡沫塑料板固定在外墻上,然后抹聚合物抗裂砂漿或水泥砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成加強(qiáng)保護(hù)層,最后加做裝飾面層。

其中聚苯板在基層墻體上的固定方式有兩種:①粘結(jié)膠漿固定;②機(jī)械固定物固定。機(jī)械固定用錨栓或預(yù)埋鋼筋等將腹絲非穿透型EPS板與鋼絲網(wǎng)架固定在外墻上。主要工藝:基層處理→固定鋼絲網(wǎng)架→彈線定位→連接EPS板→保溫板外部抹聚合物水泥砂漿→壓入耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布→刮柔性膩?zhàn)雍屯苛厦鎸?。膠體固定用膠粘劑粘結(jié)在外墻上,EPS板表面做玻纖網(wǎng)增強(qiáng)抹面層和飾面層。采取可靠措施后可貼面磚。主要工藝:基層處理→抹底灰→彈線定位→膠粘劑粘結(jié)EPS板并加塑料膨脹栓錨固→保溫板外部抹聚合物水泥砂漿→壓入耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布→刮柔性膩?zhàn)雍屯苛厦鎸印?/p>

此類(lèi)方法的優(yōu)越性在于:①由于它在歐洲及美國(guó)已沿用了近30年,因此此項(xiàng)技術(shù)已形成體系,粘結(jié)層、保溫層與飾面層可配套使用,有較多較成熟的技術(shù)文件;②由于保溫材料采用膨脹聚苯乙烯,其價(jià)格不昂貴,使整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格適中,用戶易接受;③無(wú)復(fù)雜的施工工藝,便于技術(shù)的推廣;④它集保溫、防水和裝飾功能于一體,具有多功能性;⑤整個(gè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的耐候性、良好的防水和水蒸氣滲透性能;⑥有多種顏色和紋理的面層涂料可供選擇,與整個(gè)系統(tǒng)配套使用。目前。這種做法在北方地區(qū)已得到廣泛應(yīng)用。但缺點(diǎn)是:①EPS板薄抹灰系統(tǒng)外保溫安裝費(fèi)時(shí),施工難度大。且施工占用主導(dǎo)工期,待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí),施工人員的安全不易得到保障。②由于白蟻對(duì)膨脹聚苯乙烯的侵害,在有白蟻的地區(qū)不可使用;③由于其對(duì)施工的環(huán)境溫度要求為4℃,不適合冬期施工。保溫板在晝夜及季節(jié)變化發(fā)生熱脹冷縮、濕脹干縮時(shí)也會(huì)在板縫處集中產(chǎn)生變形應(yīng)力。該體系通常采用純點(diǎn)粘或筐點(diǎn)粘,體系存在貫通的空腔,正負(fù)風(fēng)壓對(duì)有空腔的保溫隔熱墻面進(jìn)行擠或拉,易造成板縫處開(kāi)裂。極端情況下負(fù)風(fēng)壓甚至?xí)⒈匕逑频簟Ａ硗庖粋€(gè)因素是當(dāng)聚苯板的溫度超過(guò)70℃時(shí),聚苯板會(huì)產(chǎn)生不可逆熱收縮變形造成較為嚴(yán)重的開(kāi)裂變形。

1.2 EPS板現(xiàn)澆混凝土外墻系統(tǒng)外保溫技術(shù)

現(xiàn)澆混凝土模板內(nèi)置保溫板體系,是針對(duì)現(xiàn)澆混凝土外墻開(kāi)發(fā)的。該技術(shù)是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),在即將澆注的墻體外側(cè),然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。另一種是直接以工廠預(yù)制的EPS板模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的墻體模板和樓板模板。內(nèi)、外兩層 EPS板厚度均為65mm,高度為300mm。兩層EPS板頂部裝有高密度聚乙烯H型材,通過(guò)鋼筋連接件將內(nèi)、外層EPS板連接起來(lái),中間澆筑混凝土形成復(fù)合保溫墻體。兩側(cè)EPS板表面抹玻纖網(wǎng)增強(qiáng)薄抹面層,內(nèi)表面作內(nèi)墻涂料飾面,外表面做涂料飾面或面磚飾面。

根據(jù)EPS板與墻體連接的方式不同,可分為無(wú)網(wǎng)現(xiàn)澆和有網(wǎng)現(xiàn)澆兩個(gè)技術(shù)體系。

(1)無(wú)網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)。

EPS板與現(xiàn)澆混凝土接觸的表面開(kāi)有矩形齒槽,板兩面預(yù)噴界面砂漿,置于外模板內(nèi)側(cè)并安裝錨栓作為輔助固定件。拆模后EPS板表面用膠粉EPS顆粒保溫漿料做局部修補(bǔ)和找平,之后做玻纖網(wǎng)增強(qiáng)抗裂砂漿薄抹面層和飾面層。主要工藝:保溫板置于墻體鋼筋外側(cè)→安裝內(nèi)外大模板→澆注墻體混凝土→拆?！移健沽焉皾{→抹涂料飾面。

試驗(yàn)表明,在混凝土中水泥漿量合適的條件下,直接利用混凝土作為粘結(jié)劑來(lái)粘貼聚苯板,是完全可能的。當(dāng)對(duì)聚苯板的背面進(jìn)行處理之后,其與混凝土的平均粘結(jié)強(qiáng)度可以達(dá)到0.07MPa,而且破壞均發(fā)生在聚苯板內(nèi)。此技術(shù)取消了鋼絲網(wǎng)架,其保溫性能提高,而且板的成本降低。

(2)有網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)。

有網(wǎng)現(xiàn)澆系統(tǒng)以EPS鋼絲網(wǎng)架板為保溫材料,EPS鋼絲網(wǎng)架板置于外墻外模板內(nèi)側(cè),并安裝Φ6鋼筋作為輔助固定件。保溫材料與混凝土基層一次澆筑成型,鋼絲網(wǎng)架板表面抹水泥抗裂砂漿并可粘貼面磚 。主要工藝:保溫板置于墻體鋼筋外側(cè)→安裝內(nèi)外大模板→安裝輔助固定件→澆注墻體混凝土→拆?！移健沽焉皾{→粘貼面磚。

雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠?jī)?nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘結(jié)力,其結(jié)合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較,單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰,節(jié)省了工時(shí)和材料。其造價(jià)可降低10%左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架,造價(jià)較高,且鋼材是熱的良導(dǎo)體,直接傳熱,會(huì)降低墻體的保溫效果。

EPS板現(xiàn)澆混凝土外墻系統(tǒng)外保溫技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問(wèn)題,其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。①這種體系在施工時(shí),是將鋼絲網(wǎng)架聚苯板置于將要澆注的外墻外模的內(nèi)側(cè),外保溫板和墻體一次成型,拆模后保溫板與墻體合而為一,因此節(jié)省了人力、時(shí)間以及安裝費(fèi)用,且施工人員的安全性得到了保證;②所選用的鋼絲網(wǎng)架聚苯板塊大、質(zhì)輕,易于施工,工效提高,縮短部分工期;③施工操作易掌握,冬季可照常施工;④聚苯板外側(cè)掛有鋼絲網(wǎng),外飾面可用面磚。其缺點(diǎn)是:①構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、安裝工藝等還有待于進(jìn)一步完善;②在澆注混凝土?xí)r要注意均勻連續(xù)澆注,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬,影響后序施工;③現(xiàn)澆施工表面平整度控制困難,工程通高垂直偏差較大,局部達(dá)到40～60mm。由于聚苯板表面強(qiáng)度低,在支護(hù)和拆卸外側(cè)模板時(shí),聚苯板表面不可避免受到損壞,混凝土在澆注時(shí)難以避免出現(xiàn)漏漿形成熱橋。

1.3 膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻保溫技術(shù)體系

膠粉聚苯顆粒保溫漿料外墻保溫體系是將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)為EPS)加工破碎成為0.5～4mm的顆粒,作為輕集料來(lái)配制保溫砂漿。膠粉EPS顆粒保溫漿料(水泥基)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拌和后,采用機(jī)械噴涂或手工抹灰,面層再以玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)抗裂砂漿做保護(hù)層。主要工藝:基層墻面處理→釘射釘、預(yù)埋鋼隱→刷界面劑→吊垂線,做套方和控制線→做灰餅、沖筋和護(hù)角→保溫層施工→劃分格線、貼分格條,做窗口的滴水槽→外墻涂料施工或粘貼面磚、安裝石材。

它的優(yōu)點(diǎn)在于:①保溫膏料的粘結(jié)層、保溫層與裝飾層已形成體系,便于配套使用;②保溫漿料用于外墻外保溫時(shí),對(duì)基層墻體平整度要求不高,能適應(yīng)建筑體型復(fù)雜或曲面墻體保溫施工;③施工工藝比較簡(jiǎn)單,操作易掌握,可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率;④有些保溫槳料的材料中采用回收廢聚苯顆粒作為輕骨料,節(jié)能利廢,有利于保護(hù)環(huán)境;⑤不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響,對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平,直接用保溫料漿找補(bǔ)即可,避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過(guò)厚而脫落的現(xiàn)象;⑥解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與其它外保溫相比較,在達(dá)到同樣保溫效果的情況下,其成本較低,可降低房屋建筑造價(jià)。缺點(diǎn)是:①雖然國(guó)家已出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范這種技術(shù),但外墻外保溫的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、施工工藝等還有待于進(jìn)一步完善;②由于保溫砂漿制作大多在現(xiàn)場(chǎng)攪拌,造成施工場(chǎng)地?fù)P塵不達(dá)標(biāo),在部分城市已禁用或限用。此外,可將膠粉聚苯顆粒換成膨脹珍珠巖、海泡石、有機(jī)硅等其他保溫材料,形成新的保溫砂漿,但由于國(guó)家和地方?jīng)]有標(biāo)準(zhǔn)、熱工性能差、手工濕作業(yè)、不易控制質(zhì)量,部分省份已禁止使用。

以上幾種外墻外保溫技術(shù),由于采用的材料與施工工藝有所不同,因此各自的適用范圍也不盡相同。使用中應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)的建筑的造價(jià)、地理位置等各方面的因素進(jìn)行選擇。

2 外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造特點(diǎn)、主要技術(shù)指標(biāo)及適用范圍比較

外墻外保溫系統(tǒng)的構(gòu)造總體分為基層、保溫層、飾面層。技術(shù)指標(biāo)主要有:材料密度、導(dǎo)熱系數(shù)等。應(yīng)根據(jù)不同的氣候、基層墻體材料、飾面材料選擇不同的保溫系統(tǒng)。幾種外保溫系統(tǒng)的特點(diǎn),主要指標(biāo)及適用范圍見(jiàn)表1。

3 外墻外保溫系統(tǒng)組成材料及部件性能要求比較

外墻外保溫系統(tǒng)材料及部件容易引起熱橋,所以系統(tǒng)組成材料及部件性能對(duì)墻體保溫效果有一定影響,其力學(xué)性能對(duì)保溫材料的使用有較大的限制。材料及性能要求見(jiàn)表2。

表1 外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造特點(diǎn)、主要技術(shù)指標(biāo)及適用范圍

表2 外墻外保溫系統(tǒng)組成材料及部件性能要求

綜上所述,現(xiàn)行的各種外墻保溫技術(shù)都不完美,有待進(jìn)一步研發(fā),使用該技術(shù)時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行的外墻保溫技術(shù)條件,保溫節(jié)能工作應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候特征、建筑物的用途、建筑主體材料構(gòu)成、資源優(yōu)勢(shì)及資源循環(huán)利用、安全保障、人居與環(huán)保的需要等,來(lái)選擇針對(duì)性、適用性較強(qiáng)的保溫材料及系統(tǒng)。