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建築外牆外保溫係統及其配套材料,這些細節不應隻在被動房裏才有

人氣:發表時間:2020-06-15 10:14

來源:國產建築節能大師

建築節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容,是實現“二十一世紀可持續發展戰略”的重要措施之一。多年來,在相關國家節能政策和技術規範的推動下,我國的建築節能工作不斷深入,節能標準不斷提高;尤其是牆體保溫技術得到迅速發展。在建築節能技術中,由於外圍護結構的熱損耗較大,而外牆牆體麵積約占總建築麵積的45%,因此加強外牆保溫對節能降耗起著極為重要的作用。  

 

外牆保溫作為一項係統工程,已涉及保溫材料及其配套材料選取、係統性能優化、工程設計、施工及驗收等諸多方麵。其基本要求在於保障係統的整體性、耐久性、有效性和安全性;努力實現保溫設計、材料生產和施工一體化,達到因地製宜,因時製宜的設計理念。    

 

目前,我國節能住宅的外牆保溫分為內保溫、夾心保溫、外保溫及綜合保溫四種保溫形式,外牆外保溫是建設部倡導推廣的主要保溫形式,其保溫方式最為直接,效果也最好,是我國目前應用最多的一項建築保溫技術。    

 

1 外牆外保溫係統發展概述

 

在世界發達國家,外牆外保溫的發展己有30多年的曆史,並已形成多達幾十種應用體係。最早有德國二十世紀六十年代開發的膨脹聚苯板薄抹灰外牆外保溫體係(ETICS一Expanded Thermal Insulation Composite System Based on Expanded Polystyrene),然後是德國Sto AG開發的“Sto經典”外牆外保溫體係。在美洲,主要有美國開發的科博斯、專威特與易而富(EIFS)等外牆外保溫體係。國外的外保溫體係主要采用在外牆上粘貼聚苯板的施工工藝,必要時采用錨栓輔助聯接,其牆體構造由內到外依次為:基層牆體、粘結劑、保溫層、抹灰層、飾麵層。  

 

在進行多種保溫係統研發、應用的同時,其相應材料及輔助件的試驗方法及檢驗標準也逐漸確立。美國在1975年第一次頒布了ASHRAE美國采暖、製冷及空調工程協會標準90-75“新建築物設計節能”。以此為基礎,1977年12月官方正式頒布了“新建築物結構中的節能法規”,並在45個州內收到很明顯的節能效果。美國國家能源局、標準局及全國建築法規和標準大會,不斷地在建築節能設計等方麵提出新的內容,每五年便對ASHRAE標準進行一次修訂。發達國家對建築節能的重視和采取一些行之有效的措施取得了巨大的成效,使整個國家的建築能耗大幅度下降。如丹麥1985年比1972年采暖麵積增加了30%,但采暖能耗卻減少了318萬噸標準煤,采暖能耗占全國總能耗的比重,也由39%下降為28%。美國自從製定和執行一部節能標準至今己節約了大量資金耗費,估計到2011年,在此基礎上又節約430億美元。由此可見,國外的建築節能法規30多年來取得了多麽顯著的社會效益和經濟效益。  

 

在我國,外保溫是近二十多年來在學習和引進國外先進技術的基礎上,結合大量的科研、開發、試點而發展起來的。從早先單一的專威特發泡聚苯板玻纖網格布增強聚合物砂漿抹灰體係(現稱膨脹聚苯板薄抹灰體係),至今己擁有眾多采用不同材料、不同做法的體係。以保溫層材料為例,已從原先的發泡聚苯板(CEPS)擴展到膠粉顆粒保溫漿料、玻璃棉氈等。在構造和施工工藝方麵,已從保溫板粘貼到粘釘結合、與鋼筋混凝土基層澆合(包括無網和有網)、保溫槳料整體抹灰、預製複合保溫板的粘貼、掛裝以及輕網龍骨、保溫材料與硬質麵板的裝配等。應用地區也從原先的北方集中采暖地區發展到夏熱冬冷地區。相關應用體係的產品標準、構造圖集以及施工規程相繼配套。與此同時,國外許多先進的應用體係也紛紛進入中國建築市場。外牆外保溫己經成為我國一項重要而且是主導性的建築節能措施,被大量的應用於各項工程中。

 

總體來說,我國的建築節能經曆了節能30% 、50%和65%三個階段,這就為外牆外保溫體係的實施提出了更高的要求。同時,為了促進節能降耗工程的順利進行,我國也先後頒布了《民用建築節能管理規定》(2000年建設部第76號令)、《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》(JGJ134—2001)、《公共建築節能設計標準》(GB50189—2005)、《膨脹聚苯板薄抹灰外牆外保溫係統》(JG149—2003)、《膠粉聚苯顆粒外牆外保溫係統》(JG158—2004)、《外牆外保溫工程技術規程》(JGJ144—2004)等標準、規程和規定。建築節能技術日臻完善,我國的建築節能工作進入了快速發展階段。  

 

2外牆外保溫係統基本構成及性能要求  

   

隨著建築節能技術的不斷完善和發展,外牆外保溫技術以其先進性、前景廣闊等特點逐漸成為建築保溫節能的主要形式;其基本特征是:保溫材料通過粘結材料被固定於主體牆結構的外側,外側輔以玻璃纖維網加強並塗刷粘結膠漿。因此,外牆外保溫係統主要由保溫層、抹麵層和飾麵層構成,同時各層之間通過砂漿粘結、機械釘固或者纖維增強等方式形成一個有機的整體。

 

為了達到保溫隔熱的功效,組成外牆外保溫係統的各個部分,必須滿足水密性,抗壓性以及溫濕度變化的要求,不至產生裂縫並能抵抗外界可能發生的碰撞作用。同時,外保溫的基底,必須滿足建築力學穩定性要求,能承受垂直荷載,風荷載,並能經受撞擊而保證安全使用。因此,在選用各部分材料時,不僅要求材料本身具有優異的性能,而且各部分必須相互協調和匹配。  

 

2.1 保溫層

     

保溫層是外牆外保溫係統中最關鍵的組成部分,主要起保溫隔熱作用。目前,作為牆體保溫層的保溫材料,種類繁多,主要分為無機、有機和金屬三類;由於外保溫材料置於牆體的外側,直接與外界接觸,承受的溫差大,因此,保溫材料不僅要有良好的阻抗熱流傳遞的性能即大的熱阻、小的傳熱係數,而且對保溫材料的耐候性、耐久性和保溫體係的抗裂、防火、防水、透氣、抗震、抗風壓能力提出較高的要求。  

 

具體來說,平均傳熱係數要滿足設計要求,與基層和防護層能形成一個整體,滿足係統耐久性要求。應采用熱阻值高,即導熱係數小的高效保溫材料,其導熱係數一般應小於0.06W/(m·K)。根據設計計算,規定一定厚度以滿足節能標準對該地區牆體的保溫要求。此外,保溫材料的吸濕率要低,而粘結性能要好;為了使所用粘貼劑在其表層的應力盡可能減少,對於保溫材料,一方麵要用收縮率小的材料,另一方麵在控製其尺寸變形時產生的應力要小為此,可采用的保溫材料有:膨脹型聚苯乙烯(EPS)板、擠塑型聚笨乙烯(XPS)板、聚氨酯、岩棉板、玻璃棉氈以及超輕保溫漿料等。其中以阻燃膨脹型聚苯烯板應用得較為普遍。為了達到節能65%的目標,硬泡聚氨酯以其優異的隔熱防水性能,越來越引起世人的矚目。  

   

2.2 保溫層的固定部件  

   

保溫層的固定部件主要起到固定和支撐保溫材料的作用。可采用的方法有粘結法和釘固法,或者采用粘釘結合的方法。對於不同的外保溫體係,應選用不同的固定方法。粘結法中將保溫板粘結在基底上的粘結材料多種多樣。在不同的體係中,粘結材料運到工地時的狀態有所不同。為使保溫板粘結良好,往往事先在外牆外表麵上塗抹界麵層。

 

釘固法中將保溫板永久固定在基底上的機械件,一般采用膨脹螺栓或預埋筋之類的錨固件,國外往往用不鏽蝕而耐久的材料,由不鏽鋼、尼龍或聚丙烯等製成,國內一般常用鋼製膨脹螺栓,並進行防鏽處理。粘結法與釘固法主要用於外保溫層采用後作法施工。當外保溫層采用現澆法施工時,可以將作為保溫層的聚苯乙烯(EPS)板安置在模板內,通過澆灌混凝土加以固定,即在綁紮牆體鋼筋後,將聚苯板依次安置在鋼筋層的外側,平整排列並綁紮牢固。再安裝模板澆灌混凝土,利用混凝土的壓力將聚苯板與牆體牢牢的連接在一起。  

 

2.3 抹麵層

   

抹麵層是抹在保溫層上,中間夾有增強網,保護保溫層並起防裂、防水和抗衝擊作用的構造層。外保溫體係的抹麵層大致有兩種做法:一種是采用聚合物抗裂砂漿做成薄抹灰麵層(一般底層抹灰層厚5-7mm,其餘層抹灰層厚度3-5mm);另一種是采用水泥砂漿做成厚抹灰麵層(一般厚度25- 30mm)。

 

抹麵層的抗裂問題是主要矛盾,實踐證明傳統的水泥砂漿抹在保溫層上,不容易解決抗裂問題,必須采用專用的抗裂砂漿並輔以合理的增強網,在砂漿中加入適量的聚合物和纖維對控製裂縫的產生是有效的。加強材料可改善抹灰層的機械強度、保證其連續性、分散抹灰層收縮應力和溫度應力、避免應力集中、防止抹灰層出現裂縫。薄抹灰的厚度必須適當,抹灰層太薄則不能保證抹灰層的抗衝擊性能;灰層太厚則使得玻纖網格布離外表麵較遠,難以起到抗裂的作用。厚抹灰層厚度一般不超過30mm,塗抹於鋼絲網架聚苯板保溫層上。厚抹灰在施工前,應在聚苯板與鋼絲網片表麵噴塗界麵劑以增強抹灰層與保溫層的粘結。抹灰層一般分為三層,底層和中層用同一配比的普通水泥砂漿,總厚度約20-25mm;麵層宜用聚合物抗裂砂漿罩麵,厚3-5mm,內部壓入耐堿玻纖網格布。

   

2.4飾麵層  

 

飾麵層是外保溫係統的外裝飾層,一般可采用塗料或麵磚做飾麵。首先底層膩子必須有一定的防水、抗裂、柔性變形能力,其次塗料的各層不僅要求有一定的柔性而且與基層以及相互之間也應有相容性,裝修層的材料不僅要求防裂、透汽(水蒸氣),而且要與保溫層協調,最好選擇彈性外牆塗料。當采用麵磚飾麵時,應存分考慮基層材料的性能,避免麵磚飾麵層的開裂、脫落。

 

2.5零配件和輔助材料  

   

外保溫體係在接縫、邊、角部位還要使用一些零配件和輔助材料,如牆角、端頭使用的邊角零件和螺栓、銷釘以及密封膏、背襯材料等,應根據各個體係不同的做法分別選用;另外為了加強EPS板與基層以及與抹灰層的粘結力所采用的噴砂界麵劑,也要根據需要在相應當部位采用。


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