外墙外保温技术与建筑节能材料的应用论文_费世江

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摘要:近年来我国经济实力不断攀升,这与各个行业的飞速发展有着密切关系,尤其是建筑行业。建筑行业的发展与社会发展、经济发展等方面有着密切关系。为了能够响应国家号召,我国建筑领域正在为全面实现建筑节能而努力,相关研究表明,我国建筑单位面积能耗依然是气候相近的发达国家的3倍~5倍,可见其中的差距,今后应积极围绕该方面进行深一步探讨和研究。鉴于此,文章重点针对外墙外保温技术与建筑节能材料的应用进行了分析,以供参考。

关键词:外墙保温技术;建筑节能材料;应用

1、外墙外保温技术分析

1.1外墙外保温

外墙外保温技术是目前比较常用的一种墙体节能技术 . 该技术是在外墙的外侧贴上保温层后再做装饰,其结构如图 1 所示。其外墙外保温就是设置在外墙外部的系统,保证外墙主体结构受到温度的影响,发挥对墙体的保护作用,从而实现保温的效果,并且对外墙结构进行保护。但是外墙外保温主要通过隔热保温系统设置在外墙外侧位置。其中阻断冷桥和热桥的应用,能够延长建筑物外墙的使用寿命,保证结构的稳定性。因此,在施工过程中,既要保证保温效果,又要满足隔热要求。由于外墙外保温系统长期暴露在外面,很容易受到周围自然条件的不良影响。作为施工单位要针对建筑物的性质和特点,分析当地的气候条件,采取相应的保护措施,从而满足外墙外保温的要求。

图1 外墙外保温技术结构

2、外墙外保温系统的主要技术特点

采用单一材料砌筑的外墙,由于着重考虑其承重功能,因此常用粘土砖、混凝土等高等材料砌筑。但这种重材料的保温性能很差,其导热系数为高效保温材料的20倍以上,根据建筑节能的要求,如果采用砖或砌块等单一材料,则墙体厚度会过厚,很不合理,将墙体和保温隔热材料复合起来,则可发挥两者的长处,即满足承重要求,有提高墙体热阻,稳定室内热环境。这些保温隔热材料可以是导熟系数低的松散材料或块材直接粘贴于墙面,也可以与外装饰一体干挂于墙面,甚至可以只是一个密闭的空气间层,目前,外墙与保温材料的复合方式有很多种,其中将具有保温隔热性能的材料从外墙外侧与墙体复合的方法,就称为外墙外保温。

对外墙进行保温,无论是外保温、内保温还是夹心保温,都能够使冷天外墙内表面问题提高,使室内气候环境有所改善。然而,采用外保温则效果更加良好,其原因是:

(1)外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了能耗。

(2)在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢,室内较为稳定,生活较为舒适;也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能,而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。

(3)市内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有维护结构内表面温度的影响,这就证明,通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少采暖负荷,节约能源。

(4)由于采用了外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护,室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力较少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。

3、节能建筑外墙外保温系统的分类

3.1 EPS板薄抹面外保温系统

以EPS板为保温材料,玻纤网增强聚合物砂浆抹面层为保护层,采用粘结方式固定,抹面层厚度小于6mm的外墙外保温系统。

3.2 胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统

以矿物胶凝材料和EPS颗粒组成的保温浆料为保温材料并以现场抹灰方式固定在基层上,以抗裂砂浆玻纤网增强抹面层和饰面层为保护层的外墙外保温系统,在此基础上有开发了适合于粘贴面砖饰面层的外墙外保温系统。

3.3 现浇混凝土复合无网EPS板外保温系统

用于现浇混凝土剪力墙体系。以EPS板为保温材料,以玻纤网增强抹面层和饰面涂层为保护层,在现场浇筑混凝土时将EPS板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇注成型的外墙外保温系统。

3.4现浇混凝土复合EPS钢丝网架板外保温系统

用于现浇混凝土剪力墙体系,以EPS单面钢丝网架板为保温材料,在现场浇筑混凝土时将EPS单面钢丝网架板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇筑成型,钢丝网架板表面抹水泥抗裂砂浆并可粘贴面砖材料的外墙外保温系统。

3.5硬泡聚氨酯外保温系统

用聚氨酯发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂于基层墙体上,聚氨酯保温材料面层用轻质找平材料进行找平,饰面层可采用涂料或面砖等进行装饰,该工艺保温效果好,可达到国家第三步节能目标,而且施工速度快,能明显缩短工期。

3.6保温砌块和预制保温砌块外保温系统

用轻质砂浆预制成保温砌块或工厂预制的保温挂板与墙体复合形成保温系统,施工速度快,能明显缩短工期。

3.7XPS板外保温系统

用XPS板代替EPS板形成的保温系统,导热系数低、保温性能好,但XPS板表面的粘结性以及透气性仍应进一步研究。

4、外墙外保温施工过程中易出现的质量问题

4.1聚合物砂浆的配制

目前市场上外墙保温系统专用的聚合物砂浆存在形态基本上有两种:一是工厂化生产的干粉状的预混砂浆,二是厂家仅供应聚合物浆料,在施工现场需要按照规定比例加入水泥、砂子搅拌成稠状浆料才可使用的双组分。因此,保温系统专用的聚合物砂浆在配制上就存在着可控性的差别,这种差别的存在会直接导致固化后成品质量的差异性,即性能差异,聚合物砂浆配制上的不严格将直接影响外墙外保温的质量,一般来讲,单组分砂浆在性能可控方面明显优于双组分。

这种类型的常见问题有:

(1)砂浆搅拌不充分均匀、稠度偏差大,直接影响施工操作性能及成品质量,

(2)双组分配比误差大,影响成品质量,上述可能对成品质量的影响主要表现在粘结强度,强度变化大等,从而导致开裂,起鼓。渗水等现象。

4.2保温板的安装

保温板的安装质量涉及到:板与基层粘结是否牢固稳定,板在墙面上是否不规范,特别是在门窗洞口部位、阴阳角处以及与外饰构建接口处,板粘结好后看看保温层在墙面上是否平整。

这种类型的常见问题有:(1)墙面交错排布不严格;(2)板与基层面有效粘结面积不足,达不到40%的规范要求,或出现虚粘现象,达不到个体工程设计要求;(3)板与板接缝不紧密或接高差大,或外饰件紧密度太差;(4)板缝接近或窗边平齐。不符合规范要求;(5)版面平整度不大标准(<4mm/2mm)。

4.3保温浆料的现场搅拌和粘结涂抹

胶粉聚苯颗粒保温砂浆一般采用掺加多种添加剂改性的胶粉与轻骨料(聚苯颗粒)在施工现场按照规定比例加入一定量的水充分混合而成的稠状浆料,按照设计要求的厚度在基层墙面上分多次成活涂抹成具有保温隔热性能的保温层,其基本特点是:胶粉料容重轻、加水量大、聚苯颗粒轻骨料体积大,同时搅拌浆料和易性要好——易于施工操作,以及固化成的干态保温层容重要轻(容重控制在180——250kg/m3)等,因此,现场做好保温层,产品技术要求及施工要求是不低的,由于产品实际特点,施工现场一般采用大体积的机械混合机混合搅拌才能满足施工量进度要求。

4.4网格布的埋填

网格布在外墙外保温系统中的作用是埋入系统抹面砂浆中,与有效符合组成护面层,以提高系统的机械强度与耐久性——起到增强作用,当然,网格布的增强效果与抹面砂浆的性能和埋填质量是分不开的,这种类型的常见问题有:

(1)网格布直接铺在保温层上,用抹面砂浆直接涂抹的活网布起不到应有的增强作用,反而会起到隔离负作用,(2)网布搭接不合格,网布上下左右间、与外饰件间以及接口收头处的不合格,会影响到系统整体质量,(3)网布埋入抹面砂浆中,位置不当;(4)网布铺展质量差,起翘,起褶皱,露网等等,这些问题的存在将削弱网格布的增强效果,可能引起面层开裂、平整度、粉化等异常现象。

4.5 护面砂浆的施工

EPS和XPS两大系统的护面砂浆都有各自的标准性能要求,但性能的达标并不意味着施工能做好,因为施工性能也会影响到成品的性能和质量,特别是外观质量,这些涉及到拌合砂浆料的流变性及施工人员规范操作、技能及经验的综合平衡。

这种类型的常见问题有:(1)浆料和易性不好,稠度不佳——操作吃力,影响抹面速度与质量;(2)与保温层咬合不好,产生空鼓现象;(3)厚度不均匀,有太厚太薄存在,导致护面层强度不均;(4)在大风(>5级)、阳光直射下、温度低(≤5℃)时。施工产生开裂现象;(5)追求表面观感,采取蘸水刷浆处理,导致骨料暴露、表面返白、强度降低,甚至开裂;(6)在门窗洞口、与构件接口等接缝处,抹面砂浆压实度、饱满度不足,易导致该处开裂;(7)过长时间或已初凝浆料继续使用,导致开裂及影响抹面质量;(8)严重结皮,砂浆使用影响施工质量;(9)平整度不好控制,会不符合规范要求。

4.6 施工的组织安排与监督

外墙外保温工程施工是一项复杂的生产过程,它的生产过程即将外保温系统的功能、按照设计要求、执行相应规范赋予到节能建筑上。它涉及管理组织、人力物力综合平衡、施工培训上岗、工具设备安排、个体工程技术要求及技术交底、施工上工作进度与时间安排、文明安全施工等多方面要求与内容,施工组织安排的好坏直接关系到工程的进度与质量。

5、外墙为保温施工质量问题对策

针对上述的主要施工问题,经过对文献资料的整理以及对专家、现场管理和施工人员的调研、访谈,总结出下述措施可以进行针对性的防范或解决,将问题所造成的损失降到最小甚至损失为零。

5.1聚合物砂浆的配制

砂浆配置人员需要进行技术与素质培训,定人定岗,稠度的控制、搅拌应充分均匀,确保施工操作顺畅,配比正确。

5.2保温板的安装

加强施工人员素质与技术培训:培训板面布胶、板裁剪、板排布、板拍挤压胶料、板缝与板与外饰件间密封、板打磨等操作技能,强调板安装量的重要性,加强管理人员的职能。能严格监理人员验收,并做好记录。

5.3保温浆料的现场搅拌和粘接(配料)

采用大体积的,适合功率的机械混合机混合搅拌,经专业培训后的专人定岗负责配料与混合;专职人员要求掌握加水量多少、配比正确、混合时间控制、稠度控制等要求及其重要性。

5.4保温浆料的现场搅拌和粘结(涂抹)

施工人员经培训后上岗做好界面层质量。首道保温砂浆与之紧密抹压。咬合好设计厚度,且厚度宜控制在30—60mm安全范围内,最后一道要拍打紧压、在砂浆湿状态下保证平整度一次成活;注重阴阳角线、与外饰构件接口处、特殊部位等细活到位。

5.5网格布的埋填

现在保温层均匀布胶,然后铺填网布,两道布胶,一道铺网,明确工艺程序及规范操作要求,同时薄抹灰的厚度控制在3—6mm范围内。

5.6护面砂浆施工

施工操作需经过严格操作培训上岗,保证浆料上墙操作工熟悉工具、聚合物砂浆特性及薄抹灰操作动作要领,特别是了解抹刀不同角度产生不同效果,知道两道施工要求不同:首道做到要与保温层粘贴充分牢固,网布铺展埋入到位,二道做到施工要收光及平整度符合要求抹面砂浆与网格布复合一道做到所有保温层及延伸搭接的部位。了解聚合物砂浆的施工条件及注意事项,加强自检程序,并及时响应作修正,建立强化验收,并作记录表。

5.7 施工的组织安排

编制并执行施工组织设计,落实施工管理组织,做好施工准备,包括个体工程技术交底、人员必要培训、现场准备等等,落实施工部署工作,包括施工阶段分配、进度时间安排与控制及相应质量;验收、确定施工顺序、调节好流水作业分配等。

5.8 施工的验收与监督

确定施工面交接与验收人员安排,落实好自检、交接检、三方检(总包、监理、分包单位)在程序上与时间上紧密安排;强化若干细部部分的监督与验收,做好不合格处理的响应措施,做好台面的施工纪录与签字确认报表。

6、建筑节能材料的应用

6.1选择合理的保温节能材料

对保温材料选择上,要根据施工现场技术要求,做好保温试验工作,分析应用中产生的各种危害,满足节能环保的要求。为了获得良好的施工效果,在进行建筑外墙保温施工过程中,需要针对施工现场情况,选择节能环保的材料,不仅满足实际保温的要求,还要避免对周围环境造成污染。

6.1.1绝热材料

绝热材料近年来在建筑行业中有着很好的应用,所谓绝热材料,其主要指的是能够在最大程度上阻抗热流传递的材料,而要达到这一点,则需要材料具有大的热阻和小的导热系数。此方面材料可以被划分为如下几种:一,无机材料;二,高分子材料等,很多工程建设中均会选择高分子材料,其具有良好的保温绝热效果。另外,泡沫制品也是此方面的重要组成部分,但鉴于此类材料自身性质影响,导致其在应用时会对应用环境有所要求。保温绝热材料的吸湿率应较低,若存在特殊情况可以对材料进行适当的憎水处理,或是使用防水材料对其进行覆盖。

6.1.2聚苯乙烯的相应泡沫板

此类材料往往是以聚苯乙烯类的树脂为原料,对其进行层层加工后使其成为微孔材料,其特点在于:一,密度较小;二,导热系统不高;三,隔音性能好;四,吸水率率;五,结构均匀。该材料往往会被应用到外墙保温中,在应用时,可以采用预混干拌的相应技术进行高分子材料以及水泥中的多种添加剂进行混合包装,具体使用多少还是要根据实际的需求来进行控制,搅拌时应控制水的量,一般在经过搅拌后,其会在短时间内形成良好膏状体,成为膏体后,即可以将其涂抹到墙体中,待其自然干燥后,就可以起到隔热作用。

6.1.3发泡水泥板材料

传统的泡沫混凝土主要采用的是物理发泡的方式,主要用于屋面保温方面,在外墙保温方面的应用不多,通常采用现场浇注方式进行施工,引入新技术,改变了传统的物理发泡方式,将水泥浆和双氧水进行混合从而发生化学反应进而打造发泡水泥板材。发泡水泥主要是通过在水泥浆中加入气泡,进行硬化处理形成的,除了具有较强的环保性以外,由于材料本身不会自燃,所以耐火性较高,并且水泥基材料成本较低,性能相对持久。同样,因为这样的材质本身的特点也有一定的局限性,比如吸水性强、强度抵抗性差。所以不适宜制作成大型发泡水泥板材料,比较适合小面积的建筑工程方面。目前在江苏、浙江等省市得到了广泛应用。但是随着技术的发展,市场形势越来越严峻,导致发泡水泥板材料在制作过程中出现很多质量不合格的现象,应当加强监管。

当前随着体系的不断完善,对于发泡水泥板外墙外保温系统材料性能也制定了很多的标准和规范,具体内容涉及干表观密度、导热系数、抗压及抗拉强度、吸水率、放射性等,从而更好地加强技术监督和质量检测,确保材料优质,从而更好地提高应用水平。

6.2增强网挑选

增强网种类较多,施工人员在选择前应首先全面了解各种类型的功能及优缺点,进而挑选出适合楼体的最佳材料。玻纤软网是能够保证墙体不出现裂缝,经纬向抗拉力强,施工服帖性好,增加附着力,空洞均匀,可实现对保护层的拉伸,加强其硬度,确保墙体安全。因此,玻纤软网在保温方面受到更多认可。由于玻纤软网的特殊格局,可以把裂开的缝隙分成较多区域,对每个地方的裂痕做精确处理,使墙体可承受更多的裂痕压力。此外,它还具有抗碱性功能,当部分砂浆裂痕出现,它可以继续使用。因此,精准的分析与实践能够挑选出正确的增强网,进而高效处理有关问题。

6.3保护层质量的挑选

外墙外保温工作内容需对涂料及装饰物进行严格挑选。如选择水泥砂浆时,必须事先进行研究与比对。原先常用的水泥韧度小,收缩性却较大,使用一段时间后,极易出现墙体脱落与裂缝,不仅影响楼体美观也对人身安全造成威胁。基于此种现象,施工人员在选择砂浆时应注重比对,挑选性能最佳产品。如可以使用带有抗裂性质水洗砂浆,并加入一定比例的纤维和钢丝网片,后者在挑选时注意两个网片间的距离。若是用钢丝网片进行装饰时需要在短边处添加钢丝网,既确保事物美观又能够保证质量。同时需注意,选择的材料最好是防腐类钢丝网。

7、结论

综上所述,节能以成为当今建筑行业建设过程中的发展方向,随着我国对材料技术的研究,外墙节能技术也不断发展,在施工技术方面,外墙外保温技术提升了外墙保温效果。在实施各项外墙保温施工技术时,一定要堅持科学实用的原则,不断创新改变思想,不断的对外墙外保温施工技术进行研究和探索,推动我国建筑节能技术的广泛应用。

参考文献

[1]杨真真.外墙保温技术与建筑节能材料的应用[J].四川水泥,2015,(12):171.

[2]李江红.建筑外墙保温技术及节能材料[J].建材与装饰,2016,(06):44-45.

[3]田晓燕.外墙保温技术及建筑节能材料的应用研究[J].山西建筑,2016,42(27):181-182.

论文作者:费世江

论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期

论文发表时间:2018/5/25

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