建築外牆節能新體系研究

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【論文關鍵詞】建築外牆外保溫 保溫隔熱體系 構造設計 裂縫 柔性
【論文摘要】從設計、材料、施工質量分析節能建築中外牆保溫隔熱面層裂縫產生原因,控制方法及其措施,在施工中應儘量避免這些裂縫的出現,以保證牆體的安全。
  前 言
  牆外保溫體系是20世紀70年代全球石油危機時期,歐洲國家為緩解能源問題而展開的一次大範圍的政策性工作的產物。外牆外保溫技術由介面層、保溫層、抗裂防護層和飾面層組成。外牆外保溫是將保溫隔熱體系置於外牆外側,形成一個封閉的保溫外殼,有效阻斷冷(熱)橋,使建築達到保溫的施工方法。對上體結構來說,由於保溫體系的存在,所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減少,不僅對結構牆體起到保護作用並且有利於結構壽命的延長。
  20世紀90年代以後,該體系受到越來越廣泛的歡迎和使用,目前,該體系在國外的牆體保溫市場中佔用絕對的統治地位,如在德國約有85%的牆體保溫採用外牆外保溫體系。
  在我國,已較成熟並得到推薦的外牆外保溫體系有:聚苯板薄抹面外牆外保溫體系,膠粉聚苯顆粒保溫隔熱漿料外牆外保溫體系,現澆混凝土複合無網聚苯板外牆外保溫體系,現澆混凝土複合聚苯板鋼絲網架板外牆外保溫體系,機械固定聚苯板網架板外牆外保溫體系。另外,岩棉、聚氨酯、擠塑聚苯板外牆外保溫體系也得到開發和應用。
  然而,由於外保溫隔熱體系被置於外牆外側,直接承受來自自然界的各種因素影響,因此對外牆外保溫體系提出了更高的要求,其中現象比較嚴重的就是裂縫的產生,裂縫的產生帶來了一系列的問題,例如滲透等現象,使保溫隔熱效果有較大幅度的降低!
  1.外牆外保溫裂縫產生的原因
  形成外牆外保溫體系外保護層開裂的原因主要有:
  ①溫度、幹縮及凍融破壞。溫度變化時,材料和構件出現變形,如果變形受到約束,就會產生溫度應力。當溫度應力大於牆體的抗拉強度時,就會出現開裂。
  ②設計不合理,如外飾面塗料選用平塗方法,而不選用復層塗料或砂壁狀塗料;分割縫和變形縫的設定和結果設計不合理。
  ③施工質量差,如網格布鋪設位置不適當等。
  ④外力如地基沉降不均勻引起的牆體變形、錯位、造成牆體開裂。
  ⑤由風壓、地震力等引起的機械破壞。
  ⑥聚苯板養護時間不足,收縮過大。
  ⑦構成外保護層的各層材料自身的柔性不匹配、相容性差。
  ⑧在保溫體系與未做保溫的建築結構部位的交接處(如陽臺、雨罩、女兒牆、屋頂裝飾造型等),兩種體系的材料效能相差較大,溫度變化使它們在介面之間產生縫隙。
  ⑨薄抹面層聚合物砂漿厚度過厚,因其橫向拉應力超過玻纖網格布抗拉強度而導致抹面層開裂。
  2.外牆外保溫裂縫產生控制措施
  2.1 採用“逐層漸變、柔性抗裂、以抗為輔、以放為主”的技術路線
  外牆外保溫體系的各構造層外層的柔性應高於內層,逐層漸變。如各構造層變形量設計可採用:基層混凝土0.02%(溫差20℃),保溫隔熱層0.1%—0.3%,抗裂保護層5%—7%,柔性膩子10%—15%。
  2.2 有關材料的'選擇
  2.2.1 保溫材料的選擇
  保溫材料的選用應依各構造層之間導熱係數漸變的原則,能夠緩解熱量在抗裂層的積聚,使體系受溫度驟然變化產生的熱負荷和應力得到較快釋放,提高抗裂層的耐久性。

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2.2.2 增強網格布的選擇
  玻纖網格布作為抗裂保護層的關鍵增強材料一,一方面它能有效的增加保護層的拉伸強度,另一方面能有效分散應力,從而形成抗裂作用。由於保溫層的外保護抗裂砂漿為鹼性,玻纖網格布的長期耐鹼性對抗裂縫就具有了決定性的意義。從耐久性上分析,高耐鹼纖維網格布要比無鹼(或中鹼)網格布的耐久性好得多,因此在選擇增強網時,應使用高耐鹼的網格布。
  2.2.3 保護層材料的選擇