外墻外保溫技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

外墻外保溫技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

在國(guó)外，節(jié)能被列為除煤炭、石油、天然氣和能源外的第五能源。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)40年代,前蘇聯(lián)、東歐在20世紀(jì)60年代,完成了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的改造,形成各種輕質(zhì)、節(jié)能、高效保溫的建筑材料工業(yè)。我國(guó)自1988年第一屆全國(guó)墻體材料革新與建筑節(jié)能工作會(huì)議在哈爾濱召開(kāi)以來(lái),全國(guó)各地紛紛出現(xiàn)了各種各樣的節(jié)能材料及節(jié)能結(jié)構(gòu)。外墻是住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中面積最大的部分,是熱量損失的主源,因此外墻的節(jié)能改造是住宅節(jié)能的重點(diǎn)。在外墻的節(jié)能改造中,保溫復(fù)合外墻板的使用越來(lái)越受到人們的重視。保溫復(fù)合外墻板,是指在外墻的內(nèi)側(cè)、外側(cè)或中間部位復(fù)合一層或幾層保溫(隔熱)材料,以此達(dá)到節(jié)能效果的外墻板。目前,全國(guó)已建造的約8000萬(wàn)m2節(jié)能住宅中,有90%左右采用外墻內(nèi)保溫,5%左右采用單一材料做外墻,2%左右采用外墻外保溫,另外,3%左右采用夾芯墻體。1石膏板墻體的濕度外墻內(nèi)保溫多采用聚苯乙烯泡沫塑料、巖(礦)棉、玻璃棉等與石膏板復(fù)合,或在外墻內(nèi)側(cè)涂抹復(fù)合硅酸鹽絕熱涂料,施工技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。采用石膏板時(shí),施工環(huán)境要求濕度不得大于70%,砌筑墻體的含水率不得大于18%,在施工過(guò)程中溫度和濕度不得有急劇的變化。外墻內(nèi)保溫最大的缺點(diǎn)是,不能阻斷梁、橫墻與柱子、墻體中形成的熱橋,因而不可能杜絕由于熱橋的存在而帶來(lái)的熱損失;熱橋存在的另一隱患是冷凝,冷凝會(huì)引起絕熱層與主墻體剝離、開(kāi)裂。外墻內(nèi)保溫適合于氣候條件不太惡劣的黃河以南的非采暖地區(qū)。2外墻保溫效果北京市建委提出北京“十五”期間建筑節(jié)能的主要目標(biāo):(1)新建住宅執(zhí)行現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行率要達(dá)到100%(不包括農(nóng)村自建住宅);(2)發(fā)展建筑外墻外保溫技術(shù),到2005年,采用外墻外保溫技術(shù)建造的新建居住性建筑,占當(dāng)年居住建筑竣工量的50%。由此可以看出,采用外墻外保溫技術(shù)已引起人們的高度重視。外墻外保溫有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)基本上可以消除熱橋。外保溫既可防止熱橋部位產(chǎn)生冷凝水,又可消除熱橋造成的額外熱損失。(2)改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量,減少采暖負(fù)荷。墻體外側(cè)附加了保溫層之后,其內(nèi)表面溫度必將得到提高,這就有可能在不降低室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,減少采暖負(fù)荷。(3)熱容量得到提高。采用外保溫后,外墻內(nèi)側(cè)的溫度與室內(nèi)空氣溫度接近,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度上升或下降時(shí),墻體能夠吸收或釋放能量,這有利于室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定。(4)墻體潮濕狀況得到改善,可確保保溫材料不會(huì)因受潮而降低保溫效果。(5)墻體的氣密性得到提高。(6)施工方便。對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造,施工時(shí)居民仍可留在家中,無(wú)需臨時(shí)搬遷,不影響正常生活。(7)外保溫不占使用面積,不會(huì)與住戶引起不必要的糾紛。常用保溫(隔熱)材料有無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、金屬材料三大類。用于外墻保溫的無(wú)機(jī)材料主要有巖棉、礦渣棉(礦棉)、玻璃棉等各種礦物棉,以及膨脹珍珠巖等;有機(jī)材料主要有各種泡沫塑料等。熱導(dǎo)率λ是判定保溫(隔熱)材料性能優(yōu)劣的一個(gè)主要指標(biāo),其單位用W/(m·K)表示,該指標(biāo)在數(shù)值上等于圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度為1m時(shí),內(nèi)外表面溫差為1K,在1s時(shí)間內(nèi)通過(guò)1m2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量,熱導(dǎo)率越小,保溫(隔熱)性能越好。具體墻體的熱導(dǎo)率則與其厚度有關(guān),單位用W/(m2·K)表示,在數(shù)值上等于墻體內(nèi)外表面溫差為1K,在1s時(shí)間內(nèi)通過(guò)1m2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量。無(wú)機(jī)類保溫(隔熱)材料較有機(jī)類的最大優(yōu)點(diǎn)是不燃燒、耐火性好,但若不作憎水處理,則易吸水,而且一旦吸水,則難以排除。實(shí)際使用的礦棉、巖棉板,體積穩(wěn)定性差,會(huì)產(chǎn)生自然塌陷,造成墻體局部空洞,影響保溫效果;各種珍珠巖類墻體的熱導(dǎo)率差別較大,因?yàn)檎渲閹r是不太穩(wěn)定的墻體材料,特別是在吸濕時(shí)性能變化較大。聚苯乙烯泡沫硬質(zhì)板復(fù)合墻體,以其輕質(zhì)、低熱導(dǎo)率、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的重視。目前,應(yīng)用于建筑的聚苯乙烯泡沫硬質(zhì)板密度在18kg/m3左右,熱導(dǎo)率在0.047W/(m·K)左右。聚苯乙烯泡沫硬質(zhì)板復(fù)合墻體熱導(dǎo)率測(cè)試值和計(jì)算值比較接近,說(shuō)明該板是一種性能很好的高效保溫墻體材料,其不易吸水性較其他無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料具有極大的優(yōu)越性。聚苯乙烯泡沫硬質(zhì)板與礦物棉板相比較,結(jié)構(gòu)性能好,施工相對(duì)容易。由中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院與遼河油田新型建筑材料公司所推出的新型聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)外保溫飾面系統(tǒng),其節(jié)能效果顯著,如表1所示。由表1及我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)JGJ26-95可知,采用不同厚度的EPS板能滿足我國(guó)大多數(shù)地區(qū)建筑節(jié)能50%的目標(biāo),很容易實(shí)現(xiàn)墻體的節(jié)能要求。聚氨酯硬質(zhì)泡沫(PUR)是目前世界上最佳保溫材料,特別適合現(xiàn)場(chǎng)施工,可發(fā)泡形成任意形狀,和各種建材的粘結(jié)都很好,據(jù)測(cè)試PUR的熱導(dǎo)率可達(dá)0.03W/(m·K),但其價(jià)格較高。3阻燃聚苯乙烯-混凝土墻板巖棉復(fù)合放養(yǎng)劑目前在國(guó)外,夾芯外墻體的典型作法是在空心砌塊墻體的空腔中,用高壓縮空氣把絮狀或塊狀的玻璃棉吹到空腔中,填充密實(shí),達(dá)到保溫效果。國(guó)內(nèi)夾芯墻體主要有以下幾種。(1)隔熱夾芯板。這種墻板是以鍍鋅彩色鋼板、彩色鋁板、不銹鋼板或裝飾板等高強(qiáng)度材料為面層,以阻燃型發(fā)泡聚苯乙烯、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料或巖棉、礦棉為芯板復(fù)合而成的。75mm厚聚苯乙烯夾芯板的熱導(dǎo)率可達(dá)0.442W/(m2·K)。(2)鋼絲網(wǎng)架夾芯板。這種墻板兩側(cè)用砂漿包裹,內(nèi)部用自熄型聚苯乙烯、聚氯乙烯泡沫塑料或巖棉填充。用110mm厚鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯夾芯板做外墻,內(nèi)抹30mm厚保溫砂漿時(shí),其保溫效果優(yōu)于兩磚半墻。(3)混凝土巖棉(聚苯)復(fù)合外墻板。這種外墻板也為夾芯外墻板,保溫效果也十分顯著。其熱工性能如表2所示。4塑料的保溫系統(tǒng)在國(guó)外民居建筑中,還有一類保溫體系,即綜合型保溫復(fù)合外墻板,其作法是:最外面一層為木質(zhì)或塑料質(zhì)的墻板,然后是一層硬質(zhì)的泡沫塑料,里面是墻的標(biāo)準(zhǔn)主體、木框結(jié)構(gòu)等,在木框之間鋪貼高熱阻值的玻璃棉保溫氈等,然后在木框上釘上石膏板,這樣基本上可