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建筑外墻采用外保溫技術(shù)優(yōu)越性

2011-05-05 閱讀:2069
  

一.墻外保溫系統(tǒng)的起源。

  外墻外保溫系統(tǒng)起源于上世紀(jì)四十年代的瑞典和德國(guó),至今已有60多年的歷史,經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際應(yīng)用和全球不同氣候條件下長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn),證明采用該類(lèi)保溫系統(tǒng)的建筑,無(wú)論是從建筑物外裝飾效果還是居住的舒適程度,都是一項(xiàng)值得全球范圍內(nèi)推廣應(yīng)用的節(jié)能新技術(shù)。如今,外墻外保溫建筑已經(jīng)成為歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)占有率最高的一種建筑節(jié)能技術(shù)。

  20世紀(jì)60年代,美國(guó)從歐洲引進(jìn)此項(xiàng)技術(shù),并根據(jù)本國(guó)的具體氣候條件和建筑體系特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)和發(fā)展。同樣在70年代初的能源危機(jī)期間,由于建筑節(jié)能的要求,外墻外保溫及裝飾系統(tǒng)在美國(guó)的應(yīng)用不斷增加,至90年代末,其平均年增長(zhǎng)率達(dá)到了20~25%。至今此項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)的應(yīng)用也達(dá)40多年之久,最高建筑達(dá)44層,并在美國(guó)南部的炎熱地區(qū)和寒冷的北部地區(qū)均有廣泛的應(yīng)用,效果顯著。

  美國(guó)和歐洲在40余年的應(yīng)用歷史中,對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究,如薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性的問(wèn)題;在寒冷地區(qū)中的露點(diǎn)問(wèn)題;同類(lèi)型的系統(tǒng)在不同沖擊荷載下的反應(yīng);試驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果與實(shí)際工程中性能的相關(guān)性等。在大量的實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,目前美國(guó)和歐洲對(duì)外墻外保溫已有嚴(yán)格的立法工作,其中包括要求外墻外保溫系統(tǒng)的強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),以及對(duì)于系統(tǒng)中相關(guān)組成材料的標(biāo)準(zhǔn)等。由于歐美國(guó)家有著相應(yīng)健全的標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格的立法,對(duì)于外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性一般都可以要求25年的使用年限。事實(shí)上,該系統(tǒng)在上述地區(qū)的應(yīng)用歷史已大大超過(guò)25年,這都是值得我們借鑒學(xué)習(xí)的。

  二.外墻外保溫和外墻內(nèi)保溫的優(yōu)勢(shì)比較

  近年來(lái),在建筑保溫技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中,主要形成了外墻外保溫和外墻內(nèi)保溫兩種技術(shù)形式。

  節(jié)能技術(shù)發(fā)展初期,內(nèi)保溫技術(shù)為推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)迅速起步起到了應(yīng)有的歷史作用。這是因?yàn)椋何覈?guó)節(jié)能技術(shù)在當(dāng)時(shí)還處于起步階段,外保溫技術(shù)還不太成熟;我國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫要求較低,且內(nèi)保有一定的優(yōu)點(diǎn),如造價(jià)低、安裝方便等。但是,從發(fā)展的角度考慮,隨著我國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高(由原來(lái)的30%提高到50%),內(nèi)保溫的做法已不適應(yīng)新的形勢(shì),且給建筑物帶來(lái)某些不利的影響。因此,它只能是某些地區(qū)的過(guò)渡性做法,在寒冷地區(qū)特別是嚴(yán)寒地區(qū)逐步予以淘汰。

  (一)內(nèi)保溫的基本情況

  外墻內(nèi)保溫是在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)覆蓋一層保溫材料,通過(guò)粘接劑固定在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè),之后在保溫材料外側(cè)作保護(hù)層及飾面。目前內(nèi)保溫多采用粉刷石膏作為粘接和抹面材料,通過(guò)使用聚苯板或聚苯顆粒等保溫材料達(dá)到保溫效果。外墻內(nèi)保溫主要存在如下缺點(diǎn):

  1、保溫隔熱效果差,外墻平均傳熱系數(shù)高。

  2、熱橋保溫外理困難,易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

  3、占用室內(nèi)使用面積。

  4、不利于室內(nèi)裝修,包括重物釘掛困難等:在安裝空調(diào)、電話及其他裝飾物等設(shè)施時(shí)尤其不便。

  5、不利于既有建筑的節(jié)能改造。

  6、保溫層易出現(xiàn)裂縫。由于外墻受到的溫差大,直接影響到墻體內(nèi)表面應(yīng)力變化,這種變化一般比外保溫墻體大得多。晝夜和四季的更替,易引起內(nèi)表面保溫的開(kāi)裂,特別是保溫板之間的裂縫尤為明顯。實(shí)踐證明,外墻內(nèi)保溫容易在下列部位引起開(kāi)裂或產(chǎn)生“熱橋”,如采用保溫板的板縫部位、頂層建筑女兒墻沿屋面板的底部部位、兩種不同材料在外墻同一表面的接縫部位、內(nèi)外墻之間丁字墻外側(cè)的懸挑構(gòu)件部位等。

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  隨著建筑節(jié)能技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,外墻外保溫技術(shù)逐漸成為建筑保溫節(jié)能形式的主流。從科學(xué)的合理性而言,外墻外保溫形式是一種先進(jìn)的、有應(yīng)用前景的保溫節(jié)能技術(shù)。外墻外保溫是在主體墻結(jié)構(gòu)外側(cè)在粘接材料的作用下,固定一層保溫材料,并在保溫材料的外側(cè)用玻璃纖維網(wǎng)加強(qiáng)并涂刷粘結(jié)膠漿。隨著外墻外保溫形式的不斷完善與發(fā)展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墻保溫形式、聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻保溫、聚苯顆粒漿料外墻保溫等幾種外保溫操作方法。外墻外保溫與外墻內(nèi)保溫相比,具有以下明顯優(yōu)勢(shì):

  1、適用范圍廣,技術(shù)含量高。

  外保溫不僅適用寒冷地區(qū)的民用建筑及工業(yè)采暖建筑,也適用于溫暖地區(qū)的制冷空調(diào)建筑,既可用于新建工程,更適合舊建筑物的節(jié)能改造工程。外保溫材料要求科技含量高,材料配套齊全,施工工藝先進(jìn)合理。推行建筑外保溫技術(shù)將剌激我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的節(jié)能材料的發(fā)展。

  2、保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)建筑物壽命。

  采用外墻外保溫方案,由于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè),緩沖了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞,減少了空氣中的二氧化碳及水對(duì)混凝土的碳化以及導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)的銹蝕,減少了空氣中有害氣體和紫外線對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。事實(shí)證明,只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當(dāng),厚度合理,外保溫可有效地消除頂層橫墻常見(jiàn)的斜裂縫或八字裂縫。因此,外保溫既可以減少維護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力,又對(duì)主體結(jié)構(gòu)起保護(hù)作用,從而有效地提高了主體結(jié)構(gòu)的耐久性,故比內(nèi)保溫更科學(xué)合理。

  3、基本消除了“熱橋”的現(xiàn)象,較好地發(fā)揮了材料的保溫節(jié)能功能。

  采用外保溫在避免“熱橋”方面比內(nèi)保溫更有利,如在內(nèi)外墻交界部位、外墻圈梁、構(gòu)造柱、框架梁、柱、門(mén)窗洞口以及頂層女兒墻與層面板交界周邊所產(chǎn)生的“熱橋”增加。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),建筑物沿外墻“熱橋”增加熱損失約占25%,可見(jiàn)“熱橋”所增加的熱負(fù)荷是相當(dāng)大的。上述“熱橋”對(duì)內(nèi)保溫和夾心而言,幾乎難以避免,而外保溫既可防止“熱橋”部位產(chǎn)生結(jié)露,又可消除“熱橋”造成的附加熱損失。計(jì)算表明,在厚度為370mm磚墻內(nèi)保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱系數(shù)增加10%左右;在厚度為240mm磚墻內(nèi)保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱系數(shù)比主體部位傳熱系數(shù)約增加51%~59%,而在厚度為240mm磚墻內(nèi)保溫條件下,這種影響僅2%~5%,可見(jiàn)外保溫做法更有效地減少了室內(nèi)的熱負(fù)荷。

  4、減少內(nèi)墻面裂縫,方便在室內(nèi)裝修及墻面上懸掛、固定物件。

  目前,凡采用內(nèi)保溫技術(shù)的工程普遍面臨著面層開(kāi)裂的難題。其主要原因之一是外墻直接暴露在大氣中,溫度變化不斷引起變形應(yīng)力,易導(dǎo)致強(qiáng)度較低的內(nèi)保溫層及其層面開(kāi)裂。此現(xiàn)象在高層建筑及東西朝向的條形建筑物上尤其明顯。在做外保溫的內(nèi)墻上避免了因外墻溫度和濕度變形而導(dǎo)致的開(kāi)裂,從而減少住戶(hù)投訴,同時(shí)方便墻面施工和室內(nèi)裝修。

  5、使墻體潮濕情況得到改善,有利于室溫穩(wěn)定。

  采用外保溫時(shí),由于蒸汽滲透性高的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)處于保溫層內(nèi)側(cè),用穩(wěn)態(tài)傳濕理論進(jìn)行冷凝分析,只要保溫材料選擇適當(dāng),在墻體內(nèi)部不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象,故無(wú)需設(shè)置隔汽層。墻體由傳熱體變成蓄熱體,結(jié)構(gòu)層的整個(gè)墻身溫度提高了,不僅降低了它的含濕量,還不用再設(shè)空氣層,同時(shí)墻體能吸收和釋放能量,有利于氣溫的穩(wěn)定,可得到室內(nèi)舒適的熱環(huán)境,墻體形不成露點(diǎn)差,徹底消滅結(jié)露現(xiàn)象。由于采用外保溫措施后,結(jié)構(gòu)層的個(gè)墻身溫度提高了,因而進(jìn)一步改善了墻體的保溫性能。

  6、提高了防水功能和氣密性。

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