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            外墙保温技术及节能材料

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            作者王家瑛 刘劲松 张爱华

            建筑节能是执行国?#19968;?#22659;保护和节约能源政策的主要内容是贯彻国民经济可?#20013;?#21457;展的重要组成部分国家建设部在1995年颁布了城市建筑节能实施细则等文件把民用建筑节能设计标准采暖居住建筑部分JGJ26-95列为强制性标准同时建设部?#38047;?000年10月1日发布了第76号令民用建筑节能管理规定对不符合节能标准的项目不得批准建设
                在这样一系列的节能政策法规标准和强制性条文的指导下我国住宅建设的节能工作不断深入节能标准不断提高引进开发了许多新型的节能技术和材料在住宅建筑中大力推广使用但我国目前的建筑节能水平还远低于发达国家我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上且绝大部分都是采用火力发电和?#27982;?#38149;炉同时给环境带来?#29616;?#30340;污染所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题
            在建筑中外围护结构的热损耗较大外围护结构中墙体又占了很大份额所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展?#22681;?#31569;节能技术的一个最重要的环节发展外墙保温技术及节能材料则?#22681;?#31569;节能的主要实现方式
            1 外墙保温技术
            节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类
            1.1 内保温技术及其特点
            外墙内保温施工是在外墙结构的内部加做保温层内保温施工速度快操作方便灵活可以保证施工进度内保温应用时间较长技术成熟施工技术及检验标准是比较完善的在2001年外墙保温施工中?#21152;?0%以上的工程应用内保温技术
                被大面积推广的内保温技术?#26657;?#22686;强石膏复合聚苯保温板聚合物砂浆复合聚苯保温板增强水泥复合聚苯保温板内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法
            但内保温会多占用使用面积热桥问题不易解决容易引起开裂还会影响施工速度影响?#29992;?#30340;二次装修且内墙悬挂和固定物件也容易破?#30340;?#20445;温结构内保温在技术上的不合理性决定了其必然要被外保温所替代
            1.2 外保温技术及其特点
            外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术外保温与内保温相比技术合理有其明显的优越性使用同样规格同样尺寸和性能的保温材料外保温比内保温的效果好外保温技术不仅适用于新建的结构工程也适用于旧楼改造适用于范围广技术含量高外保温包在主体结构的外侧能够保护主体结构延长建筑物的寿命?#25381;行?#20943;少了建筑结构的热桥增加建筑的?#34892;占?#21516;时消除了冷凝提高了居住的舒适度
            目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下?#38050;?br> 1.2.1外挂式外保温
                外挂的保温材料有岩矿棉玻璃棉
            毡聚苯乙烯泡沫板简称聚苯板EPSXPS陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板钢丝网架?#34892;?#22681;板等其中聚苯板因具有优良的物理性能?#22303;?#20215;的成本已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用
            该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴挂在外墙上然后抹抗裂砂浆压入玻璃?#23435;?#32593;格布形成保护层最后加做装饰面
            还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上然后将铝板天然石材彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上?#33519;有?#25104;装饰面由贝聿铭先生设计的中国银行总行办公楼的外保温就是采用的这种设计
            这种外挂式的外保温安装费?#20445;?#26045;工难度大且施工占用主导工期待主体验收完后才可以进行施工在进行高层施工?#20445;?#26045;工人员的安全不易得到保障
            1.2.2聚苯板与墙体一次浇注成型
            该技术是在混凝土框剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内在即将浇注的墙体外侧然后浇注混凝土混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体该技术解决了外挂式外保温的主要问题其优势是很明显的由于外墙主体与保温层一次成活工效提高工期大大缩短且施工人员的安全性得到了保证而且在冬季施工?#20445;?#32858;苯板起保温的作用可减少外围围护保温措施但在浇注混凝土时要注意均匀连续浇注否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和?#32895;?#24433;响后序施工
            其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的也可以是单面钢丝网的双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力其结合性能良好具有?#32454;?#30340;安全度单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋L型钢等与混凝土墙体的锚固力结合性能也较好与双钢丝网相比较单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰节省了工时和材料
            其造价可降低10%左右
            但此两种做法都采用了钢丝网架造价?#32454;]?#19988;钢材是热的良导体?#33519;?#20256;热会降低墙体的保温效果
            我们对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体进行了试验研究试验结果表明在混凝土中水泥浆量合适的条件下?#33519;?#21033;用混凝土作为粘接剂来?#31243;?#32858;苯板是完全可能的当我们对聚苯板的背面进行处理之后其与混凝土的粘接力进一?#25945;?#39640;其平均粘接强度可以达到0.07Mpa而且破坏均发生在聚苯板内此技术取消了钢丝网架其保温性能提高而且板的成本再次降低在经过对其长期耐久性论证之后工程中可以推广使用
            1.2.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温
            将废弃的聚苯乙烯塑料简称为EPS加工破碎成为0.5~4mm的颗粒作为轻集料来配制保温砂浆该技术包含保温层抗裂防护层和抗渗保护面层或是面层防渗抗裂二合一砂浆层其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术
            该施工技术简便可以减少?#25237;?#24378;度提高工作效率不受结构质量差异的影响对有?#27605;?#30340;墙体施工时墙面不需修补找平?#33519;?#29992;保温料浆找补即可避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘?#23637;ġ?#38754;层易开裂等问题从而实现外墙外保温技术的重要突破与别的外保温相比较在达到同样保温效果的情况下其成本?#31995;ͣ?#21487;降低房屋建筑造价例如与聚苯板外保温相比较?#31185;?#26041;米可降低25元左右在天津云琅新居高层外墙保温工程中采用的就是此种技术
                此外节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层把珍珠岩木屑矿棉玻璃棉聚苯乙烯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料也可以现场发泡等填入夹层中形成保温层
            2 外墙保温节能材料
            节能材料属于保温绝热材料绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备阻抗热流传递的材料或者材料复合体既包括保温材料也包括保冷材料绝热材料的意义一方面是为了满足建筑?#21344;?#25110;热工设备的热环?#24120;?#21478;一方面是为了节约能源随着世界范围内能源的日趋紧张绝热材料在节能方面的意义日显突出仅就一般的?#29992;?#37319;暖的空调而言通过使用绝热围护材料可在?#38047;?#30340;基础上节能50% ~80%据日本的节能实践证明每使用1吨绝热材料可节约标准煤3吨/年其节能效益是材料生产成本的10倍因此?#34892;?#22269;?#21307;?#32477;热材料看作是继煤炭石油天然气核能之后的第五大能源
            外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的?#34892;?#25514;施目前世界各发达国家均对绝热材料的生产和应用十分重视之所以建筑节能工作做得好与他们重视和发展保温材料是分不开的
            2.1 绝热材料的性能
            绝热就是要最大限度地阻抗热流的传递因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数
            从材料的组成上看一般有机高分子的导热系数都小于无机材料?#29615;墙?#23646;的导热系数小于金属材料气态物质的导热系数小于液态物质液态物?#24066;?#20110;固体所以在条件?#24066;?#30340;情况下应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料这对于保温绝热是有利的
            从材料的结构上看当材料的表观密度降低孔隙率增大材料内部的孔隙为大量封闭的微小?#36164;保?#26448;料的导热系数是比较小的对于泡沫塑料?#30772;P?#35201;满足保温绝热材料的要求其最佳的表观密度为16~40kg/m3
            由于孔隙的存在材料在潮湿的环境下不可避免地要吸水而水的导热系数0.5815W/mK?#26579;?#27490;空气的导热系数0.0233 W/mK要大很多因此当环境湿?#20173;?#22823;?#20445;?#26448;料的平衡含水率增大材料的导热系数将会降低所以作为保温绝热材料材料自身的吸湿率要尽量低如不可避免?#20445;?#35201;对材料进行憎水处理或用防水材料包覆
            另外保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载具有与使用环境相一致的机?#30331;?#24230;其粘结性能要好还得?#34892;?#30340;收缩率及与环境相适应的耐久性
            2.2 常用的保温绝热材料
            能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要?#26657;?#32858;苯乙烯泡沫塑料板EPS及XPS岩矿棉板玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部?#21152;?#22823;量的封闭孔它们的表观密度都较小这也是作为保温隔热材料所必备的它们的性能?#21592;燃?#34920;1
            岩矿棉和玻璃棉有时统称为矿物棉它们都属于无机材料岩棉不燃烧价格?#31995;ͣ?#22312;满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果但岩棉的质量优劣相差很大保温性能好的密度低其抗拉强度也低耐久?#21592;?#36739;差
            玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处但其手感好于岩棉可改善工人的?#25237;?#26465;件但它的价格较岩棉为高
            聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料其表观密度小导热系数小吸水?#23454;ͣ?#38548;音性能好机?#30331;?#24230;高而?#39029;?#23544;精度高结构均匀因此在外墙保温中其?#21152;新?#24456;高
            硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能它的导热系数之低0.025 W/(m2K)是其他材料所无法与之相比的
            同时其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能由于不需要额外的绝缘防?#20445;?#31616;化了施工程序降低工程造价但因其价格?#32454;ߡ?#32780;且易燃这就限制了它的使用
                聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成保温胶粉 
            表1  常用保温绝热材料的主要性能
            材料名称 表观密度kg/m3 最高使用温度棩 抗压强度MPa 导热系数[W/(mK)] 吸水率%
            岩棉保温板 80~150, -268~350 , ,0.047~0.052, 
            玻璃棉毡 40~60, -120~400 , ,0.035, 
            聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30, -80~75 ,0.12~0.18, 0.033~0.044, 0.1
            聚苯颗粒保温料浆 220 ,-50~75, 0.01, 0.07 
            料采用预混?#30722;?#25216;术在工厂将水泥与高分子材料引气剂等各种添加剂混均后包装使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒充?#32440;?#25292;后形成塑性良好的膏状体将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层此种材料施工方便保温性能良好其中聚苯颗粒可以采用工业品也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒这对于?#20048;ư咨?#27745;染保护环境十分有益的但此种保温材料吸水?#24335;?#20854;他材料为高使用时必须加做抗裂防水层抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成可长期?#34892;?#25511;制防护层裂缝的产生   
            3 结语
                目前我国外墙保温技术发展很快?#22681;?#33021;工作的重点外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的建筑节能必须以发展新型节能材料为前提必须有足够的保温绝热材料做基础节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合才能真正发挥其作用正是由于节能材料的不?#32454;?#26032;外墙保温技术的优越性才?#25214;?#21463;到人们重视所以在大力推广外墙保温技术的同?#20445;?#35201;加强新型节能材料的开发和利用从而真正地实现建筑节能
            参考文献
            1. 胡小媛许琳. 我国建筑绝热材料的应用现状及其前景. 保温材料与节能技术200262~4
            2. 刘洪涛等. ?#38050;?#24120;见的外墙保温形式及材料. 建筑技术与应用2001139~40
            3. 郭莹. 外墙内外保温技术在建筑节能住宅中的作用. 建筑技术开发2002246~48
            4. 齐文龙等. 聚苯板外墙保温技术的应用. 建材建筑装修2000233
            5. 徐惠忠周明. 绝热材料生产及应用. ?#26412;?#20013;国建材工业出版社2001

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