外保温复合墙体(Wall composed with external thermal insulation)由墙体(混凝土或砌体)及其外保温系统构成。外保温系统主要由保温层、保护层和固定材料(胶黏剂、锚固件等)构成,安装在外墙外表面起到非承重保温作用。
1.保温防火复合板薄抹灰外墙外保温系统
保温防火复合板是通过在不燃保温材料表面复合不燃防护面层,或在难燃保温材料表面包覆不燃防护面层,而制成的具有保温隔热及阻燃功能的预制板材,简称复合板。按所采用的保温材料属性,分为无机复合板和有机复合板。无机复合板以岩棉、发泡陶瓷保温板、泡沫玻璃保温板、泡沫混凝土保温板、无机轻集料保温板等不燃无机板材为保温材料,其燃烧性能等级为A级。有机复合板以聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯硬泡板、酚醛泡沫板等难燃有机高分子板材为保温材料,其燃烧性能等级不应低于B1级,且垂直于板面方向的抗拉强度不应小于0.10MPa;复合板按是否具有装饰层,分为无饰面复合板和有饰面复合板[57-64]。
无饰面复合板薄抹灰外墙外保温系统由依附于基层墙体的界面层、找平层、黏结层、无饰面复合板、抹面层和饰面层构成,并辅以锚栓固定于外墙外表面,如图1.9所示。当基层墙体的表面状况满足外墙保温设计要求时,可不做界面层和找平层。抹面层中应满铺玻纤网增强。饰面层材料宜为涂料或饰面砂浆。
有饰面复合板薄抹灰外墙外保温系统由依附于基层墙体的界面层、找平层、黏结层、有饰面复合板、嵌缝材料、密封材料和锚固件构成,如图1.10所示。复合板应采用以粘为主、粘锚结合方式固定在基层墙体上,并应采用嵌缝材料封填板缝。
图1.9 无饰面复合板薄抹灰外墙外保温系统基本构造
Fig.1.9 Basic structure of wall external insulation system based on thermal insulated fireproof composite panels without decoration layer
1—基层:墙体;2—界面层;3—找平层;4—黏结层;5—无饰面复合板;6—抹面层;7—锚栓;8—饰面层
图1.10 有饰面复合板薄抹灰外墙外保温系统基本构造
Fig.1.10 Basic structure of wall external insulation system based on thermal insulated fireproof composite panels with decoration layer
1—基层:墙体;2—界面层;3—找平层;4—黏结层;5—锚固件;6—嵌缝材料;7—有饰面复合板
2.胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统
胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层构成(图1.11)[57,65,66]。胶粉EPS颗粒保温浆料是由胶粉料和EPS颗粒集料组成,并且EPS颗粒体积比≥80%的保温灰浆。胶粉EPS颗粒保温浆料宜分遍抹灰,每遍间隔时间应在24h以上,每遍厚度不宜超过20mm;第一遍抹灰应压实,最后一遍应找平,并用大杠搓平。界面层材料为界面砂浆;胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌和后喷涂或抹在基层上形成保温层,其设计厚度不宜超过100mm;薄抹面层中应满铺玻纤网,其厚度应不小于3mm并且不宜大于6mm。
3.外模内置EPS板现浇混凝土外墙外保温系统
外模内置EPS板现浇混凝土外墙外保温系统由置于外模板(钢制大模板)内侧的EPS板保温层与现浇混凝土外墙构成[57,66]。EPS板内表面(与现浇混凝土接触的表面)沿竖向开有凹槽且安装有塑料卡钉,施工时将EPS板两面预喷刷界面砂浆后置于外模板内侧,浇筑混凝土后,墙体与EPS板即结合为一体。防火透气过渡层为厚度不小于10mm的胶粉EPS颗粒防火浆料。当饰面层为柔性耐水腻子与涂料时,抗裂防护层为抗裂砂浆复合耐碱网格布(加强型增设一道耐碱网格布)与弹性底涂,总厚度普通型3mm~5mm、加强型5~7mm[图1.12(a)]。当饰面层为黏结面砖时,抗裂防护层由第一遍抗裂砂浆、用塑料锚栓与基层墙体固定的热镀锌金属网(四角电焊网或六角编织网)和第二遍抗裂砂浆构成,总厚度8~10mm,如图1.12(b)所示。
图1.11 胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统基本构造
Fig.1.11 Basic structure of wall external insulation system of insulating mortar consisting of gelatinous powder and EPS pellets
1—基层:墙体;2—界面砂浆;3—胶粉EPS颗粒保温浆料;4—抗裂砂浆薄抹面层;5—玻纤网;6—饰面层
4.外模内置钢丝网架EPS板现浇混凝土外墙外保温系统
外膜内置钢丝网架EPS板现浇混凝土外墙外保温系统由置于外模板(钢制大模板)内侧的钢丝网架EPS板与现浇混凝土外墙构成[57,66,68]。钢丝网架EPS板是由EPS板内插腹丝(镀锌钢丝),外侧焊接钢丝网构成的三维空间网架芯板,板两面应预喷刷界面砂浆。浇筑混凝土后,EPS单面钢丝网架板挑头钢丝与混凝土结合为一体,EPS单面钢丝网架板表面抹掺外加剂的水泥砂浆形成厚抹面层,外表做饰面层(图1.13)。饰面层为涂料或面砖时对应的抗裂防护层做法与图1.12相同。防火透气过渡层的胶粉EPS颗粒防火浆料厚度不小于20mm。
图1.12 EPS板现浇混凝土外墙外保温系统基本构造
Fig.1.12 Basic structure of wall external insulation system based on EPS panel in cast-in-place concrete form
1—现浇混凝土外墙;2—EPS板;3—防火透气过渡层;4—抗裂防护层;5—饰面层(www.xing528.com)
图1.13 EPS板现浇混凝土外墙外保温系统基本构造
Fig.1.13 Basic structure of wall external insulation system based on EPS panel with steel mesh in cast-in-place concrete form
1—现浇混凝土外墙;2—钢丝网架EPS板;3—防火透气过渡层;4—抗裂防护层;5—饰面层
5.机械固定钢丝网架EPS板外墙外保温系统
机械固定钢丝网架EPS板外墙外保温系统由机械固定装置、腹丝非穿透型钢丝网架EPS板、掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层和饰面层构成(图1.14)[57,68]。以涂料做饰面层时,应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层,层厚应不小于3mm并且不宜大于6mm。
机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统不适用于加气混凝土和轻集料混凝土基层墙体;用于其他砌体外墙时,宜采用预埋钢筋网片固定EPS钢丝网架板。
6.保温砂浆外墙外保温系统
保温砂浆外墙外保温系统与外墙内保温系统的基本构造大致相同,但增加了对外保温系统耐候性、抗风荷载、抗冻性等的性能要求[51-53]。同时,抗裂砂浆复合玻纤网增强的抹面层厚度,涂料饰面时不应小于3mm,面砖饰面时不应小于5mm;面砖饰面时,抗裂面层的玻纤网外侧应采用塑料锚栓锚固。
图1.14 机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统基本构造
Fig.1.14 Basic structure of wall external insulation system of mechanically fastened EPS panel with steel mesh
1—现浇混凝土外墙;2—EPS单面钢丝网架板;3—掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层;4—钢丝网架;5—饰面层
7.厚层腻子外墙外保温系统
厚层腻子外墙外保温系统与外墙内保温系统的基本构造大致相同,但饰面层宜采用建筑反射隔热涂料;当使用面砖时,其应用高度不应超过40m,并以热镀锌电焊网做增强层,采用机械固定件锚固到基层墙体上[54,69]。系统隔热保温层腻子的最大粉刷厚度不宜大于40mm;当腻子厚度大于20mm时,应在距离腻子层表面5mm处增加一道玻纤布,建筑首层墙面等易受碰撞部位应设置双层玻纤布;当腻子厚度大于20mm、建筑高度大于60m时,应设置塑料锚栓。
与内保温复合墙体相比,外保温复合墙体具有以下优点[47,55,70]:
(1)保护围护结构墙体,减小温度应力,提高耐久性,延长建筑使用寿命。保温层置于围护结构墙体外侧,使得建筑结构内外墙处于相同的环境条件,减小了温度变化导致结构变形而产生的应力,减轻了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀,避免了雨雪的冻融、干湿循环对围护结构造成的破坏,对围护结构起到保护作用。
(2)基本消除热桥部位的影响,能有效防止热桥内表面局部结露。外保温使整个围护结构得到保护,减少了热桥部位的热损失。在采用同样厚度保温材料的条件下,外保温的热损失将比内保温减少约1/5。
(3)墙体潮湿情况基本得到改善,有利于防止或减少保温层内部水蒸气凝结,提高了墙体的防水和气密性以及墙体热稳定性。外保温材料层次布置正好使水蒸气“进难出易”,有利于室内水蒸气通过墙体向外散发,在墙体内部一般不会发生冷凝现象。采取外保温措施后,结构层整个墙身的温度有所提高,可进一步改善墙体的保温性能。
(4)有利于室温保持恒定,提高了室内舒适度。由于外保温复合墙体蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,墙体结构层能够吸收或释放热量,可以保证围护结构内表面温度不致急剧变化。
(5)外保温可以减少保温材料用量,增加建筑的使用面积。在达到同样节能效果的条件下,外保温效果优于内保温,可以减少保温材料用量,使主体结构墙体减薄,从而增加每户使用面积2%左右,经济效益显著。资料表明[71]:以北京、沈阳、哈尔滨和兰州等城市的塔式建筑为例,与内保温相比,外保温材料用量可节省44%、48%、58%和45%;主体结构为实心黏土砖墙时,每户使用面积可增加1.2m2、2.4m2、4.2m2和1.3m2;主体结构为混凝土空心砌块时,每户使用面积可增加1.6m2、2.5m2、4.6m2和1.7m2。
(6)维修方便,便于既有建筑的节能改造。与内保温复合墙体相比,采用外保温复合墙体对既有建筑进行节能改造,无需用户临时搬迁,基本不影响用户的室内活动和正常生活。
但是,外保温系统处于室外环境条件下,与内保温系统比较,存在的问题主要集中在[47,70]:
1)使用寿命较短,从而对外保温系统的耐候性和耐久性有更高要求。抹面层砂浆在冻融循环和干湿循环条件下易开裂,使得水蒸气和雨水入侵造成保温材料失效,并使保温层开裂、起鼓,甚至整片大面积脱落。保温板接缝、外墙基面、黏结剂涂抹、玻璃网格布铺黏等出现问题,引起墙面开裂、起泡或起鼓、外层涂料起窗花、粉化退色、渗水等。
2)高层建筑饰面黏贴面砖出现各种风险问题,保护层材料脱落引起防火安全隐患,从而对施工技术水平要求较高。采用饰面砖作为外墙外装饰时,外装饰层自重较大,在高层建筑承受风荷载或地震作用时,常因与抹面层的黏结强度不足造成面砖脱落,也常常引发伴生的二次灾害问题;有机保温材料的保护层脱落引发的火灾事故屡见不鲜。
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