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

現(xiàn)在中國的大多數(shù)城市都有大量的樓棟樓和建筑。未來幾年將建設(shè)大量的高層大樓，以滿足中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。當(dāng)今世界,由于對(duì)節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境的需求不斷提高,建筑物的保溫也在日益加強(qiáng),其中又以外墻外保溫的發(fā)展最為迅速。盡管在16世界就已有外墻外保溫技術(shù)出現(xiàn),但只是在1973年世界性的石油危機(jī)以后,外墻外保溫技術(shù)才在許多國家得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。現(xiàn)在,在一些發(fā)達(dá)國家,往往有好幾十種外墻外保溫體系爭(zhēng)奇斗艷,逐鹿市場(chǎng),使保溫效果越來越好,建筑質(zhì)量日益提高。對(duì)外墻進(jìn)行保溫,無論是外保溫、內(nèi)保溫還是夾心保溫,都能夠使冷天外墻內(nèi)表面溫度提高,使室內(nèi)氣候環(huán)境有所改善。然而,采用外保溫則效果更加良好。其原因是:(1)外保溫可以避免產(chǎn)生熱橋。在寒冷的冬天,熱橋不僅會(huì)造成額外的熱損失,還可能使外墻內(nèi)表面潮濕、結(jié)露,甚至發(fā)霉和淌水,而外保溫則可以不存在這種問題。由于外保溫避免了熱橋,在采用同樣厚度的保溫材料條件下,外保溫要比內(nèi)保溫的熱損失減少約1/5,從而節(jié)約了熱能。(2)在進(jìn)行外保溫后,由于內(nèi)部的實(shí)體墻熱容量大,室內(nèi)能蓄存更多的熱量,使諸如太陽輻射或間歇采暖造成的室內(nèi)溫度變化減緩,室溫較為穩(wěn)定,生活較為舒適;也使太陽輻射得熱、人體散熱。家用電器及炊事散熱等因素產(chǎn)生的“自由熱”得到較好的利用,有利于節(jié)能。而在夏季,外保溫層能減少太陽輻射熱的進(jìn)入和室外高氣溫的綜合影響,使外墻內(nèi)表面溫度和室內(nèi)空氣溫度得以降低?？梢?外墻外保溫有利于使建筑冬暖夏涼。(3)室內(nèi)居民實(shí)際感受到的溫度,既有室內(nèi)空氣溫度又有圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的影響。這就證明,通過外保溫提高外墻內(nèi)表面溫度,即使室內(nèi)的空氣溫度有所降低,也能得到舒適的熱環(huán)境。由此可見,在加強(qiáng)外保溫、保持室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,適當(dāng)降低室溫,可以減少采暖負(fù)荷,節(jié)約熱能。(4)由于采用外保溫的結(jié)果,內(nèi)部的磚墻或混凝土墻受到保護(hù)。室外氣候不斷變化引起墻體內(nèi)部較大的溫度變化發(fā)生在外保溫層內(nèi),使內(nèi)部的主體墻冬季溫度提高,濕度降低,溫度變化較為平緩,熱應(yīng)力減少,因而主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險(xiǎn)大為減輕,壽命得以大大延長(zhǎng)。(5)我國目前許多住戶在住進(jìn)新房時(shí),大多先進(jìn)行裝修。在裝修時(shí),房屋內(nèi)保溫往往遭到破壞。采用外保溫則不存這個(gè)問題。外保溫有利于加快施工進(jìn)度。如果采用內(nèi)保溫,房屋內(nèi)部裝修、安裝暖氣等作業(yè),必須等待內(nèi)保溫做好后才能進(jìn)行。但采用外保溫,則可以與室內(nèi)工程平行作業(yè)。(6)外保溫適用范圍十分廣泛。既適用于采暖建筑,又適用于空調(diào)建筑;既適用于民用建筑,又適用于工業(yè)建筑;既可用于新建建筑,又可用于既有建筑;既能在低層、多層建筑中應(yīng)用,又能在中高層和高層建筑中應(yīng)用。正是由于存在著上述一系列優(yōu)越性,加上我國外墻主體基本上采用重質(zhì)材料這個(gè)有利條件,在學(xué)習(xí)引進(jìn)國外多種外墻外保溫體系的基礎(chǔ)上,中國外墻外保溫技術(shù)近幾年得到了迅速的發(fā)展。1外墻保溫板的應(yīng)用現(xiàn)有的建筑保溫材料,常用的有:膨脹型聚苯乙烯板、擠塑型聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉氈以及超輕保溫漿料等。其中以膨脹型聚苯乙烯板應(yīng)用得較為普遍。聚苯乙烯板又名泡沫板、EPS板是由含有揮發(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒,經(jīng)加熱預(yù)發(fā)后在模具中加熱成型的白色物體,其有微細(xì)閉孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要用于建筑墻體,屋面保溫。其優(yōu)點(diǎn)是具有非常好的幾何穩(wěn)定性、保溫性、密度小、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。缺點(diǎn)是防火性能差。遇到火災(zāi)發(fā)生時(shí),沒有良好的耐高溫性,燃燒時(shí)放出大量有毒的氣體,并且發(fā)生熔融現(xiàn)象。對(duì)于高層建筑如果發(fā)生熔融現(xiàn)象,熔融的聚苯乙烯板材將完全失去機(jī)械強(qiáng)度,外墻表面的瓷磚等裝飾材料將要進(jìn)行脫落。高空脫落的瓷磚等建筑材料,對(duì)于消防人員靠近樓體進(jìn)行滅火造成了極大的困難,從而錯(cuò)過最佳的滅火時(shí)機(jī)。因此聚苯乙烯板對(duì)于高層建筑而言存在嚴(yán)重的火災(zāi)安全隱患。具有防火、耐高溫性能的巖棉、玻璃棉保溫材料成為了高層建筑的理想外墻保溫材料,其中巖棉保溫材料又因?yàn)橘|(zhì)輕、價(jià)廉、吸聲、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),被大量的應(yīng)用到了高層建筑的外墻保溫材料領(lǐng)域。巖棉纖維經(jīng)適量的粘合劑定型后,形成了保溫材料(多為板狀),用掛鉤、插銷或螺釘?shù)裙潭ㄔ谕鈮埞巧?。龍骨可用金屬型材制?錨固在墻體外側(cè)。與基層墻體牢固結(jié)合,是保證外保溫層穩(wěn)定性的基本環(huán)節(jié)。對(duì)于新建墻體,其表面處理工作一般較易做好,但對(duì)于既有建筑,必須對(duì)其面層狀況進(jìn)行認(rèn)真的考察檢查。如果面層存在疏松、空鼓情況,必須認(rèn)真清理,以確保保溫層與墻體緊密結(jié)合。保溫板用粘結(jié)劑或機(jī)械錨固件固定時(shí),必須滿足所在地區(qū)、所處高度及方位的最大風(fēng)力,以及在潮濕狀態(tài)下保持穩(wěn)定性。粘結(jié)劑必須是耐水的,機(jī)械錨固件應(yīng)不致被腐蝕。但是,外保溫墻體的表面,其中包括面層、接縫處、孔洞周邊、門窗洞口周圍等處,不可避免的存在雨水進(jìn)入內(nèi)部的危險(xiǎn)。國外許多工程的實(shí)踐證明,多孔的面層或者面層中存在縫隙,在雨水滲入和嚴(yán)寒受凍的情況下,容易遭受凍壞。因此有必要對(duì)巖棉進(jìn)行防水處理,防止雨水進(jìn)入巖棉纖維內(nèi)部造成不良影響。2硅醇防水劑的高效防水機(jī)理甲基硅醇鈉是一種無色透明水溶液,工業(yè)產(chǎn)品中含有少量雜質(zhì)也呈淺黃色,無毒、不燃、不爆、不揮發(fā)、無刺激性氣味,固體含量一般為32%,比重1.23,pH為堿性,可與水混溶,對(duì)環(huán)境無污染,噴刷在噴涂、滾涂、刷涂等外墻飾面上,有憎水、延緩污染、防風(fēng)化等效果,對(duì)鋼筋無腐蝕,且具有微膨脹作用,能補(bǔ)償砂漿和混凝土的收縮性等特點(diǎn)。能提高飾面的耐久性。有機(jī)硅醇防水劑,在硅酸鹽建筑材料中的防水機(jī)理:有機(jī)硅醇防水劑的主要成份是甲基硅醇鈉,在水和二氧化碳作用下,生成甲基硅醇。上述反應(yīng)生成的硅醇基(→Si-OH)很活潑,一方面能進(jìn)一步反應(yīng),縮合成高分子化合物-網(wǎng)狀有機(jī)硅樹酯膜(體型結(jié)構(gòu)具有憎水性)。另一方面由于硅酸鹽建筑材料表面含有很多硅醇基,這些硅醇基能與防水劑的硅醇基反應(yīng)脫水交聯(lián),而使其表面鍵合上烴基,從而使其結(jié)構(gòu)完全同于有機(jī)硅樹脂,降低表面張力,使水的接觸角增大105℃左右,實(shí)現(xiàn)“反毛細(xì)管效應(yīng)”,即形成所謂憎水層,這就是有機(jī)硅醇防水劑具有高效防水作用的原因。但這并不損害硅酸鹽建筑材料的多孔結(jié)構(gòu),也不妨礙其透氣性。同時(shí)硅樹脂與水泥水化反應(yīng),它填塞了砂漿的微孔和毛細(xì)孔,增加了砂漿的密度和抗?jié)B性。由于這些甲基硅樹脂高分子聚合物具有較高的塑性強(qiáng)度,可以減少砂漿的干縮裂縫、減少收縮應(yīng)力,提高砂漿的抗裂性。此外由于它分散應(yīng)力,可防止應(yīng)力集中,改善砂漿的界面效應(yīng)和塑性。綜合改善砂漿的抗拉性能。有機(jī)硅醇防水劑在非硅酸鹽建筑材料中的防水機(jī)理:因水溶性甲基硅醇鈉具有堿性和離子的特征,它可以從非硅酸鹽材料-石灰石(CaCO3)中浸出少量碳酸鹽離子,然后再發(fā)生取代反應(yīng)生成化學(xué)鍵,甲基硅醇鈉中甲基(CH3)鍵合到了石灰石表面,從而使石灰石表面有憎水性,也同樣產(chǎn)生防水效果。甲基硅醇鈉的高效防水作用機(jī)理是在水和二氧化碳作用下,生成甲基硅醇,甲基硅醇自身進(jìn)一步縮合,并與結(jié)構(gòu)材料起化學(xué)反應(yīng),在基材表面生成一層幾個(gè)分子厚的不溶性的防水高分子化合物--網(wǎng)狀有機(jī)硅樹脂膜。這種樹脂膜具有防水,防潮,防滲,通氣性,抗老化性,抗污染性和耐候性等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于混凝土,水泥砂漿,防水涂料等領(lǐng)域中,使建筑物不受風(fēng)化或減少風(fēng)化作用,從而延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。3巖棉土、土、水、材料的吸水性能取等量巖棉纖維,分為三份,分別記作A、B、C試樣。A試樣作為空白試樣,不加任何粘合劑。B試樣添加適量粘合劑,將巖棉與粘合劑混合均勻,干燥、固化完成后,成塊狀。C試樣添加粘合劑和甲基硅醇鈉試劑,可將巖棉纖維充分浸泡在甲基硅醇鈉試劑中數(shù)分鐘,取出,再與粘合劑混合均勻;或者將甲基硅醇鈉試劑與粘合劑按1︰1體積比進(jìn)行混合,再將混合液與巖棉纖維混合均勻,干燥、固化完成后,成塊狀。將A、B、C三個(gè)試樣同時(shí)投入水中。A試樣:水能夠充分、迅速進(jìn)入巖棉纖維內(nèi)部,占據(jù)巖棉纖維間隙的空間,造成充滿的狀態(tài)。由于巖棉纖維的密度比水大,所以,A試樣迅速沉入水底。說明在有雨水或雪融水存在的情況下,巖棉纖維具有吸水性。吸水后的巖棉將不再具有保溫作用,另外墻體常時(shí)間處于潮濕狀態(tài)下也會(huì)發(fā)生霉變。如遇低溫天氣,發(fā)生結(jié)冰,對(duì)墻體還要發(fā)生凍壞現(xiàn)象,嚴(yán)重影響墻體的美觀和機(jī)械強(qiáng)度。所以巖棉中不添加任何粘合劑和做防水措施,將不能完成建筑物的保溫作用。B試樣:有少量水分進(jìn)入保溫塊內(nèi)部,B試樣緩慢沉入水底。經(jīng)24h已后,B試樣狀態(tài)發(fā)生變化,由原來的塊狀(具有一定的機(jī)械強(qiáng)度),變成泥狀,基本失去機(jī)械強(qiáng)度。這說明,該保溫塊如果遇到常時(shí)間降雨天氣,與水常時(shí)間接觸,將影響其強(qiáng)度,有造成墻體外層脫落的危險(xiǎn)。C試樣:由于甲基硅醇鈉縮合成高分子化合物-網(wǎng)狀有機(jī)硅樹酯膜,使得保溫塊具有一定的憎水性,使水的表面張力降低,產(chǎn)生反毛細(xì)管效應(yīng),水分不能進(jìn)入巖棉纖維內(nèi)部。C試樣漂浮于水面上。將C試樣按入水中,將外力撤去之后,C試樣又浮到水面。重復(fù)按入水中多次,均能上浮到水面。經(jīng)120h的水中浸泡,C試樣仍然能浮在水面上。這說明甲基硅醇鈉在巖棉保溫材料中起到了良好的防水作用。另外,對(duì)C試樣置于酒精燈的火焰上,進(jìn)行燃燒試驗(yàn),C試樣也不發(fā)生變化。這進(jìn)一步說明巖棉+粘合劑+