一.墻外保溫系統的起源。
外墻外保溫系統起源于上世紀四十年代的瑞典和德國,至今已有60多年的歷史,經過多年的實際應用和全球不同氣候條件下長時間的考驗,證明采用該類保溫系統的建筑,無論是從建筑物外裝飾效果還是居住的舒適程度,都是一項值得全球范圍內推廣應用的節能新技術。如今,外墻外保溫建筑已經成為歐美等發達國家市場占有率最高的一種建筑節能技術。
20世紀60年代,美國從歐洲引進此項技術,并根據本國的具體氣候條件和建筑體系特點進行了改進和發展。同樣在70年代初的能源危機期間,由于建筑節能的要求,外墻外保溫及裝飾系統在美國的應用不斷增加,至90年代末,其平均年增長率達到了20~25%。至今此項技術在美國的應用也達40多年之久,最高建筑達44層,并在美國南部的炎熱地區和寒冷的北部地區均有廣泛的應用,效果顯著。
美國和歐洲在40余年的應用歷史中,對外墻外保溫系統進行了大量的基礎研究,如薄抹灰外墻外保溫系統的耐久性的問題;在寒冷地區中的露點問題;同類型的系統在不同沖擊荷載下的反應;試驗室的測試結果與實際工程中性能的相關性等。在大量的實驗研究的基礎上,目前美國和歐洲對外墻外保溫已有嚴格的立法工作,其中包括要求外墻外保溫系統的強制性認證標準,以及對于系統中相關組成材料的標準等。由于歐美國家有著相應健全的標準、嚴格的立法,對于外墻外保溫系統的耐久性一般都可以要求25年的使用年限。事實上,該系統在上述地區的應用歷史已大大超過25年,這都是值得我們借鑒學習的。
二.外墻外保溫和外墻內保溫的優勢比較
近年來,在建筑保溫技術不斷發展的過程中,主要形成了外墻外保溫和外墻內保溫兩種技術形式。
節能技術發展初期,內保溫技術為推動我國建筑節能技術迅速起步起到了應有的歷史作用。這是因為:我國節能技術在當時還處于起步階段,外保溫技術還不太成熟;我國節能標準對圍護結構的保溫要求較低,且內保有一定的優點,如造價低、安裝方便等。但是,從發展的角度考慮,隨著我國節能標準的提高(由原來的30%提高到50%),內保溫的做法已不適應新的形勢,且給建筑物帶來某些不利的影響。因此,它只能是某些地區的過渡性做法,在寒冷地區特別是嚴寒地區逐步予以淘汰。
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外墻內保溫是在墻體結構內側覆蓋一層保溫材料,通過粘接劑固定在墻體結構內側,之后在保溫材料外側作保護層及飾面。目前內保溫多采用粉刷石膏作為粘接和抹面材料,通過使用聚苯板或聚苯顆粒等保溫材料達到保溫效果。外墻內保溫主要存在如下缺點:
1、保溫隔熱效果差,外墻平均傳熱系數高。
2、熱橋保溫外理困難,易出現結露現象。
3、占用室內使用面積。
4、不利于室內裝修,包括重物釘掛困難等:在安裝空調、電話及其他裝飾物等設施時尤其不便。
5、不利于既有建筑的節能改造。
6、保溫層易出現裂縫。由于外墻受到的溫差大,直接影響到墻體內表面應力變化,這種變化一般比外保溫墻體大得多。晝夜和四季的更替,易引起內表面保溫的開裂,特別是保溫板之間的裂縫尤為明顯。實踐證明,外墻內保溫容易在下列部位引起開裂或產生“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、內外墻之間丁字墻外側的懸挑構件部位等。
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隨著建筑節能技術的不斷完善和發展,外墻外保溫技術逐漸成為建筑保溫節能形式的主流。從科學的合理性而言,外墻外保溫形式是一種先進的、有應用前景的保溫節能技術。外墻外保溫是在主體墻結構外側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用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿。隨著外墻外保溫形式的不斷完善與發展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墻保溫形式、聚苯板現澆混凝土外墻保溫、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保溫相比,具有以下明顯優勢:
1、適用范圍廣,技術含量高。
外保溫不僅適用寒冷地區的民用建筑及工業采暖建筑,也適用于溫暖地區的制冷空調建筑,既可用于新建工程,更適合舊建筑物的節能改造工程。外保溫材料要求科技含量高,材料配套齊全,施工工藝先進合理。推行建筑外保溫技術將剌激我國高新技術產業的節能材料的發展。
2、保護主體結構,延長建筑物壽命。
采用外墻外保溫方案,由于建筑物圍護結構外側,緩沖了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環造成的結構破壞,減少了空氣中的二氧化碳及水對混凝土的碳化以及導致鋼筋結構的銹蝕,減少了空氣中有害氣體和紫外線對維護結構的侵蝕。事實證明,只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當,厚度合理,外保溫可有效地消除頂層橫墻常見的斜裂縫或八字裂縫。因此,外保溫既可以減少維護結構的溫度應力,又對主體結構起保護作用,從而有效地提高了主體結構的耐久性,故比內保溫更科學合理。
3、基本消除了“熱橋”的現象,較好地發揮了材料的保溫節能功能。
采用外保溫在避免“熱橋”方面比內保溫更有利,如在內外墻交界部位、外墻圈梁、構造柱、框架梁、柱、門窗洞口以及頂層女兒墻與層面板交界周邊所產生的“熱橋”增加。據有關資料統計,建筑物沿外墻“熱橋”增加熱損失約占25%,可見“熱橋”所增加的熱負荷是相當大的。上述“熱橋”對內保溫和夾心而言,幾乎難以避免,而外保溫既可防止“熱橋”部位產生結露,又可消除“熱橋”造成的附加熱損失。計算表明,在厚度為370mm磚墻內保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱系數增加10%左右;在厚度為240mm磚墻內保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱系數比主體部位傳熱系數約增加51%~59%,而在厚度為240mm磚墻內保溫條件下,這種影響僅2%~5%,可見外保溫做法更有效地減少了室內的熱負荷。
4、減少內墻面裂縫,方便在室內裝修及墻面上懸掛、固定物件。
目前,凡采用內保溫技術的工程普遍面臨著面層開裂的難題。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力,易導致強度較低的內保溫層及其層面開裂。此現象在高層建筑及東西朝向的條形建筑物上尤其明顯。在做外保溫的內墻上避免了因外墻溫度和濕度變形而導致的開裂,從而減少住戶投訴,同時方便墻面施工和室內裝修。
5、使墻體潮濕情況得到改善,有利于室溫穩定。
采用外保溫時,由于蒸汽滲透性高的主體結構產處于保溫層內側,用穩態傳濕理論進行冷凝分析,只要保溫材料選擇適當,在墻體內部不會發生冷凝現象,故無需設置隔汽層。墻體由傳熱體變成蓄熱體,結構層的整個墻身溫度提高了,不僅降低了它的含濕量,還不用再設空氣層,同時墻體能吸收和釋放能量,有利于氣溫的穩定,可得到室內舒適的熱環境,墻體形不成露點差,徹底消滅結露現象。由于采用外保溫措施后,結構層的個墻身溫度提高了,因而進一步改善了墻體的保溫性能。
6、提高了防水功能和氣密性。
標簽: 優越性