目前,國內建筑節能已經從新建住宅向公共建筑和既有建 筑等各類建筑推進。其中北京市從2004年開始進入第三步節能階段(即建筑節能標準由50%%提高到65%%),該項工作的展開,對推動全國特別是北方采 暖省區的節能工作產生積極影響。公共建筑節能設計標準在2004年末前后公布已是不爭的事實,近300億平方米既有住宅的節能改造也提上日程,由此帶來的 不僅僅是外保溫工程量的數字巨大,更重要的是對外保溫技術適應性發展的技術水平的多角度、全方位、高標準的要求更為突出,而這種要求中蘊含著南北方各地氣 候條件所決定的節能標準、各地區人文文化所決定的建筑外觀風格的裝飾多樣化及其不斷提高的標準要求等。
隨著城市管理化水平的不斷提高,特別是施工中沙塵源管 理所決定的無濕作業化要求、保溫工程國家技術規程及國家對建筑工程質量長期可靠性的要求、建筑行業隨著外保溫技術的不斷成熟而逐步提高的施工工藝性所決定 的外保溫技術施工簡便性要求等,這些實質上是對外保溫技術提出了節能高效性、施工簡便性和裝配化、工程質量長期可靠性、外保溫工程表觀質量長期穩定性、建 筑物外觀色彩及裝飾風格、施工現場對環境無污染性、技術上對外墻和屋面適用性的高層次要求。應該說是對現有外保溫技術提出的挑戰性要求。
二、外墻(屋面)外保溫面臨的技術問題
外墻(屋面)外保溫技術同其他建筑專業技術一樣,都必 須隨著相關技術發展和市場需求而不斷發展,目前面臨著五大市場需求變化:一是建筑節能標準由50%提高到65%;二是外裝飾要求較高的公共建筑即將實施節 能標準;三是南北方大量的既有住宅節能改造;四是屋面保溫標準和裝飾標準同步提高;五是外保溫施工由手工濕作業轉向裝配化干作業。無疑,每個需求變化都有 對外保溫技術提高的新要求。就我國大量推廣使用的粘接EPS薄抹灰技術、膠粉聚苯顆粒外保溫技術、鋼絲網架聚苯板技術、砼現澆聚苯板技術系統等對應以上所 述市場需求變化,今后尚有以下幾個技術問題需求解決。
?。ㄒ唬┑谌浇ㄖ澞?5%標準對外保溫技術提出的新課題
第三步建筑節能65%標準實施后,各地區以往按第二步 節能標準實施的保溫層厚度都相應要增加30%以上。保溫層厚度增加后,其表面粘貼面磚或涂飾涂料發生裂縫的可能性也會增加,特別是在沿海和嚴寒地區,由于 氣候溫差大、負風壓、凍脹破壞等因素的影響,裂縫產生的可能性會加劇。以膠粉聚苯顆粒保溫系統、薄抹灰系統、發泡聚氨酯系統為例,因為保溫層厚度增加,會 導致施工周期延長、工程造價上升等情況發生,使用戶難以接受。這種增加保溫層厚度對外保溫工程影響是一種最直接的影響。另外,隨著對建筑物外飾造型風格的 需求,采用EPS類保溫,也會因為保溫層過厚,使建筑風格多樣化的愿望受到影響,造成此類外保溫技術推廣的障礙。相比之下,發泡聚氨酯材料由于導熱系數 小,現場發泡時又能有效填塞建筑物孔縫等而形成大面積無縫隙連續保溫層,故在同樣保溫效果下,保溫層厚能比EPS減少40%%左右。同時又因其線性收縮率 小,與墻體實現無空腔粘接,不論其飾面為涂料或面磚,均能有效克服飾面缺陷產生,大幅度提高工程可靠性和壽命。不難看出,研制、開發、應用發泡聚氨酯外保 溫系統,是解決建筑物外立墻面厚度不易均勻、保護層材料選擇及施工工藝等疑難問題的有效手段。目前,現場噴涂聚氨酯的外保溫技術國內已有應用,如果再能選 擇一種既符合外墻裝飾要求又具有良好耐候性的裝飾板材,通過錨固干掛方式,在預留空腔內澆注發泡聚氨酯,將能進一步提高施工效率和減少施工難度,也大大降 低施工成本,并能夠達到保溫、防水、裝飾一體化,將使發泡聚氨酯在外墻(屋面)應用技術產生重大飛躍,無疑是外保溫技術的一次革新。
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公共建筑不同于民用建筑的最大特點之一是,外墻和屋面 裝飾檔次要求高,裝飾材料品種多。因此其外墻(屋面)保溫技術要求遠遠高于民用住宅建筑,就目前已有的幾種外保溫技術系統而言,都存在在某一方面不易滿足 公共建筑外保溫工程要求的技術問題。例如當采用EPS、XPS等保溫板外保溫再飾以玻璃幕墻或鋁塑板幕墻或干掛石材等,都有一個施工復雜、施工周期長的問 題,同時造價又比較高,并且有很多節點性熱橋難以處理。另外大城市公共建筑近年來向高層發展勢頭強勁,實行節能后粘貼面磚帶來技術上的難度也大,為此應從 兩個方面解決。
一是研制可以從裝飾效果和使用壽命方面與鋁塑板、面磚 等裝飾材料等效,且造價較低、施工方法又簡便的外飾材料,解決飾面施工難度大、周期長、造價高的問題,通過選擇多種飾面產品,形成高、中、低檔次俱全,裝 飾風格和效果各異的套餐制,可供南北方各地區、各功能建筑和人文習俗需求,提高適應性。二是研制合適保溫材料及應用技術,利于處理節點性熱橋,確保外墻 (屋面)符合節能標準規定的保溫效果。因此將保溫板和裝飾板工廠化復合成型材,現場錨固安裝或將裝飾板錨固安裝后現場澆注發泡聚氨酯技術,是解決公共建筑 節能的最佳技術途徑之一。
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既有建筑節能改造對于外墻保溫施工最突出的問題是這些建筑外墻表面都完成了飾面(涂料、面磚、馬賽克等)?,F有各種外墻保溫技術施工都要求必須先去除外飾面,不僅工程難度大,也易干擾居民正常生活,同時也增加節能改造的工程造價。
我國幾十年來是以平屋面為主要型式,近年來坡屋面盛 行,屋面保溫隔熱防水問題日益突出。坡屋面往往采用現澆砼屋面,而后用EPS或XPS板材再施工瀝清瓦、水泥瓦或輕鋼彩板,但都存在滲漏或保溫隔熱效果不 理想的問題。實驗證明,采用機械錨固方式將保溫裝飾復合型材裝配或將裝飾面板錨固后澆注發泡聚氨酯材料,或者采用機械錨固XPS、EPS,表面復合膠粉聚 苯顆粒保溫漿料,均可以在既有建筑外墻表面直接完成外墻保溫施工。而現場澆注發泡聚氨酯這類既有優越保溫隔熱性能,又有卓越防水功能的新材料應用于坡層面 極其有限。主要是目前能有效解決發泡聚氨酯應用的配套技術尚不完善,通過錨固裝飾瓦現場澆注發泡聚氨酯,用完善的技術系統解決脊、縫、檐等結點密封問題是 最理想的方式。
?。ㄋ模┭b配化干作業的外保溫技術勢在必行
采用工廠化生產保溫裝飾復合型板,在現場機械錨固或先 機械錨固裝飾板而后澆注發泡聚氨酯保溫材料,完成外墻(屋面)保溫隔熱工程,都不需手工涂抹作業,可以大大縮短施工周期,實現外保溫技術的無水化、零污 染。這是現行其他類外保溫技術系統難以達到的。在國內眾多研制、開發、推廣外保溫系統技術的企業中,哈爾濱天碩工業有限公司獨辟蹊徑,對發泡聚氨酯材料進 行復合,開創了實現第三步節能的新天地。
三、TS保溫防水裝飾干掛外保溫成套技術
天碩公司TS保溫防水裝飾干掛外保溫成套技術是以發泡 聚氨酯為主,同時應用XPS、EPS、PU保溫板材及PU和PVC裝飾板、人工合材薄板、鋁塑板、纖瓷板、彩色金屬板、搪瓷瓦等多種墻面、屋面飾面材料組 合,以現場先錨固飾面板后澆注發泡聚氨酯或工廠化生產保溫裝飾復合型材后再現場錨固兩種施工方式完成,施工全過程無濕作業,簡便快捷,在現場一次完成外墻 (屋面)保溫、防水、裝飾工程,既能滿足公共建筑各種高中檔外飾面多種風格要求,也可以應用既有建筑節能改造工程,具有對我國各地區各類工程外墻(屋面) 節能標準、各種多檔次裝飾現實要求的無濕作業方式,有著廣泛的適應性,符合從第二步節能向第三步節能及今后持續提高的節能標準要求。
?。ㄒ唬㏕S干掛保溫防水裝飾外保溫技術研究
該技術以持續適應高效節能長遠目標為基本指導原則,在 保溫材料選用上,充分考慮各地經濟狀況,以熱工及綜合性能最優秀的產品和技術為主,同時滿足個性用戶需求。保溫材料以發泡聚氨酯為主要產品,裝飾板為置入 式構件,完成發泡聚氨酯現場澆注施工后一次形成保溫、防水、裝飾一體化,在國內外為首家,目前已獲得國家專利授權。另外,為適應低售價住宅等節能工程需 求,該技術也是在首家推出將EPS、XPS保溫板等與裝飾板復合。這兩種應用方法都可以實現對建筑節能標準需要。
不論用于外墻或屋面的裝飾材料、都必須具有良好的耐侯 性,以保證工程壽命,同時要具有良好的防紫外線能力,以確保裝飾效果穩定,吸水率應符合相關標準,同時應使用薄形材(≤4㎜)以盡量減輕單位面積荷載。 TS干掛保溫防水裝飾外保溫技術以滿足不同地區、不同建筑、不同裝飾檔次外墻和屋面不同裝飾要求為基本原則。同時,以全面滿足外墻和屋面保溫隔熱技術需 求,選用裝飾效果不同檔次、工程造價不同檔次的裝飾材料PU、PVC擠出板、人工合成石材薄板、纖瓷薄板、鋁塑板、彩色金屬板、搪瓷材料等多種,分別用于 外墻及屋面裝飾。
在現場澆注聚氨酯時,裝飾板與金屬構件工廠批量化生產,現場為裝配化施工,保溫板裝配預留縫用PU密封,使保溫、裝飾、防水功能一次施工實現。
?。ǘ㏕S干掛外保溫技術的可靠性
外保溫技術可靠性應從外保溫工程安全長期可靠性、外觀質量長期穩定性、熱工性能指標可靠性三大方面給予保證。TS干掛外保溫技術是由裝飾層、保溫層、金屬結構架和粘接劑及施工技術完整形成保證體系。
1、熱工性能指標技術保證途徑:TS干掛保溫防水裝飾 外保溫技術使用現場澆注聚氨酯發泡保溫材料技術方式時,預錨固裝飾板與墻體或屋面基層的空腔尺寸是由可調節金屬構架系統實現。一經設定,將不會在施工中發 生變化,使保溫層厚度得到強制性保證。保溫層經現場發泡形成大面積無縫連續保溫層,加之保溫材料極佳熱工性能,形成節能效果由材料選擇和施工技術能得到根 本上的保證。同時,使用工廠化生產保溫裝飾復合型材,現場干掛安裝技術方式時,其保溫板厚度按設計厚度切割制成為不可變尺寸、批量生產尺寸一致性得到保 證,在現場安裝縫用發泡聚氨酯封閉,成為大面積連續保溫層。因而從材料和施工技術方面保證了熱工效果穩定和達標。
2、外保溫工程安全性、長期可靠性技術保證途徑:TS 干掛保溫防水裝飾外保溫技術采用了膠粘接和機械錨固相結合方式,發泡聚氨酯保溫材料將裝飾板和墻面(屋面)基層粘接成為多重復合粘接,實現裝飾板與墻面 (屋面)的連接。保溫板與裝飾板工廠化生產復合型材時,用高性能膠粘劑實現保溫板與裝飾板的高可靠粘接。經過應用性檢驗和檢測,膠粘可靠性達到航空試驗標 準。金屬構件經熱鍍鋅防腐處理,所有金屬構件均嚴密地被發泡聚氨酯保溫層和硅硐膠封閉其中,無任何腐蝕破壞發生。其與墻面(屋面)連接還需用德國TOX尼 龍套鋼釘,和各種墻體材料都能形成單釘拉拔力在570-1600N范圍的可靠連接。發泡聚氨酯保溫材料與墻面(屋面)形成100%%無空腔粘接,不僅使保 溫層牢固地與基層形成一體,而且對裝飾板實現二次固定。同時金屬構件與墻面(屋面)之間連接構造也成為發泡聚氨酯保溫層的“錨釘構造”,故而保溫系統形成 互相交叉連接復合成為一體,成為永久性結合,不會發生任何脫落、變形的現象。
3、外保溫飾面層的長期穩定性:TS干掛保溫防水裝飾 外保溫技術飾面層使用多種裝飾板或在裝飾板表面涂料飾面,其長期穩定性應由飾面層表面平整度穩定性、色彩穩定性、飾板不開裂破損穩定性等方面形成技術保 證。各種裝飾材料從生產工藝、性能試驗、檢測等方面確保其技術保證。有些板材已在工程作為其他功能材料長期應用得到考驗,并且又在大連理工大學、黑龍江石 油化工研究院等地權威校、院、所做了耐紫外線試驗,高低溫循環試驗、抗折強度試驗。其耐紫外退色性能、吸水率、抗凍性能、抗風壓性能、耐火性能、抗沖擊強 度都遠遠高于國家相關標準規定指標。其有效穩定使用壽命都在25年以上。
從以上可以看出,建筑外保溫技術向無濕作業的干掛技術 方向發展已成行業發展趨勢。隨著建材技術的迅速發展和新產品的不斷涌現,建筑外墻(屋面)外保溫實現多種裝飾靚麗外觀也必將成為現實,推廣使用發泡聚氨酯 保溫材料是適應今后不斷提高的節能標準的最佳選擇。工廠化生產、標準化供應產品、規范化推廣技術、裝配化施工、實現外保溫技術現場零污染化干作業,必將成 為我國外保溫行業未來的技術發展方向。(作者:康玉范 于國臣:哈爾濱天碩建材工業有限公司 張貞浴 黑龍江大學化工學院)
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