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高层建筑外墙外保温工程技术初探

发布时间: 2019-07-11         来源: 本站     浏览量:90

随着城市化程度的进一步提高,城市人口的剧增,高层建筑犹如雨后春笋般在大中城市拔起,并逐步向县级城市发展,小高层、高层及超高层建筑已作为城市升级和经济发展的标杆性亮点。

高层建筑墙体节能工程作为建筑节能的重要组成部分,同时鉴于建筑形体和建筑构造的特殊性,理应引起建筑设计部门和建筑节能行业的重点关注。本人结合多年从事建筑节能工作的切身体会,谈点认识和看法,以供大家参考。

一、高层建筑墙体构造及围护结构节能重点分析

一般的高层和超高层建筑,为解决抗剪和抗震技术要求,均采用框剪墙体,部分小高层采用框架砌体填充设计。剪力墙体和砌体填充墙体厚度一般采用180240mm.外墙面积约占总建筑围护结构面积的7080%(梁柱面积约占墙体面积的810%)。

由上分析可知,高层建筑墙体节能工程的比重占比很大。在切实解决窗户节

能的同时,主要的是解决墙体节能,或者说高层建筑围护结构节能贡献率重点在于墙体节能工程。

二、高层建筑外墙保温形式适用性分析

目前,国内广泛推广的墙体保温形式主要有三类:1、外墙内保温 2、外

墙自保温,3、外墙外保温。

1、外墙内保温  

这是一种最经济最简单的操作形式,但是存在着:①梁柱部位冷热桥处理难;②保温层所需厚度大且占用室内有效使用面积;③影响二次装修、增设吊挂设施带来麻烦,一旦出现问题,维修时对住户影响较大等明显不足之处。目前已被其他保温形式所取代,高层建筑也不例外。

2、外墙自保温  

这是一种结构性保温形式,许多地区均在摸索推广。从设计、施工形态来看较为便捷。但从高层建筑抗震、抗剪设计角度来看,推广价值不大,而且梁柱冷热桥处理难度较大,轻质节能砌块填充墙体粉刷难题、抗开裂难题尚未很好解决,存在墙体渗水、装饰层脱落等隐患。轻质填充材料作为外墙材使用尚处于摸索阶段。

3、外墙外保温 

这是一种不论从热工效率上来说,还是从提高整体建筑结构稳定性(减少围护结构温差)方面说,均是较理想的墙体节能形式。对高层建筑剪力墙隔热保温而言,尤为最佳甄选方案。特别是在节能标准从原来节能50%提高到节能65%后,外墙传热系数限值相应地降到更低值,则更显示外墙外保温方案的合理性。

三、高层建筑外墙外保温的质量技术风险

外墙外保温从构造上来看也比较简单、便捷。但是选材和操作不当,也存在

着极大的质量和技术风险。主要有:

1、大面积的开裂、渗水和脱落。由于保温材料的体积密度远小于墙体结构

材料,热膨胀率的差异在昼夜和季节温度变化作用下,易造成脱粘和开裂。

2、高层建筑负风压作用下出现大面积掉块。高层建筑高处风力大,在背风面上产生吸力,如保温层粘结强度不足或粉刷界面存在粘结质量缺陷,极易导致保温层脱粘掉落。

3、保温层消防安全性能差。目前我国外保温工程采用的苯板薄抹灰系统和

干挂幕墙板保温填充系统,均存在着严重的消防安全隐患。尽管采用的是阻燃型XPS/EPS板,但在火灾发生情况下,由于苯板属热塑性泡沫,遇热收缩熔化,阻燃剂快速挥发,保温板转换成极易燃烧的可燃体并在热风力和烟道效应的推动下,短时间可使整个高层外立面燃毁殆尽,造成重大的财产损失和人生安全事故。

四、高层建筑外墙外保温系统的科学选用

1、外保温材料的质性选用

首先是材料的节能效率要高。导热系数值越低,同比条件下,保温层厚度越

薄,系统安全性越好。如XPS/EPS板、聚氨酯硬泡板、酚醛泡沫板等,均为高效节能材料。

其次是材料的热稳定性要好。外保温层在太阳热辐射作用下,夏季表面温度高达6070.南方地区甚至高达80℃,对保温材料的热考验性极大。如保温材料的耐热稳定性不足,保温材料形变过大,势必导致保温系统的开裂和脱落。因此应根据各地区高温气候特性合理选用泡沫介质(几种有机泡沫热稳定临界温度:模塑板EPS70℃、挤塑板XPS75℃、硬泡聚氨酯PU120℃、酚醛泡沫PF180℃)。

再次在选用有机泡沫板体时,还应考虑板体表面结合能问题。外墙外保温工程开裂脱落事故的产生很大程度上来源于粘结问题。纯泡沫板体表面光滑致密(特别如XPS板),很难与砂浆粘结剂相容相粘。如未经界面处理,极易造成假粘和脱粘。高层建筑节能设计时,应明确指明界面剂处理事项。最好选用最新开发的已经工厂化界面处理的复合增强板材。如嵊州市科达新型建材有限公司生产的聚氨酯复合增强保温板(PUB·S-I型板),山东同化公司生产的TH硬泡聚氨酯复合板,欧文斯科宁生产的外墙专用XPS板等。

第四、为考虑高层建筑消防安全性问题,保温材料宜选用不燃、难燃材料。如选用有机泡沫体的,应选用热固性泡沫,如聚氨酯泡沫和酚醛泡沫等,选用其他泡沫时,应设置防火隔离带。此项规范有关部门正在修订编制之中。日常设计时可选用岩棉板、聚氨酯泡沫板或酚醛泡沫板做门窗口四周和层间复合保温隔离防火处理。

    2、不同装饰要求的节能系统选用

①涂料饰面系统:由于涂料饰面层的重量轻,且连续封闭施工,对保温抹面层的要求较低,可选用板贴式薄抹灰系统,当然还应注意质量安全和消防安全。

②瓷面砖饰面系统:该系统在高层建筑上争议较多,有的省市限制采用,有的地区限高使用。主要原因为外饰面重量较重,担心安全性能不足。如要采用,宜满足以下条件:

A、保温层自身抗拉强度≥150KPa,即保温砂浆或保温板体抗拉强度≥150KPa

B、保温层与墙体、保温层与抹面砂浆有良好的粘结强度≥150KPa,并保证与墙体有效的粘结面积≥60%,宜采用复合增强泡沫板;

C、为减少累积载重的破坏,宜每隔2~3层设置分仓缝,并用托件加以受力分散;

③干挂幕墙工程:非透明幕墙工程保温系统,习惯采用填充式保温。这类工程重点关注消防问题。当然最好采用热塑性泡沫(EPS/XPS)必须设置有效的防火隔离措施、如采用热固性泡沫(聚氨酯硬泡等),同时在泡沫层表面抹一道防护性砂浆。

3、最新的保温装饰一体化系统。保温难、装饰难的问题,一定程度上困扰着建筑节能工作的推进。新近开发的保温装饰一体化技术将是对外墙外保温工程又一新的选择。目前,我国已开发成功的一体化板材大致可分为:一类为高档的氟碳铝合金板覆合保温板,且装饰效果近如铝塑板或铝单板幕墙,另一类为中高档的氟碳无机树脂板覆合保温板,再一类为中档的花岗石漆覆合保温板,其远观效果可取代干挂石质幕墙板。这些一体化板均可采用湿贴或干挂方式冷施工上墙,且施工速度快、装饰效果好、质量安全隐患少,较标准幕墙装修经济实惠。

五、结束语

建筑节能设计是建筑设计中又一新的加负荷工作,由于我国节能工作起步较慢,成熟经验不多,需大家共同探索、努力,但是设计是第一关,一个工程能否成功主要取决于设计是否科学。当今的节能设计往往要承受政府、开发商和社会多方面的压力和非理性干扰,这就需要我们以科技工作者的姿态把好质量技术关,做到为我们自己设计的建筑产品负责、为国家的节能减排政策负责、为开发商的理性消费负责、为业主方的长远使用功能负责、为建筑节能技术的发展负责。相信在建筑师们节能行业同仁们的共同努力之下,我国的建筑节能事业将会更顺利健康发展。

以上几点为个人粗浅认识,如有不妥之处,请谅解并提出批评指正意见,谢谢大家!

 

 

                              嵊州市科达新型建材有限公司



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