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淺談建築牆體保溫節能設計

發布於2018-10-16 16:18:29 | 來源:【河南AG8亚游集团實業有限公司】

     我國是個能源消耗大國。與國外相比我國的單位建築能耗是同等氣候條件下發達國家的3倍,建築節能是我國建築業發展的必然趨勢。目前我國大多數建築無保溫節能措施,建築的高耗能已經給社會帶來了沉重的負擔。 

 
  建築物的保溫節能分為圍護結構的節能(外牆、外窗、屋頂、戶門等建材的節能)和用能設施的節能(空調、通風等設備的節能)兩大類。對於這些用能設備,一般在購買時,人們會考慮它們的能耗量,而圍護結構卻往往很少會去關注,在圍護結構的節能中,外牆體的保溫節能是建築節能的重點。隨著對能源與保護環境的要求不斷提高,建築圍護結構的保溫技術也在日益加強,在實際的外牆保溫工程中,麵層開裂問題較為嚴重,成為住戶投訴較多的建築通病之一,防裂是牆體保溫體係要解決的關鍵技術。因為一旦牆體保溫層保護層開裂,牆體保溫性能發生很大改變,非但滿足不了設計的節能要求,甚至危及牆體安全。建築物的外牆保溫就像建築物的外衣,既要能防止外部陽光的輻射、冷空氣的入侵,又要能保持室內熱能的散發。外牆保溫分為外保溫、內保溫、自保溫3種。 
   
  一、外牆內保溫 
   
  外牆內保溫(保溫砂漿)曾因施工工藝簡單,價格優廉,在工程中廣泛應用,但其弊病在經過一兩年的檢驗後,不斷暴露出來,牆體裂縫、牆體發黴、結露等。分析原因主要有三方麵。 
  其一,是因為保溫材料用於外牆內側,從而使外牆體處於兩個溫度場,當室外溫度低於室內溫度時,外牆收縮的幅度比內保溫隔熱牆體的速度快;當室外氣溫高於室內氣溫時,外牆膨脹的速度高於內保溫體係,這種反複變形使內保溫體係處於一種不穩定的牆體基礎中,這種形變應力的反複作用不僅使外牆易遭受溫差應力的破壞,也易造成內保溫體係的空鼓開裂,使結構壽命縮短。 
  其二,是因為結構梁、柱為冷熱橋部位,局部溫差過大,導致產生結露現象,而露水的浸漬易造成保溫牆體發黴開裂。 
  其三,是因為目前大多數建築在入住時會進行裝修。裝修及安裝家具時,房屋內保溫隔熱層往往遭到破壞,破壞後自己不易修複。 
  這些裂縫時時刻刻處於住戶視野中,對房屋的觀感及住戶的心理也會產生長期和強烈的影響,成為投訴的焦點。可喜的是有關部門已經意識到這些,於2004年下發技術公告,外牆內保溫材料被限製使用。 
   
  二、外牆外保溫 
   
  (一)外保溫材料常用做法 
  外保溫是將保溫隔熱材料置於外牆外側,使內部結構牆體受到保護。目前市場上外保溫材料主要有外貼聚苯板保溫、鋼絲網架夾芯聚苯板、岩棉、玻璃棉板、保溫砂漿等,最常用的為鋼絲網架夾芯聚苯板。鋼絲網架夾芯聚苯板傳統做法就是以腹絲穿透型鋼絲網架夾芯聚苯板作為保溫隔熱層,置於現澆鋼筋混凝土澆築前外模內側,並以錨筋鉤緊鋼絲網片作為輔助固定措施與鋼筋混凝土外牆澆築為一體。 
  (二)外保溫麵層裂縫的原因及危害 
  傳統保護層做法是在鋼絲網架夾芯聚苯板外側采用20~30mm厚的普通水泥砂漿找平,兩者的收縮變形不同,引起保護層開裂、脫落等現象。保護層破壞後,保溫材料處於自然界各種外力的作用下,加速了保溫材料的老化,使得保溫材料無法與建築本身壽命同等,而且脫落、開裂的保護層還會影響建築的美觀。 
  外牆外保溫比較來說的保溫性能、抗裂性能等均比外牆內保溫要好,但是,外保溫材料用於外牆外側,直接承受來自自然界的各種因素的影響。保溫層裏的主體結構冬季溫度提高,濕度降低,夏季溫度穩定,有效的阻斷冷(熱)橋,牆體熱應力減少,主體牆產生裂縫、變形、破損的危險大大減少,建築壽命得以延長。但保溫材料一旦開裂,非但起不到保溫作用,還會對牆體起到破壞作用。因為一旦雨水或水蒸氣進入已開裂的保溫層內,不會很快的蒸發掉,牆體長期在水中,加速了牆體的老化。水分的作用還會引起內牆體發黴、長毛等現象。 
  不同材料的升降溫速度,導致不同的熱脹冷縮的形變速度。相鄰材料的變形速度差,會導致兩種材料的界麵處產生熱應力。如框架結構與輕質填充牆,鋼筋混凝土牆的導熱係數為1.74W/(m.K),加氣混凝土砌塊的導熱係數為0.2W/(m.K),兩者相差8倍,水泥砂漿的導熱係數為0.93W/(m.K)與加氣混凝土相差4倍,因此會引起不同的形變速度,這種不同形變速度的兩種材料的界麵會因溫度的變化產生裂縫、空鼓等現象,特別是經過一兩年的凍融循環後,鋼筋混凝土框架與輕質填充牆之間、輕質填充牆與水泥砂漿麵層之間會產生嚴重的裂縫。 
  (三)外保溫材料的裂縫控製措施 
  為了解決這些裂縫,在澆築完成後的鋼絲網架夾芯聚苯板表麵,采用20-30mm聚合物抗裂水泥砂漿找平,在大大減少荷載的同時,由於阻斷了熱橋起到了良好的補充保溫效果,較少了力矩,增加了安全性。此外,當采用塗料飾麵時,在聚合物抗裂水泥砂漿找平層上做抗裂砂漿複合耐堿玻釺網布作為抗裂防護層;一方麵能夠有效的增加防護層拉伸強度,減少材料間由於傳熱速度不同產生的裂縫;另一方麵由於能有效分散應力,可以將原本可能產生的較寬裂縫,分散成許多較細裂縫,從而形成抗裂作用。當鋼絲網架夾芯聚苯板外保溫體係飾麵粘貼麵磚時,應采用收縮率小的輕質砂漿找平並采用雙網構造,實現柔性漸變、減輕荷載、增加抗裂性,采取上述構造措施後抗裂性及抗震安全性會大大提高。 
   
  三、外牆自保溫 
   
  外牆自保溫主要依靠具有隔熱保溫性能的牆體材料,利用這些材料自身的性能,主要有加氣混凝土砌塊等。這些材料有一定的保溫性能,但相比保溫砂漿、聚苯板等材料來說還相差較大。例如同樣為加氣混凝土砌塊外牆,要達到外牆傳熱係數0.6,如果采用聚苯板外牆外保溫,外牆總厚度為270mm(外牆內抹灰20mm,加氣混凝土砌塊200mm,空氣層10mm,聚苯板30mm,外牆飾麵10mm);如果采用加氣混凝土砌塊自保溫則需要440mm。通過對比可看出外牆自保溫加大了外牆厚度,使用麵積減小。因此,在實際工程中外牆自保溫采用較少。 
  保溫節能建材的運用從表麵上看,要比普通建材貴一些,但從長遠來看它是非常經濟合算的,按現有的節能標準,建築物的圍護結構(包括牆體、地麵、屋麵、外窗等)采取節能措施後可節能25%,其成本隻是每平方米增加100-150元,節能效益在5-8年左右可收回。從目前市場運行來看,為迎合市場需求,一些不成熟的建築節能技術匆忙上市,一些開發商為片麵追求眼前利益,使用不成熟建築節能材料,造成了大量的建築垃圾或垃圾建築。 
   
  四、結語 
   
  建築形式是外在美的體現,建築是否節能、環保,則是建築內在美的體現。隻有做到了內在美與外在美、形式美與內容美的統一,才是一個符合科學發展觀要求、反映人類文明進步水平的優秀建築作品,這也是當代建築師應當追求的目標。 
 
 
 
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