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引言
我國正在努力建設資源節約型、環境友好型社會,其中節約能源是我國目前所面臨的最大的研究課題之一,而在建筑上所消耗的能源占到全國能源總消耗的四分之一,因此建筑節能對于社會的可持續發展具有重要意義。隨著人民生活水平的提高,人們都希望居住地有一個最合理的溫度環境,使居住環境更加人性化,這個溫度一般控制在20~22℃。目前的取暖資源主要使用的是煤氣、天然氣、電力等,為了減少資源的使用,使墻體具有良好的保溫性能是建筑節能的一個重要方面。外墻外保溫是墻體保溫節能措施中很重要的一種,本文從外墻外保溫技術的必要性、優越性和結構體系等3個方面,闡述了其節能的性能特點。
1外墻外保溫的必要性
外墻是建筑不可分割的一部分,隨著科學技術的發展,如今可以用作外墻的材料比較廣泛,如各種黏土磚、工業廢渣磚、水泥混凝土磚等,而外墻根據保溫層設置位置的不同有多種不同的分類,外墻外保溫是其中重要的一種。建筑物外圍設施是熱量散失的主要途徑,居住建筑所造成的熱量損失占總耗能的73%~75%,而外墻所散熱量是外圍結構所散失熱量的四分之一,因此,為了降低外墻的散熱量,做好外墻的外保溫是提高建筑節能效果所必須采取的措施。
2外墻外保溫的優越性
外墻外保溫是一種保溫節能效果比較好的外墻保溫措施,對于降低熱量的傳遞,提高內墻面的溫度,保持室內穩定的適宜溫度具有重要作用。其優越性主要體現在以下幾個方面:
(1)外墻外保溫與內保溫相比,其最大的優點是從根本上解決了熱橋效應,在采取同樣的保溫層條件下,外保溫可以比內保溫提高15%的資源利用率。并且可以避免因熱橋效應產生的凝結水而使熱橋內表面發黃變暗、粉刷層結塊脫落等問題,甚至可以防止構件出現裂縫。
(2)實體墻體的熱容量較大,可以儲存更多的熱量,在墻體外側做保護層可以使室內儲存更多的熱量,其能充分使用太陽輻射、機械散熱、人體散熱等產生的熱能,從而降低使用供熱設備所消耗的能量,有利于節能。同時其熱穩定性能好,使室溫波動小,給人們帶來更加適宜的居住環境。
(3)保溫層設置在墻體的外側不僅有保溫的作用,同時也是墻體的保護層。保溫層可以很好地使墻體與外界隔絕,冬季可以減少外部寒冷空氣對墻體溫度的影響,保證墻體的溫度;雨天可以保證墻體不受雨水侵蝕,提高建筑結構的耐久性,減少墻體裂縫、變形等危害的發生。
(4)室內的水蒸氣容易進入墻體,當遇到墻體外部的寒冷空氣時就會出現冷凝現象,冷凝后的水是造成墻體破壞的一個重要原因。外保溫層可以加厚墻體,阻止水蒸氣進入墻體,還可以減少水蒸氣遇冷凝固,對墻體有一定的保護作用。
(5)外保溫層施工與內保溫層施工相比,其對居民生活的影響較小。為舊房增加保溫措施時,若進行外墻內保溫,會給居民帶來家具搬移、住戶搬遷等不必要的麻煩,同時內保溫層還會使居住面積變小。外保溫施工則可以避免這些問題的出現,外保溫層同時可以作為外墻的一種裝飾措施,減少外墻裝飾的經濟投入。外保溫措施的綜合經濟效果好,節約資源的效果顯著,為人們提供的生活環境更加適宜,這些優越性使其成為外墻保溫措施中主要應用的一種方法。
3外保溫體系的組成
外墻外保溫是在有磚、混凝土做成的外墻上做一層保溫層,該保溫層不需對建筑物承重,需要有防水性和防風性,并能較好地防止面層開裂,對墻體有一定的保護作用。在保溫層施工時,要做好面層與門、窗等邊角的處理,使其具有較好的裝飾效果。外保溫體系根據所選用保溫材料和施工工藝的不同,其結構一般包括:膠結劑、保溫層、抹灰層、加強網布和飾面層。
3.1保溫層
保溫層是外保溫體系的主要組成部分,所用材料應有以下特點:①高效性,材料的導熱性要差,導熱系數要控制在0.05W/(m•K)之內,使其在較小的使用厚度時就能具有良好的隔熱保溫效果;②輕質性,材料的密度要小,以減小自重,有利于保護層的施工,使保溫層與外墻容易連接,穩定性更強;③吸濕性低,以保證保溫材料處于干燥狀態,有利于保溫材料發揮功效;④粘結性較好,有利于與膠結劑進行粘結,使保溫層更穩定地附著于墻體;⑤收縮率小,防止因保溫層體積的變化而造成保溫層與膠結劑開裂,控制保溫層的尺寸變化,減小內部應力的產生。隨著科學技術的發展,用作保溫層的高效材料品種繁多,主要有玻璃棉氈、巖棉板、超輕保溫漿、聚氨酯硬泡、膨脹型聚苯乙烯板等,其中使用最多的是膨脹型聚苯乙烯板,這種材料具有較好的阻燃性能,有利于建筑的防火,因此在我國得到了廣泛應用。
3.2保溫板的固定
保溫板的固定應根據不同的使用性能,采用合理的固定方法。在我國使用最多的是鋼制膨脹螺栓,這種螺栓使用前要進行防銹處理,其受熱后會發生微小的膨脹,可以較好地把保溫板固定在墻基上。有時為了施工簡單經濟,也采用膠結劑進行固定,膠結劑需要一定的時間進行固化,固化期間常采用塑料釘進行臨時固定。國外在進行保溫板固定時,多采用不銹鋼、尼龍等不銹蝕、耐用的材料做成的膨脹螺栓和預埋筋進行固定。如果保溫層采用的是超輕保溫漿,則只需將其涂抹在外墻的表面就能達到良好的穩定效果。
3.3面層
在保溫層的上部要進行面層的設置,面層主要由3部分組成:抹灰層、加強網布、飾面層。面層對保溫層具有保護作用,同時也起到裝飾的效果,面層的施工方法多樣,其厚度應根據需要進行合理設計。面層的厚度與抹灰層的材料有關。如果要求的面層較薄,抹灰層多采用聚合物水泥膠漿,將其直接涂抹在保溫層上作為底涂層,厚度控制在4~7mm。抹灰層中還需使用加強材料,這種材料多做成網格狀,主要有玻璃纖維網、鋼絲網等,其可以增加抹灰層的強度,保證其整體性好、連接性強,防止因溫度、含水量的變化而引起抹灰層開裂。若面層較厚,抹灰層則使用普通水泥砂漿抹面,厚度在25~30mm。這種面層做法主要由保溫層的材料決定,保溫層為巖棉板、聚苯板時使用這種方法。抹灰層中的加強材料采用直徑2mm的鋼絲網架,鋼絲穿插入保溫板內進行固定。抹灰層施工完成后要進行裝飾工作,為了保證裝飾層與抹灰層更好地結合,通常在抹灰層的表面噴涂具有較好粘結性能的界面劑,裝飾層應具有較好的耐磨性、防水性和彈性。
4結語
外墻外保溫技術被普遍運用在墻體保溫上,其建筑節能效果優越,并且避免了采用其他保溫措施時可能產生的危害,延長了外墻的使用壽命。外保溫體系主要由保溫層和面層組成,保溫層材料種類繁多,目前使用最多的是膨脹型聚苯乙烯板,面層需根據實際保溫要求和保溫材料進行合理設計。
作者:趙強 單位:山西省建筑科學研究院