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建筑节能是国家一项长期的强制性促进政策。建筑外墙外保温与外装修一体化。先做保温层,再在保温层上做装饰。外装修的质量与内装修不同。内部装修质量不好,容易重做。如果外装修出现质量问题,很难重做,而且成本会很高。一旦外装修出现质量问题,如果保温层脱落,将很难重做,整个外装修将被破坏。经过多年的发展,外墙外保温系统取得了长足的进步,并得到了迅速的推广。但在实际应用中还存在一些问题。本文主要论述了工业上普遍关注的聚苯乙烯泡沫板薄抹灰系统的承载与安全、防火、防裂、使用寿命等方面的技术现状。理论与实践相结合,便于理解,为建筑节能保温相关从业人员(生产技术人员、施工人员、工程监理等)提供参考。
从日益紧张的国际能源供应形势和我国社会经济的可持续发展来看,建筑节能具有十分重要的意义。现在新建建筑要求强制保温节能,在用的旧建筑今后也要求保温节能。这是一项长期的工作。从发展趋势看,这是一个难得的发展机遇,具有良好的发展前景。
北京市外墙外保温系统的研究和应用比其他地区更早。无论发展规模和技术水平如何,都处于国内领先水平。它已广泛应用于天津、河北、东北、山东、山西、内蒙古、甘肃、宁夏等寒冬地区的建筑,在南方一些省份如江苏、浙江、重庆、成都、合肥、郑州、武汉等城市也开始强制推广应用。即使在北方寒冷地区,由于煤电价格的不断上涨,一些郊区农村的民房为了降低能耗,也自费在自己的外墙上做了保温层。全国保温节能工程建设热潮已经形成。
《外墙外保温标准体系》(jg149-2003)和《胶粉聚苯乙烯颗粒外保温体系》(jg158-2004)中未考虑保温层的承重和安全问题。现行的施工技术规范没有很好地解决这一问题。
哥伦比亚号航天飞机在美国发射后不久,发生了一次大爆炸。爆炸原因显示在视频数据中。发射后不久,一个盘状物体从航天飞机上落下。经专家分析,得出结论,航天飞机上有一块隔热层从机身上掉下,造成这起严重事故。主要因素是梭子保温层的设计承载力(主要是抗风承载力)远小于实际承载力。同样,一旦建筑物保温层的实际重量大于其承载能力,必然会发生崩塌、脱落等质量安全事故。
发泡聚苯板薄抹灰系统采用3-10cm厚聚苯泡沫板。作为保温材料,其保温效果好,加工性好。其主要缺陷是强度低、易弯曲变形、承载力小,以及氧化、降解等问题,特别是密度低、堆积密度差。拨号强度试验的试验结果一般是聚合物砂浆与墙基的粘结非常牢固,而粘结砂浆与聚苯板的粘结则是聚苯板容易破坏。这说明泡沫板的抗拉强度很低,抗压强度、抗折强度、抗冲击性能和耐火性能都很差。事实上,很多建筑的外保温层都很低。空鼓、脱落外墙保温施工计划书范本甚至大面积脱落与泡沫塑料保温板直接相关,而砂浆与墙基的粘结不易造成问题。这种低强度油性泡沫材料的承载力和抗冲击性能很差,仅靠粘结或铆接加固很难保证外保温层的强度和承载力。这是外保温工在工程材料和施工技术方面的主要技术问题之一。
3-5mm抗裂砂浆,1-2mm抗裂腻子,涂刷涂料。据估算,每平方保温层的承载力约为8kg。如果在保温层上铺设钢丝网,粘贴瓷砖,每平方米的承载力可达到40公斤左右。目前的外墙保温工程是自上而下连接的,特别是保温工程中的砖块和钢丝网,以及在钢丝上插入几厘米长的斜钢丝。插入泡沫塑料板中的斜钢丝用铆钉加固。这种方法仍然是泡沫板承受下垂的重量,一旦下垂的重力超过泡沫板而铆接。钉子能承受的重力会导致大面积或整体脱落。现在的商品住宅区人口密度大,人的活动空间小,楼前的车太多。人们必须上下车,特别是对于大型高层建筑,它们有数百平方米甚至数千平方米的保温层,重几吨或几十吨。一旦整体脱落,后果难料,安全隐患很大。因此,解决外保温层的受力问题对外保温层的安全性至关重要。
外墙外保温工程中有两个最重要的问题,一是保温效果,二是安全可靠,保温隔热效果主要取决于保温材料的密度和厚度。保温工程中使用的各种材料的质量及其科学应用,是安全可靠的关键。严格规范施工工艺,精心施工,消除安全隐患。从技术上讲,以下适用措施可供参考:
封底、抹灰前,将干燥的泡沫塑料板底面和表面涂剂涂刷一遍封底。界面剂选用水性合成树脂乳液,其浓度(固含量)应适当。封底处理后的泡沫塑料板浅微孔封闭,可提高保温效率和加固效果,减缓泡沫塑料板的氧化、老化和降解,也有利于与聚合物砂浆的粘结。
发泡聚苯板薄抹灰系统,只要其保温层不受荷载,先用聚合物粘结砂浆粘结,再用铆钉加固,安全隐患不大。本文主要针对泡沫塑料板保温层铺设瓷砖的工程。鉴于其重量轻、强度低、承载能力低,若要将瓷砖粘贴在保温层上,只需提供钢丝网或焊接。斜插钢丝的钢丝网简单固定或插入泡沫塑料板中,然后用砂浆粘结在钢丝网上粘贴瓷砖。这样,瓷砖和粘结砂浆的重量就要承担在泡沫板上,即使有铆钉固定,也会有很大的安全隐患。只需先将泡沫板粘贴并用铆钉加固,然后将钢丝网固定在建筑主体上,就可以使粘结砂浆和瓷砖下垂的重量完全承担在钢丝网上,这样更安全。但这也取决于钢丝网的强度和承载力以及与建筑物主体的固定。因此,应选用直径较大、质量较好的钢丝网。在与外部主体壁的固定技术上,应自上而下,即自上而下,上半部分的固定接触点应尽量多于下半部分,在建筑设计中最好考虑到这一点:在铺设或浇筑外墙时,预留螺纹钢筋固定钢丝网。
从材料和施工工艺上看,发泡聚苯乙烯颗粒保温浆料的安全性高于发泡聚苯乙烯板薄抹灰体系。这是因为聚苯乙烯颗粒分散在聚合物砂浆中并被聚合物砂浆包裹。聚苯乙烯颗粒不是承重的,而是由高强度聚合物砂浆承重的。但在科学和应用上,聚合物砂浆与聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的配合比较高,其施工是关键技术。如保温浆液中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒含量大,聚合物砂浆含量小,则保温层强度低,承载力小,保温效率高。相反,如果保温浆中聚苯乙烯泡沫塑料颗粒含量小,聚合物砂浆含量大,则保温层强度高,承载力大,保温效率低,为保证工程质量,在抹灰前发泡聚苯乙烯颗粒保温砂浆,墙基用聚合物砂浆“打毛”或在墙基上一次抹聚合物界面砂浆,有利于发泡聚苯乙烯颗粒保温砂浆与墙体的粘结。
目前,外保温层,无论是泡沫塑料板还是颗粒保温浆保温层,大多自上而下连接,没有间隔。这种设计和施工工艺不易解决保温层的热胀冷缩、墙体产生的应力等问题。一旦保温层开裂或脱落,就会大面积出现,不仅安全隐患严重,还会造成后期维修困难,增加维修成本。是否应将每层楼的保温层作为一个整体,在面对地面的地板中间留有伸缩缝空间,并做相应的技术处理?这样,不仅可以解决保温层热胀冷缩和墙体受力引起的大面积裂缝问题,而且可以有效防止大面积空隙鼓包、脱落,这是一个值得我们思考的问题。
外墙外保温层的受力问题涉及原材料质量、产品配方、建筑设计、施工工艺、工程质量监督管理等多个方面,需要多方共同努力。正确解决保温层的承载问题,不仅关系到保温层的安全可靠,而且关系到其使用寿命的长短。因此,应该引起足够的重视。