高层住宅外保温构造及施工技术

高层住宅外保温构造及施工技术河南理工大学土木学院建筑与土木工程211507020014张传迪课题研究的背景及意义随着经济的快速发展，城市规模不断扩大，城市地价越来越昂贵，今后高层、超高层建筑在大城市仍将大量建造。在今后很长时间内，其能耗不会减少，且还有不断加剧的趋势。据统计，在我国建筑能耗中，高层建筑能耗约占8％左右，因此高层建筑的节能研究具有重要意义。外墙是建筑围护结构最主要的部分，通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑外围护结构总能耗损失的48％，因此，研究高层建筑外墙的保温节能特性是十分必要的。建筑节能是指在保证基本的卫生、健康、舒适标准下，提高建筑的能源利用效率。按照国际通行的分类，建筑能耗是指民用建筑使用过程中的能耗，其中包括居住建筑和公共建筑以及服务业，主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯、通风等方面的能耗。据不完全统计，我国建筑能耗已占社会总能耗的30％，随着我国城市化进程的不断推进，城镇建设的高速发展，以及人民生活水平的不断提高，专家们预言，如不及时地加以改善，这个比例将迅速地上升到40％左右。其中，用于暖通空调的能耗占建筑总能耗的50％～70％，是建筑能耗最主要的部分，也是浪费最为严重和节能潜力最大的部分。建设部建筑节能“九五”规划和2010年规划，根据我国当前建筑能耗以采暖和空调能耗为主的情况，确定建筑节能的重点放在采暖和降温能耗上，而降低采暖和降温能耗的主要途径之一就是提高建筑物围护结构的保温隔热性能，降低其传热损失。而建筑物外墙传热面积占整个建筑物外围护结构总面积的66％左右，，通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑外围护结构总能耗损失的48％。由此可见，选择对围护结构最主要的部分——墙体的传热及保温隔热性能进行研究是相当必要的。本文以石家庄市东开发区星辰花园一期11栋高层板式住宅楼的施工为例。该工程位于石家庄市东开发区，地下二层，地上二十层～二十八层，总建筑面积198193m2，建筑总高度61.2m~87.9m，层高为3.0m，地下室层高为3.15m，电梯机房高为4.2m。主体结构为现浇混凝土剪力墙，标准层建筑外墙为250厚钢筋混凝土墙体，地下室外墙厚300，外墙面保温板的厚度为50mm的钢丝网聚苯板。外墙装饰采用抗裂水泥砂浆打底；外墙铺贴外墙砖，栏板及悬挑为水泥砂浆抹灰、刷涂料。绪论国外外墙保温技术的发展历程外墙外保温系统起源于上世纪四十年代的瑞典和德国，至今已有60多年的历史，经过多年的实际应用和全球不同气候条件下长时间的考验，证明采用该类保温系统的建筑，无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度，都是一项值得全球范围内推广应用的节能新技术。如今，外墙外保温建筑已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。20世纪60年代，美国从欧洲引进此项技术，并根据本国的具体气候条件和建筑体系特点进行了改进和发展。同样在70年代初的能源危机期间，由于建筑节能的要求，外墙外保温及装饰系统在美国的应用不断增加，至20世纪90年代束，其平均年增长率返到了20～25％。至今此项技术在美国的应用也返40多年之久，并在美国南部的炎热地区和寒冷的北部地区均有广泛的应用，效果显著川。美国和欧洲在40余年的应用历史中，对外墙外保温系统进行丁大量的基础研究，如薄抹灰外墙外保温系统的耐久性的问题：在寒冷地区中的露点问题：同类型的系统在不同冲击荷载下的反应：试验室的测试结果与实际工程中性能的相关性等。在大量的实验研究的基础E，目前美同和欧洲对外墙外保温已有严格的立法工作，其中包括要求外墙外保温系统的强制性认证标准，以及对于系统中相关组成材料的标准等。由于欧美国家有着相应健全的标准、严格的立法，对于外墙外保温系统的耐久性一般都可以要求2j年的使用年限。事实上，该系统在上述地区的应用历史已大大超过25年．这都是值得我们借鉴学习。国内外墙保温技术的发展历程20世纪80年代中期，国外的外保温企业到我国推广外墙外保温技术，即粘贴聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板或EPs板)外抹玻纤网格布增强的聚合物水泥砂浆的保温体系。我国冶金建筑研究总院、北京建筑设计研究院等单位在国内率先进行外墙外保温试点工程，同时对重墙、轻墙及预制墙体构件等不同构造体系进行了试验，均取得了节能效果。20世纪80年代后期，北京建筑设计研究院与石膏板厂家共同开发了聚苯乙烯石膏复台保温板。用于外墙内保温。20世纪90年代初期，在建设部及各省市建委的领导下加大了外墙外保温的推进力度，国内一些科研单位及企业开发了多种外墙保温技术，其中典型的有：仿专威特的EPs贴板法系统，具有自主知识产权的zL胶粉聚苯颗粒保温浆料系统、现浇混凝土复台有网、无网BPs板外保温系统．EPs钢丝网架板后锚固外保温系统，装配式龙骨薄板外保温系统以及一些预制板外保温系统等。1996年召开全国节能第一次工作会议，总结了前一阶段的工作经验，提出今后努力工作的方向。90年代中期，根据1996年会议精神提出了推广外墙外保温是今后工作的重点。同时，根据国情的需要，引进了一些相关材料和外保温技术，开展了外墙外保温工程的试点，成立了外墙外保温专业协会，出版了《外墙外保温技术》、《外墙外保温技术百问》等著作，从理论上对外墙外保温技术进行探讨，这些都极大的推动了外墙外保温技术的发展。在外墙外保温迅猛发展时期，也吸引了国外的一些专业人员及材料供应商，纷纷来到我国进行技术交流，如美国、英国、德国、加拿大、荷兰、丹麦、法国等，进一步推动了我国外墙外保温技术的发展。当前，外墙外保温技术处于提高发展的阶段，为建筑节能实现跨越式发展战略创造了条件。目前，我国的建筑节能工作正有计划地由北向南推进，先后发布实施了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》。在我国国家技术政策和节能标准的推动下，近年来，外墙外保温技术迅速发展，国内加强了外墙外保温技术的研究开发工作，涌现了多种采用不同材料、不同做法的外墙外保温技术，在一些省市的多项工程中得到了成功的应用，并且正在认真地解决裂缝、空鼓等质量问题。与此同时，多种国外先进的外墙外保温体系也纷纷向中国介绍传播，期盼在中国建筑市场中占有一席之地。在这样的条件下，中国的外墙外保温市场正在愈益繁荣，外墙外保温技术也正在成为我国的一项重要的基本的建筑节能技术。第一章外墙外保温的优势1.建筑节能要实现跨越式发展，必须发展外墙外保温技术建筑节能工作发展不平衡。据统计，目前全国已建成的节能住宅(包括前期节能30％的住宅)不过2亿多平方米，其中约60％仍为内保温，且大多集中于东部大中城市，多数地区特别是中西部地区和东部小城市的建筑节能工作还只是起步阶段，距全面实施还有相当差距，而且全国既有房屋建筑面积361．1亿平方米，城市73．5亿平方米(其中住宅41．7亿平方米)，农村288．1亿平方米(其中80％是住宅)，这些房屋建筑大多数是80年代和90年代建筑的，其中能够达到建筑节能设计标准的只有2亿平方米，仅占全部城乡建筑面积的0．04％。何况建筑能耗将随着人民生活水平的提高而增加，因此，建筑节能要实现跨越式发展，外墙外保温技术的发展和应用势在必行。2.外保温提高主体结构的耐久性内保温板缝的开裂主要由外围护墙体变形引发，而采用外墙外保温时，内部的砖墙或混凝土墙将受到保护。室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内，使内部的主体墙冬季温度提高，湿度降低，温度变化较为平缓，热应力减少，因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻，寿命得以大大延长。其他由于大气破坏力如：雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙的影响也会大大减轻。事实证明，只要墙体和屋面保温材料选择适当，厚度合理，施工质量好，外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形，从而有效地提高了主体结构的耐久性。3.外保温改善人居环境的舒适度在进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能蓄存更多的热量，使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓，室温较为稳定，生活较为舒适；也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用，有利于节能。而在夏季，外保温层能减少太阳辐射热的进入和室外高气温的综合影响，使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见，外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。室内居民实际感受到的温度，既有室内温度又有围护结构内表面的影响。这就证明，通过外保温提高外墙内表面温度即使室内的空气温度有所降低，也能得到舒适的热环境，由此可见，在加强外保温，保持室内热环境质量的前提下，适当降低室温，可以减少采暖负荷，节约能源。4.外保温可以避免墙体产生热桥外墙既要承重又要起保温作用，外墙厚度必然较厚。采用高效保温材料后，墙厚得以减薄。但如果采用内保温，主墙体越薄，保温层越厚，热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬天，热桥不仅会造成额外的热损失，还可能使外墙内表面潮湿、结露，甚至发霉和淌水，而外保温则可以不存在这种问题。由于外保温避免了热桥，在采用同样厚度的保温材料条件下，外保温要比内保温的热损失减少约1／5，从而节约了热能。5.外保温优于内保温的其他功能(1)采用内保温的墙面上难以吊挂物件，甚至安设窗帘盒、散热器都相当困难。在旧房改造时，从内侧保温存在使住户增加搬动家具、施工扰民、甚至临时搬迁等诸多麻烦，产生不必要的纠纷，还会因此减少使用面积，外保温则可以避免这些。当外墙必须进行装修或抗震加固时，加做外保温是最经济、最有利的方法。(2)我国目前许多住户在住进新房时，大多先进行装修。在装修时，房屋内保温层往往遭到破坏。采用外保温则不存在这个问题。外保温有利于加快施工进度。如果采用内保温，房屋内部装修、安装暖气等作业，必须等待内保温做好后才能进行。但采用外保温，则可以与室内工程平行作业。(3)外保温可以使建筑更为美观，只要做好建筑立面设计，建筑外貌会十分出色。特别在旧房改造时，外保温能使房屋面貌大为改观。．(4)外保温适用范围十分广泛。既适用于采暖建筑，又适用于空调建筑；既适用于民用建筑，又适用于工业建筑；既可用于新建建筑，又可用于既有建筑；既能在低层、多层建筑中应用，又能在中高层和高层建筑中应用；既适用于寒冷和严寒地区，又适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。(5)外保温的综合经济效益很高。相对要高一些，但只要技术选择适当，虽然外保温工程每平方米造价比内保温单位面积造价高得并不多。特别是由于外保温比内保温增加了使用面积近2％，实际上是使单位使用面积造价得到降低。加上有节约能源、改善热环境等一系列好处，综合效益是十分显著的。外墙外保温相对于内保温的优势。第二章保温材料EPS板与XPS板对比分析XPS保温板就是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板，它是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物,通过EPS板expandedpolystyreneboard,由可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发泡后在模具中加加热混合同时注入催化剂,然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板.它的学名为绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料。保温性能：EPS为0.041，XPS是0.030。强度：EPS容重18Kg/m3的抗拉强度为110～120KPa，20Kg/m3容重的在140KPa左右。XPS的容重正常从25Kg～45Kg，强度从150KPa～700KPa或更高。（前提是满足导热系数0.03左右）。耐候性：耐候性是指保温系统对外界天气变化的适应能力，指在不同的气候条件下，系统的整体稳定性、保温效果是否有变化等有关质量的系列问题。耐候性是保温系统的一个非常重要的指标。由于EPS板与XPS相比有较高的吸水性，所以他的耐候性的不二种系统的优缺点EPS保温系统有如下的优越性：1)、已经行成体系，技术成熟。由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年，在美国已建成的建筑高达44层。因此，此项技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，有较多较成熟的技术文件。2)、保温效果好。3)、由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格不十分昂贵，使整个系统价格适中。便于用户接受。4)、无复杂的施工工艺，一般施工单