程 勇
建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接、最廉價的措施,也是深化經濟體制改革的一個重要組成部分。建筑節能工程涵蓋了建筑圍護結構墻體、幕墻、門窗、屋面、地面的節能,以及建筑設備采暖系統、通風與空調、空調與采暖系統、冷熱源及管網、配電與照明等方面的節能。在上述的建筑節能系統中,建筑外圍護結構的節能顯得尤為重要,而圍護結構節能目前通行的節能措施是給建筑物穿保暖外衣——外墻外保溫。
我市處于我國北方寒冷地區,目前大多數公建及住宅工程均采用了外墻外保溫類節能措施,在節能降耗方面也相應的取得了一些成果。在推廣應用該節能措施的同時,必須高度重視在實際工程中的應用情況。現就我市建筑物外圍護結構上廣泛應用的粘結EPS保溫板類外保溫技術體系,分別從工程質量的長期可靠有效性、表觀質量的長期穩定性及熱工性能三方面并結合施工現場實際施工質量情況做一簡略分析。
1)沉降不均勻破壞。在較長、較大建筑物結構伸縮縫附近,造成保溫層空鼓或局部脫落。2)框架結構砌體變形。框架結構外墻在混凝土梁柱和砌體接縫處,易產生因砌體開裂而造成的保溫層破壞。3)腳手架洞口等未砌實,形成保溫層局部基層不牢而破壞。4)外墻裝飾構件固定不牢、松動,形成推拉作用,致使保溫層局部空鼓、裂紋后長期滲水,出現空鼓或局部脫落。
1)基層。找平砂漿與主體墻空鼓,特別是長時間滲水,容易發生持續性空鼓擴大,使保溫層連帶空鼓或局部破壞。2)保溫板表面荷載過大,極易使保溫層直接剝離造成脫落。3)對負風壓抵抗措施采用不合理,極易造成某些保溫板塊被風壓破壞而空鼓、脫落。4)墻體界面處理不當。未使用界面砂漿處理造成保溫層直接空鼓或界面處理材質失效,形成界面層與主體墻空鼓,連帶形成保溫層空鼓。
1)保溫板密度太低,生產時摻入大量再生回收料或粉化嚴重,使保溫板和主體墻形成“假粘”或自身“粉身碎骨”而局部空鼓、脫落。2)保溫板自身應力太大,加之不合理粘貼方式或脹縮等因素,形成負風壓造成局部空鼓或保溫板損壞。
1)保溫板粘結膠漿等配套產品:粘結膠漿種類混雜,無法滿足粘結EPS可靠性要求。2)膠漿級配不合理造成綜合性能下降。3)錨釘選用不合理造成潛在空鼓,移位或脫落。應根據不同墻體使用專用尼龍鋼釘等具有可靠連接效果的配套產品。
1)EPS板的粘貼方式:點框式粘結面積小于40%又無錨釘固定時,形成潛在空鼓松動隱患;條粘式時,粘結膠漿溝槽部分尺寸太小而彌死,滿粘或保溫板拼縫用膠漿粘死,形成排水、排氣不暢及脹縮應力造成內壓剝離性空鼓;釘粘結合方式時,粘結膠漿過稀粘結后馬上安裝錨釘壓力太大,使保溫板“變形開膠”假粘合,錨釘與基層形成無效連接,形成潛在破壞的可能。2)人為因素影響:施工時不負責地采用對某些板不認真涂膠的“花粘”現象;低溫或雨雪天氣無防護措施強行施工,使粘結層浸水或受凍,而改變性能形成隱患。
1)保溫層施工后,后期門窗、空調、落水管等其他工種的施工安裝造成人為破壞。2)應涂密封膠處未密封,保溫層長期滲水浸潤受凍。3)其他裝修施工時的人為撞擊等。
以上這些因素對粘結 EPS保溫層都會直接或間接造成破壞,雖然短期不會形成嚴重破壞,但對幾十年使用期限的工程來說,是決不能忽視其影響的。
1)砌體結構伸縮縫設置不合理或建筑物沉降不均勻,在變形縫處推拉面磚脫落。2)框架結構建筑物,填充砌體變形應力引發保溫層及面磚層破壞而致面磚脫落。
保溫層(粘結EPS保溫板)對面磚層脫落也有直接影響或間接作用。
1)面磚層、保溫層和主體墻之間構造層的合理性,是影響面磚層可靠性的重要因素。2)保溫層約束方式可分為剛性約束、柔性約束和無約束三種方式:由平面鍍鋅鋼網、尼龍套釘與主體墻形成的剛性構造,因其和各種墻體的可靠連接而對保溫層形成剛性約束,同時對面磚層形成剛性支撐,有效分散面磚層荷載對保溫層懸垂剪切作用。由帶尾孔射釘、金屬綁線和平面鋼網形成的柔性構造,對保溫層形成柔性約束,對面磚層荷載形成柔性支撐構造。在保溫層表面直接粘貼面磚是無約束方式。我市處在寒冷地區,凍脹破壞是面磚層脫落的主要破壞原因之一。剛性約束應為通用首選,柔性約束應為有選擇性使用,而無約束方式應禁用。3)基層墻體材料的選擇也是面磚層脫落的又一重要影響因素。主要是配件選擇及其與主體墻的可靠連接。目前,由于我市墻材改革工作的迅速推進,各種新砌體材料,特別是空心砌塊和輕質砌塊的應用,因其壁薄、強度差等原因,使射釘和有限脹大的塑料脹釘等配件很難實現可靠的有效連接,也對面磚長期可靠性留下隱患。
1)錨釘是實現構造層有效連接的重要配件,其影響至關重要。錨釘選擇應對其拉拔力、彎矩、直徑、墻內固定方式和埋深、防腐全面綜合選擇。尤其是和主體墻的連接方式和拉拔力若不能滿足長期有效性要求,會成為小配件大隱患。2)鋼網的網孔尺寸、鋼絲直徑、自身強度、防腐蝕能力都將對長期有效性發生重要作用。3)面磚粘結質量,不僅要看粘結當時牢固程度,更重要的是應注重其性能長期穩定性。粘結膠漿(膠粉)的材質、性能及級配、用砂的含泥量、含水量、水泥標號和是否失效都直接影響膠漿的性能及長期穩定性。4)勾縫材料要選用專用材料,以此確保大面積面磚墻在冷縮熱脹時有足夠伸縮能力,避免擠脹空鼓或滲水凍脹而導致面磚脫落。
1)外保溫墻體應使用全瓷面磚。2)面磚吸水率應是重要性能指標。目前市場流通的釉面磚和陶土磚等花色品種很多,美觀性能滿足要求,但吸水率大多在 3%以上,尤應嚴格控制吸水率標準。
1)保溫層表面平整度誤差太大,造成面磚粘結膠漿層厚度誤差太大。2)保溫層保溫板粘結膠漿未完全凝固達到標準強度時,為趕工期強行進行面磚層施工,易埋下基層破壞隱患。3)錨釘和鋼網施工影響:空心磚、輕質砌塊等墻體使用射釘,或鉆孔太大、埋深太淺,塑料脹套無法脹固,均造成錨釘拉拔力不足。而錨釘間距太大,單位面積承載能力不夠或相鄰各錨釘對鋼網壓緊力相差太大等,均會造成約束無效而形成隱患。4)雨雪天或負溫施工形成粘結層或勾縫功能失效,形成隱患。5)門窗洞口、空調安裝、建筑外部造型安裝部位,未做密封處理或沖撞破壞而發生長期滲水浸潤等隱患。6)用普通砂漿粘貼面磚和勾縫,由于易裂,滲水及粘結強度不足等形成隱患。
1)混凝土梁柱部位因外觀造型無保溫層,局部長毛結露。2)個別建筑只追求外觀造型,局部無保溫層,形成熱橋。3)框架結構梁柱部位與砌體防裂處理不當或無處理措施,因趕工期急于保溫層施工,長時間后砌體沉降拉裂保溫層,形成局部熱橋。4)門窗安裝時與墻密封不好,形成熱橋。
保溫層厚度未達到設計標準,往往由于偷工減料,追求低造價所致。
1)粘結EPS保溫板施工影響:水泥砂漿找平層平整度誤差太大及施工時處理不當等,發生保溫板拼縫太多、太大,而且無填堵措施,形成大量熱橋。2)局部節點無法處理已形成熱橋,如門窗洞口、腰線造型等部位未采取相應的保溫措施,而用水泥砂漿等應付處理,形成熱橋。3)使用劣質保溫板,導熱系數與設計計算采用數據差距太大,保溫層厚度相同時,保溫效果相差很大,未滿足節能標準。4)保溫層施工后的其他施工破壞保溫層未處理,形成局部熱橋。5)保溫層因各種因素而長期滲水浸潤,特別是秋末冬初雨后結凍,使保溫層嚴重失效,發生熱橋效應。
綜上所述,外墻外保溫工程質量的長期可靠性、表觀質量的長期穩定性及節能效果是受多方面條件制約、多方面因素決定的。不論完成一項外保溫工程或是對一個外保溫工程質量的分析,都應努力對各方面因素全方位、多角度關注,以有利于不斷完善我國剛剛發展起來的外墻保溫專業技術,不斷提高外墻保溫工程質量水平。
[1] 盛 昌,陳曉剛,周群美.TIF;%95%94外保溫系統常見質量通病及施工防治措施[J].山西建筑,2009,35(16):237-238.