建筑外墙保温技术专题报告(最新版)
上海建科院
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目录
1. 建设节能简介. 1
1.1建设节能的定义和范围. 1
1.2国内外建筑节能的基本情况. 1
1.2.1 国内建筑节能的基本情况. 1
1.2.2 国外建筑节能的基本情况. 2
1.3 上海建筑节能情况.3
1.3.1 上海建筑节能的特点. 3
1.3.1.1 上海气候和气候特征. 3
1.3.1.2 建筑总量大,建筑围护结构热工性能差. 3
1.3.1.3 建筑使用能耗日益增加. 3
1.3.2 上海建筑节能进展情况. 3
2. 住宅建筑节能设计. 5
2.1建筑物的布置与体形设计. 5
2.2围护结构的节能设计. 6
2.3采暖和空调设备的节能设计. 7
3. 围护结构节能技术. 8
3.1围护结构保温隔热技术. 8
3.1.1 屋面. 8
3.1.2 门窗. 9
3.1.3 楼、地面. 9
3.2 外墙保温隔热技术.10
3.2.1 外墙内保温技术. 10
3.2.2外墙夹芯保温技术. 11
3.2.3外墙外保温技术. 11
3.3外墙外保温和内保温技术、经济比较. 12
3.3.1 内、外保温性能评价指标比较. 12
3.3.2 隔热性能评价指标比较. 13
3.3.3 内、外保温的经济性比较. 14
3.4外墙自保温系统应用技术实例(供节能“第一步”参考) 15
3.4.1 基本情况. 15
3.4.2 自保温热工设计与计算. 16
3.4.3 保温别墅造价及热工性能比较. 16
3.4.4 结论. 18
4. 外墙外保温各类技术体系及技术、经济分析. 20
4.1行业规范推荐的五种技术体系(EPS系统). 21
4.1.1 EPS薄板抹灰系统. 21
4.1.2胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统. 23
4.1.3EPS板现浇混凝土外墙外保温系统. 25
4.1.4EPS钢丝网架现浇混凝土外墙外保温系统. 26
4.1.5机械固定EPS钢丝网架外墙外保温系统. 26
4.2《建筑外墙外保温技术导则》推荐的四种技术体系. 27
4.2.1 现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统构造和技术要求. 27
4.2.1.1一般规定. 27
4.2.1.2系统构造. 27
4.2.1.3设计要点. 27
4.2.1.4施工工艺. 28
4.2.2 岩棉外墙外保温系统构造和技术要求. 28
4.2.2.1一般规定. 28
4.2.2.2系统构造. 29
4.2.2.3设计要点. 29
4.2.2.4施工条件. 30
4.2.3 胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统构造和技术要求. 30
4.2.3.1一般规定. 30
4.2.3.2系统构造. 30
4.2.3.3设计要求. 31
4.2.3.4施工条件. 32
4.2.4 挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统. 32
4.2.4.1基本规定. 32
4.2.4.2构造. 33
4.2.4.3施工条件. 33
4.3 其它外保温系统.34
4.3.1 无机保温浆料外保温系统. 34
4.3.1.1 XR无机保温浆料外保温系统. 34
4.3.1.2 “阳光洁士” 无机保温浆料外保温系统. 35
4.3.2 无机保温板(Foamglass®)外保温系统. 37
5. 综述 40
6. 附件一《上海民用建筑外墙保温工程应用导则》. 41
7. 附件二 参考文献. 47
6.1住宅建筑节能设计的经济性方案分析. 47
6.2窗墙比对住宅供暖空调总能耗的影响. 47
6.3建筑物体形系数与节能关系的探讨. 47
6.4建筑围护结构的综合节能及经济性分析. 47
6.5住宅中央空调系统能耗影响因素分析及节能措施探讨. 48
6.6国内外建筑设备节能管理概况和上海建筑设备节能对策. 48
6.7当代建筑节能设备与产品的发展趋势. 48
8. 附件三 相关标准、图集及导则. 49
9. 附件四 工程院院士江亿:南方地区建筑节能技术研究. 50
1.建设节能简介
1.1 建设节能的定义和范围
定义:在保证和提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。
范围:建筑能耗应指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯等方面的能耗。
在国际上,建筑能耗是与工业、农业、交通运输能耗并列,属于民生能耗,一般占该国总能耗的30%~40%左右。
1.2 国内外建筑节能的基本情况
1.2.1国内建筑节能的基本情况
1986年发布试行国家第一部《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,标志着我国建筑节能工作正式开始启动,针对我国幅员辽阔,纵跨热带、亚热带、温带、寒带四个气候区的国情,为推行建筑节能,在建筑设计标准上,把全国划分成北方寒冷地区(包括严寒地区和寒冷地区)、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区等三类地区,制定不同的建筑节能设计标准,其中北方寒冷地区建筑节能设计的标准于1986年按节能30%予以试行,并于1995年按节能50%的目标进行了修订;夏热冬冷地区建筑节能设计标准已从2001年起实行;夏热冬暖地区建筑节能标准也于2003年颁布执行。为保证新建筑按节能设计标准进行设计和建造,建设部不仅把节能设计标准中的关键条款纳入工程建筑强制性条文予以实施,而且还于1999年颁布了《民用建筑节能管理规定》(第76号部长令),要求业主、设计、施工、监理单位等必须按节能设计标准执行,并规定了违规行为的相应罚则。
从总体看,我国建筑节能工作仍然处在试点的层面,已建城市民用建筑达到节能要求的仅占2.3%。表明我国建筑节能还处于起步阶段。
世行认为,从2000年到2015年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期,并预测到2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。现在行动可避免最后10年内损失更大。
与国外相比,我国建筑围护结构的传热系数相差甚远,单位建筑面积能耗是发达国家的3倍左右。
建筑热舒适性的需求日益迫切,采暖空调能耗已占建筑能耗65%,其余为热水供应15%,电气14%,炊事6%。
1.2.2国外建筑节能的基本情况
21世纪,国外建筑节能的发展趋势可以概括为二点:一是继续提高能源的利用效率,进一步降低能耗;二是改善环境与能源开发相结合,大力研究和开发、利用再生能源,如:风能、太阳能、生物能、地热能、潮汐能等。
尽管我国开展了20余年的建筑节能工作,并且取得了一定的成效,但是与国外一些建筑节能开展较好的国家相比,差距还是很大的,主要表现在建筑围护结构热工性能差,单位面积采暖能耗大等。
表1.1 国内外标准中建筑围护结构传热等极限值比较
(单位:W/m2·ºC)
国家和地区 | 屋顶 | 外墙 | 窗户 | |
中国 | 北京居住建筑 | 0.60 0.80 | 0.82 1.16 | 3.5 |
夏热冬冷地区居住建筑 | 0.8~1.0 | 1.0~1.5 | 2.5~4.7 | |
英国 | 0.16 | 0.35 | 2.0 | |
德国 | 0.20 | 0.20、0.30 | 2.0 | |
美国(与北京气候相近的地区) | 0.19 | 0.32(内保温) 0.45(外保温) | 2.04 | |
加拿大 | 0.23~0.40 | 0.36 | 2.86 | |
日本 北海道 | 0.23 | 0.42 | 2.33 | |
瑞典 (南部) | 0.12 | 0.17 | 2.50 | |
俄罗斯(与北京气候相近的地区) | 0.33~0.57 | 0.44~0.77 | 2.75 |
从表1.1可以看出,即使全面执行建筑节能设计标准,我国建筑围护结构的热工性能仍比较落后。事实上,我国目前建筑节能设计标准执行率很低,最新的调研结果显示,实际在施工过程中执行节能设计标准的居住建筑,北方地区的比例为50%,夏热冬冷地区的比例为14%。这就造成我国绝大多数建筑和发达国家之间差距要比表1.1所反映的还要大得多。大体上说,目前我国的建筑外墙和屋顶单位面积能耗是发达国家的3~5倍,窗户能耗是其2~3倍。由此造成我国的建筑采暖和空调能耗比发达国家高出很多。
1.3 上海建筑节能情况
1.3.1上海建筑节能的特点
1.3.1.1 上海气候和气候特征
在我国建筑气候区划中,上海处于第Ⅲ建筑气候区,气候特点是夏季闷热,冬季湿冷;气温日差小,年降水量大,日照偏少。所以上海开展建筑节能,既要考虑建筑物的夏季防热,又要考虑冬季防寒,以夏季防热为主兼顾冬季防寒。
1.3.1.2建筑总量大,建筑围护结构热工性能差
在建筑保温状况上,与气候条件相近的发达国家相比,差距甚远。上海多层住宅单位能耗为他们的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.5倍,门窗空气渗透为3~6倍。
1.3.1.3 建筑使用能耗日益增加
据能源所1996年的测算,上海建筑总能耗占总能耗25.4%,其中建筑使用能耗占建筑总能耗的52.7%,占上海总能耗的13.4%,至1999年已上升到16.2%。
1.3.2上海建筑节能进展情况
对建筑围护结构而言,“九五”时期是上海建筑节能实施的准备时期,包括技术研究、组织建设和法规建立,在“建筑节能现状与对策研究”的基础上,先后开展了“高层建筑节能技术与设计标准研究”、“住宅围护结构节能技术研究”、“混凝土小型空心砌块新型墙体住宅保温节能试验研究和试点工程”、“住宅建筑节能技术国际合作”、“住宅墙体外保温节能新技术研究与开发”、“多层住宅节能示范工程运用技术研究”以及“屋面防水保温材料研究”(国家“九五”重点科技攻关项目)等建筑节能科技项目的研究。在建筑围护结构节能的应用技术与高效保温材料的应用方面取得了突破性的进展。
在组织建设和法规建立方面,1999年10~11月上海相继组建了“上海市建筑节能领导小组”、“上海市建筑节能办公室”和“上海市建筑节能技术研究发展中心”,提出了《上海市建筑节能规划研究报告》和《上海市“十五”期间建筑节能实施纲要》。完成《上海市建筑节能管理办法》(2005年6月13日上海市人民政府令第50号发布,2005年7月15日实行)。完成《外墙外保温专用砂浆技术要求》(DB31/T366-2006,上海市质量技术监督局2006年9月6日发布)。完成《上海民用建筑外墙保温工程应用导则》(上海市建设工程安全质量监督总站及上海市建筑建材业市场管理总站于2007年2月7日联合发布)。至此相关法规颁布后,新建建筑物,均须按照建筑节能标准设计、施工、监理和建设。
2.住宅建筑节能设计
住宅建筑节能设计的任务是在保证良好的室内热环境和合理的节能投资率前提下,降低冬季采暖和夏季空调的使用能耗,并且提高能源的利用效率,从而把建筑物的使用用能控制在一个要求的范围内。因此,节能设计的内容应包括建筑物的布置与体形设计、围护结构的节能设计,以及采暖、空调和通风节能设计。
2.1建筑物的布置与体形设计
建筑的布置与体型设计包括建筑物群的规划布局(建筑密度、间距、自然通风组织等),建筑物的平面布置、朝向与体形、体量等。其目的在于能从建筑规划和初步设计阶段开始就为节能打好基础,能通过建筑物的布置与体形设计来降低建筑物的耗热量和耗冷量。在这方面应有的原则是:充分而有效地利用太阳能和其他自然能源,防止冷风的不利影响,组织良好的自然通风,选择有利于节能的建筑体型与平面形式。如事宜的建筑密度与间距能争取南墙面在冬季有最大的太阳辐射面积;良好的自然通风可提高春秋季的室内舒适度,并减少夏季空调使用时间;而南向或偏南的建筑夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射的热,并使主要房间避开冬季主导风向,减少空气渗透耗热等。这些都是建筑设计的基本要素,为建筑师所熟知,但在节能设计中更应重视运用。
对于节能建筑,形体设计十分重要。建筑物的平面形状、体量大小直接关系到单体建筑的外表面积。而相对于同样体量的建筑,外表面积越大则传热面积越大,冬季流出或夏季流入的热量就越多。从节能角度讲,为减少建筑物外维护结构传热,建筑物的外表面积应尽可能小,即节能设计应控制建筑物的体型系数,故平、立面的凸凹不宜多。
根据已有的研究,体量大的建筑其单位居住面积的传热量相对较小,建筑层数增加也有利于体型系数减小。如建筑物体量相同,其平面形状以圆形者体型系数最小,其次为正方形、长方形和其他组合形式。对于长方形的建筑,长宽比越大则体型系数越大。有关资料对一底面积为500平方米,高度16.8米的建筑模型的计算表明,如建筑长宽比为5:1时,每平方米建筑面积的耗能量为长宽比为1:1时的1.25倍。但是如果体积不同,则条形建筑的体型系数将小于点式建筑。
在这方面,现行国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)也有相应要求。
2.2围护结构的节能设计
围护结构是建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、屋面、门窗、楼板和地面等。按是否同室内外空气直接接触以及在建筑中的位置,又可分为外围护和内围护结构。围护结构的节能设计是当前上海住宅建筑节能的重点部分。其原因是:
l以冬季采暖夏季空调降温为主要手段所创造的良好的室内热环境,需要建筑物围护结构维持,而冬夏两季室内外(包括与未采暖货物空调降温的邻室之间)较大的温差,导致能量以热的形式通过维护结构流出或流入室内(夏季流入的热量将消耗室内冷量)。采暖空调设备消耗的能量主要就是用来补充这些能量损失。因此,围护结构的传热损失是构成建筑物(或房间)耗能和耗冷的主体。
l上海地区常用的外围护结构,其保温隔热性能较差(见表--)。特别是在烧结粘土砖禁止和限制使用后,普通混凝土空心小砌块和钢筋混凝土外墙的热工性能更差;而外窗长期采用单玻且面积越开越大。与现行国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》要求的围护结构传热系数规定指标差距较大。
l目前上海住宅居室所采用的采暖空调设备多为分体式房间空调器,并由居民自行购买安装,集中空调器应用尚少,节能设计对设备节能还难以控制。在这方面,《节能设计标准》中的条文说明也指出:“由于夏热冬冷地区室内采暖、空调设备的配置实际上是居民个人的行为,本标准实际上能控制的主要是建筑围护结构。”而且,该标准为突出围护结构在建筑节能中的作用,对分散式空调器额定能效比得要求也较低,仅为家用空调器国家标准规定的较低值,上海居民实际采用的房间空调器,基本上已达到或超过该项要求。
l根据现行《节能设计标准》的规定,围护结构节能设计应包括外围护结构的外墙、屋面、外窗、户门以及内围护结构的分户墙和楼板。其目的是标准围护结构部分的保温隔热性能以及外窗和阳台的气密性满足该规定性指标或建筑物的节能综合指标。
2.3采暖和空调设备的节能设计
这部分节能设计的内容包括住宅建筑采暖、空调方式及设备和能源的选择,对集中采暖和空调的节能设计,以及提高通风效率的设计。其目的是提高能源的利用率,保证采暖空调设备与系统部分的节能目标实现。
对于目前上海住宅多数采用分散式采暖和空调的状况,这部分节能主要在于推荐使用有较高效能比得设备,并鼓励在住宅小区采用热、电、冷联产技术,以及在住宅中采用太阳能、地热等可再生能源。
3.围护结构节能技术
3.1围护结构保温隔热技术
围护结构的保温隔热(主要包括外墙、屋面、门窗等)是建筑节能设计的重要环节,是降低建筑物采暖耗能的必要措施。各部位的传热耗热量在不同节能阶段占耗热量指标是不同的,随着对建筑物节能要求提高,围护结构各部位的耗热量分布比例变化也越大(表3.1)。因此,在不同的节能阶段,根据围护结构各部位的耗热量分布采取相应的节能措施,以降低其传热耗热量,确保总体建筑的总传热耗热量要求。
表 3.1 围护结构各部位耗热量分布情况
部位 | 外墙 | 外窗 | 屋面 | 其他部位 | 空气渗透 | 总传热 耗热量 | 耗热量指标 |
(% ) | (%) | (%) | (%) | (%) | (W/m2) | (W/m2) | |
80 住2-4 | 25.5 | 23.7 | 8.6 | 19.2 | 23.0 | 27.43 | 31.8 |
节能50% | 27.5 | 18.9 | 7.9 | 24.7 | 21.0 | 19.26 | 20.6 |
节能65% | 16.8 | 16.9 | 5.9 | 32.6 | 27.8 | 13.32 | 14.6 |
注:其他部位包括楼梯间隔墙、户门、阳台门下部、地面。
在我国的住宅建设中,围护结构的保温隔热采用的主要材料、设备和技术与国外并无大的区别,如建筑结构施工采用预拌混凝土、混凝土承重砌块和轻骨料砌块,对外围护结构(包括墙体、屋面、外窗、楼、地面以及不采暖楼梯间隔墙、户门、阳台门下部等部位)采取保温隔热措施。
3.1.1屋面
屋面节能就是通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温屋面(用高效保温隔热材料做外保温或内保温)、加贴绝热反射膜的“凉帽”屋面、架空通风屋面、蓄水屋面、坡屋面、绿化屋面等。
屋面保温可采用板状高效保温材料或加贴绝热反射膜的保温材料、整体现喷保温材料做保温层。封闭式保温层的含水率应相当于该材料在当地自然风干状态下的平衡含水率。
屋面隔热可采用架空、蓄水、种植或加贴绝热反射膜的隔热层。但当屋面防水等级为I级、Ⅱ级时,或在寒冷地区、地震地区和振动较大的建筑物上,不宜采用蓄水屋面;架空屋面宜在通风较好的建筑物上采用,不宜在寒冷地区采用;种植屋面根据地域、气候、建筑环境、建筑功能等条件,选择相适应的屋面构造形式。
3.1.2门窗
窗户节能技术主要从减少渗透、传热和太阳辐射能三个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加的设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递,建筑物的窗户由镶嵌材料(玻璃)和窗框、扇型材组成,通过采用节能玻璃(如中空玻璃、热反射玻璃等)、节能型窗框(如塑性窗框、隔热铝型框等)来增大窗户的整体传热阻以减少传热量;在南方地区太阳辐射非常强烈,通过窗户传递的辐射热占主要地位,因此可通过遮阳设施(外遮阳、内遮阳等)及高遮蔽系数的镶嵌材料(如Low-e玻璃)来减少太阳辐射量。目前节能门窗主要有塑钢窗、玻璃钢窗、断桥的铝合金窗和其他形式的保温隔热门窗等。
3.1.3楼、地面
楼、地面的保温隔热包括不采暖地下室顶板作为首层的保温隔热,楼板下方为室外气温情况的楼、地面的保温隔热。以及随着采暖方式和收费体制的改变,按户计量收费势在必行。对于户与户之间的保温隔热要求也随之产生,这样就增加了上下楼层之间的楼面。
目前楼、地面的保温隔热技术一般分两种,普通的楼面在楼板的下方粘贴膨胀聚苯板或其他高效保温材料后吊顶;另一种采用地板辐射采暖的楼、地面,在楼、地面基层完成后,在该基层上先铺保温材料,而后将交联聚乙烯、聚丁烯、改性聚丙烯或铝塑复合等材料制成的管道,按一定的间距,双向循环的盘曲方式固定在保温材料上,然后回填豆石混凝土,经平整振实后,就在其上铺地板。
3.2外墙保温隔热技术
我国自1986年实施《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》后,相继研制开发了多种节能型墙体以及将轻质高效保温材料与外墙体相结合的复合均墙体,大大提高了外墙的保温隔热效果。复合节能墙体在欧洲、美国等地已得到广泛的应用,目前在我国也逐渐成为一种主要的节能型外墙。
复合墙体按照保温材料设置位置的不同,分为外墙内保温、夹芯保温墙体和外保温以及自保温。
3.2.1外墙内保温技术
外墙内保温是将保温材料置于外墙体的内侧。对于外墙来说,由多孔轻质保温材料构成的轻型墙体(如彩色钢板聚苯或聚氨酯泡沫夹芯墙体)或多孔轻质保温材料内保温墙体,其传热系数K值可能较小,或其传热阻Ro值可能较大,亦即保温性能可能较好;但因其是轻质墙体,热稳定性较差,或因其是保温材料内保温墙体,其内侧的热稳定性较差,在夏季室外综合温度和室内空气温度波作用下,内表面温度容易升得较高,亦即其隔热性能可能较差。
它的优点在于:①它对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不太高,纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求,取材方便;②内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭设脚手架;③第一阶段的“节能标准”(节能30﹪)对外墙的保温隔热性能要求尚不高,内保温可以满足要求;因此,近几年,外墙内保温也得到广泛的应用。
但是,在多年的实践中,外墙内保温也暴露出一些缺陷,如:①许多种类的内保温做法,由于材料、构造、施工等原因,饰面层出现开裂;②不便于用户二次装修和吊挂饰物;③占用室内使用空间;④由于圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥,热损失较大,容易造成结露现象;因此,随着我国进入建筑节能的第二阶段(节能50﹪),对外墙保温的要求进一步提高,外墙内保温的使用受到了限制。
另外,根据建设部第218号公告,《建设部推广应用和限制禁止使用技术一览表》的规定:“外墙内保温浆体材料不得用于大城市民用建筑外墙内保温工程,2004年7月1日起执行。”
3.2.2外墙夹芯保温技术
外墙夹芯保温技术是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外叶墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等,其优点有:①这些传统材料的防水、耐候等性能均良好,对内叶墙片和保温材料形成有效的保护,对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用;②对施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬期施工。近年来,在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区得到一定的应用。
但是也存在一些缺点:①在非严寒地区,与传统墙体相比,此类墙体偏厚;②内、外叶墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂。③外围护结构的“热桥”较多。在地震区,建筑中圈梁和构造柱的设置,“热桥”更多,保温材料的效率仍然得不到充分的发挥。因此,它的使用也受到一些限制。
3.2.3外墙外保温技术
与其他外墙保温隔热技术相比,外墙外保温的优点有:①适用范围广,适用于不同气候地区的建筑保温;②保温隔热效果明显,建筑物外围护结构的“热桥”少,影响也小;③能保护主体结构,大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响;④有利于改善室内环境;⑤扩大室内的使用空间,与内保温相比,公寓楼每户使用面积约增加1.3-1.8m2;⑥利于旧房改造,对人们的日常生活干扰少一些。
由此可见,在以上三种外墙保温技术中,外墙外保温是较好的一种方案。在《中国节能技术政策大纲》中,也明确指出,“重点推广外保温墙体”。近年来,在北京、沈阳、哈尔滨、兰州等地,许多建筑相继采用外保温墙体,取得了许多经验。北京裕京花园的外保温墙体,自1993年建成后,至今已12年之久,保温效果良好,墙面无裂缝出现,还利用外保温做成许多装饰线脚,受到业内人士的瞩目。
3.3外墙外保温和内保温技术、经济比较
3.3.1内、外保温性能评价指标比较
现将几种典型的胶粉聚苯颗粒外保温和内保温墙体,其保温性能评价指标计算结果比较展示如下。
表3.2 几种典型外保温和内保温墙体保温性能评价指标计算结果
编 号 | 外墙名称 | 保温层厚度(mm) | 外墙总厚度(mm) | 主体部位 | 外墙平均传热系数Km [W/(m2·K)] | ||
热惰性指标D | 传热阻R0 [(m2·K)/W] | 传热系数KP [W/(m2·K)] | |||||
1 | 240mm砖墙,胶粉聚苯颗粒外保温 | 30 | 295 | 3.98 | 0.93 | 1.08 | 1.14(1.40) |
40 | 305 | 4.15 | 1.08 | 0.93 | 0.97(1.26) | ||
2 | 240mm砖墙,胶粉聚苯颗粒内保温 | 50 | 315 | 4.32 | 1.23 | 0.81 | 0.75(1.06) |
60 | 325 | 4.50 | 1.39 | 0.72 | 0.75(1.06) | ||
3 | 240m黏土多孔砖墙,胶粉聚苯颗粒外保温 | 30 | 295 | 4.07 | 1.04 | 0.96 | 1.05(1.30) |
40 | 305 | 4.24 | 1.19 | 0.84 | 0.90(1.18) | ||
4 | 240mm黏土多孔砖墙,胶粉聚苯颗粒内保温 | 50 | 315 | 4.41 | 1.35 | 0.74 | 0.79(1.07) |
60 | 325 | 4.59 | 1.49 | 0.67 | 0.71(1.00) | ||
5 | 200mm混凝土墙,胶粉聚苯颗粒外保温 | 30 | 235 | 2.48 | 0.72 | 1.38 | 1.38 |
40 | 245 | 2.65 | 0.88 | 1.14 | 1.14 | ||
6 | 200mm混凝土墙,胶粉聚苯颗粒内保温 | 50 | 255 | 2.82 | 1.03 | 0.97 | 0.99 |
60 | 265 | 3.00 | 1.18 | 0.85 | 0.85 | ||
7 | 190mm混凝土空心砌块墙,胶粉聚苯颗粒外保温 | 30 | 245 | 1.93 | 0.84 | 1.19 | 1.23(1.56) |
40 | 255 | 2.10 | 0.99 | 1.01 | 1.04(1.39) | ||
8 | 190mm混凝土空心砌块墙,胶粉聚苯颗粒内保温 | 50 | 265 | 2.27 | 1.14 | 0.88 | 0.90(1.27) |
60 | 275 | 2.45 | 1.30 | 0.77 | 0.79(1.17) |
注:括号中数据为内保温墙体的外墙平均传热系数Km值。
由表3.2可以看出,对于外墙主体部位,外保温和内保温墙体的传热系数KP或传热阻R0是相同的,亦即其保温性能无异。但是,由于墙体中有抗震性、圈梁等周边热桥的影响,其外墙平均传热系数Km值有显著差异,亦即外保温墙体有显著优势。
3.3.2隔热性能评价指标比较
将240mm砖墙、内侧20mm石灰砂浆抹灰外墙(西墙),及180mm混凝土墙,30mm和50mm胶粉聚苯颗粒外保温和内保温外墙(西墙),在上海地区夏季室外和室内计算条件下,其内表面最高温度计算结果比较见表3.3。
表3.3 三种外墙隔热性能评价指标计算结果
编号 | 外墙名称 | 保温层厚度(mm) | 外墙总厚度(mm) | 主体部位 | ||||||
总热阻R0[(m2·K)/W] | 热惰性指标D | 围护结构衰减倍数v0 | 围护结构延迟时间ξ0 | 室内空气至内表面衰减倍数vi | 室内空气至内表面延迟时间ξi | 内表面最高温度(℃) Өi·max | ||||
1 | 240mm砖墙、内侧20mm石灰砂浆(西墙) | — | 260 | 0.47 | 3.39 | 14.15 | 8.85 | 2.09 | 1.65 | 35.83 |
2 | 180mm混凝土墙,30mm胶粉聚苯颗粒外保温(西墙) | 30 | 215 | 0.72 | 2.30 | 21.57 | 5.55 | 2.83 | 2.00 | 34.91 |
3 | 180mm混凝土墙,30mm和50mm胶粉聚苯颗粒内保温(西墙) | 30 | 215 | 0.72 | 2.30 | 16.30 | 5.45 | 1.28 | 0.74 | 36.17 |
50 | 235 | 1.03 | 2.68 | 25.40 | 6.25 | 1.20 | 0.59 | 35.94 |
由表3.3计算结果可以看出:目前隔热性能仅考虑外墙主体部位热工性能指标(如R0、D、v0、ξ0、vi、ξi等)的影响,而不考虑周边热桥部位的影响。240mm砖墙、内侧20mm石灰砂浆抹灰的西向外墙,其内表面最高温度Өi·max=35.83℃,已低于上海地区夏季室外最高计算温度te·max=36.1℃,符合隔热要求;180mm混凝土墙,30mm胶粉聚苯颗粒外保温西向外墙,其Өi·max=34.91℃,符合夏季隔热要求;但30mm胶粉聚苯颗粒内保温西向外墙,其Өi·max=36.17℃,不符合夏季隔热要求;当胶粉聚苯颗粒内保温层厚度达到50mm时,其Өi·max=35.94℃,才能符合夏季隔热要求。可见,外保温墙体隔热性能的优势也是显著的。外保温改善人居环境的舒适度。
3.3.3内、外保温的经济性比较
按现行上海市节能政策,因做外墙外保温多出的建筑面积,不计容积率,但可以进入营销的建筑面积。假设公寓楼一户建筑面积为100㎡,因做外保温约增加建筑面积1~2﹪×100㎡=1~2㎡,增加的营销收入:1~2㎡×10000元/㎡=1~2万元;外墙面积约50㎡,外保温成本50㎡×100元/㎡=5000元。扣除成本后增加的营销收入:1~2万元-0.5万元=0.5~1.5万元。假设别墅一户建筑面积为300㎡,因做外保温约增加建筑面积2~3﹪×300㎡=6~9㎡,增加的营销收入:6~9㎡×15000元/㎡=9~13.5万元;外墙面积约500㎡,外保温成本500㎡×100元/㎡=50000元。扣除成本后增加的营销收入9~13.5万元-5万元=4~8.5万元。
总结:根据以上技术经济分析,外墙外保温优于外墙内保温。
3.4外墙自保温系统应用技术实例(供节能“第一步”参考)
3.4.1基本情况
l 基本构造
YTONG砌块自保温系统基本构造为钢筋混凝土框架和YTONG砌块。
自保温系统外测为:①防水界面剂;②粉刷层(局部增贴耐碱玻纤网格布);③饰面层。
自保温系统内侧为:①批嵌层(局部增贴耐碱玻纤网格布);②饰面层。
l 规格及性能
YTONG砌块系采用水泥、石灰、石英砂、石膏及发泡剂经搅拌、成型、切割、高温高压蒸养而形成的硬质发泡块体,按密度不同分为B05、B06两种级别。主要规格及性能指标如表3.4所示。
表3.4 YTONG砌块规格及主要性能指标
密度级别 项目 | B05 | B06 | |
尺寸及允许偏差 mm | 长度 | 600±2 | 600±2 |
高度 | (200、250、300)±2 | (200、250、300)±2 | |
厚度 | (100、150、200)±2 | (100、150、200)±2 | |
密度,kg/m3 | ≤550 | ≤650 | |
抗压强度,MPa | ≥2.5 | ≥ 3.5 | |
导热系数,W/(m·K) | ≤0.13 | ≤0.16 |
YTONG砌块配套使用的专用的专用粘结剂、界面剂、批嵌材料性能应符合《YTONG轻质砂加气混凝土砌块工程施工及验收规程》的要求。
3.4.2自保温热工设计与计算
砌块自保温系统的墙体传热系数和热惰性指标计算可按《节能设计标准》规定的平均传热系数计算方法和《热工规范》给出的有关计算方法确定。表3.5为砌块墙体在不同粉刷层做法时的传热系数和热惰性指标值。
表3.5YTONG砌块墙体的传热系数K[W/(m2·K)]和热惰性指标D
砌块密度 级 别 | B05 | B06 | ||||||||||
砌块厚度 (mm) | 100 | 150 | 200 | 100 | 150 | 200 | ||||||
热工参数 | K | D | K | D | K | D | K | D | K | D | K | D |
无粉刷 | 1.42 | 1.76 | 1.02 | 2.63 | 0.79 | 3.51 | 1.54 | 1.99 | 1.11 | 2.98 | 0.87 | 3.97 |
内外各10mm混合砂浆粉刷 | 1.37 | 2.00 | 0.99 | 2.88 | 0.78 | 3.76 | 1.49 | 2.23 | 1.08 | 3.22 | 0.85 | 4.22 |
内外各20mm混合砂浆粉刷 | 1.33 | 2.25 | 0.97 | 3.13 | 0.77 | 4.01 | 1.44 | 2.48 | 1.06 | 3.47 | 0.87 | 4.46 |
3.4.3保温别墅造价及热工性能比较
自保温承重别墅工程在使用YTONG砌块与多孔粘土砖两种不同墙体材料时其造价有何变化,对劳动强度有何影响。下面以某别墅区一幢建筑面积211.76m2,层高3.0m的二层砖混结构,钢筋混凝土带型基础的工程为例进行比较。
(1)YTONG砌块由于质轻(为红砖的1/3,混凝土的1/4),可以有效减轻建筑物的自重,减少基础和结构的投入。使用240多孔粘土砖、240YTONG砌块、200YTONG砌块三种不同的墙体材料,其基础、构造柱和圈梁造价比较如下:
a.基础:使用204多孔粘土砖、240YTONG砌块、200YTONG砌块三种不同墙体材料,钢筋混凝土带型基础造价分别为:12745.33元、11378.04元、10237.49元。相比较,使用240砌块的钢筋混凝土带型基础造价比使用240多孔粘土砖下降12%多,使用200YTONG砌块的钢筋混凝土带型基础造价比使用240多孔粘土砖下降近25%。
b.构造柱和圈梁:使用240多孔粘土砖,构造柱工程量5.48m3,圈梁工程量8.369m3,构造柱和圈梁造价合计12506.55元;使用200YTONG砌块,构造柱工程量3.81m3,圈梁工程量6.97m3,构造柱和圈梁造价合计9665.70元。相比较,使用200YTONG砌块的构造柱和圈梁造价比使用240多孔粘土砖下降29%。
(2)使用YTONG砌块可明显降低施工时的劳动强度。
使用240多孔粘土砖、240YTONG砌块:1砖外墙、1砖内墙、1/2砖内墙工程量分别是19.82m3、32.66m3、5.54m3;使用200YTONG砌块:1砖外墙、1砖内墙、1/2砖内墙工程量分别是18.19m3、27.22m3、4.62m3。因YTONG砌块尺寸精确,内墙面可直接做批嵌,大大减少了内粉刷的工作量。使用240多孔粘土砖、240TYONG砌块、200TYONG砌块施工墙体(砌筑和粉刷)消耗人工量分别是224工日、87工日、80工日。相比较:240多孔粘土砖墙体(砌筑和粉刷)消耗人工是240YTONG砌块的2.6倍,是200砌砖的2.8倍。不难看出,使用YTONG砌块的劳动强度明显降低,缩短了施工工期。另外,使用YTONG砌块,现场湿作业量大幅度降低,非常有利于现场文明施工。
(3)按照YTONG砌块市场价430元/m3,多孔粘土砖市场价181元/m3计算(上海市2002年第6期市场信息价),YTONG砌块市场价是多孔粘土砖的2.38倍,是不是使用YTONG砌块的别墅造价比使用多孔粘土砖的别墅造价会大幅度提高呢?不是。通过该别墅造价分析,使用240多孔粘土砖、240YTONG砌块、200YTONG砌块,别墅造价分别为1776.00元/m3(参照上海市2002年第7期造价信息),1838.95元/ m3,1800.44元/m3。相比较,同为240mm厚墙体,使用YTONG砌块的造价比使用多孔粘土砖增加3.54%;如果墙体改用200YTONG砌块,则工程造价仅比使用240多孔粘土砖的工程造价增加1.38%。
(4)使用YTONG砌块作自承重住宅时,墙体厚度≥200mm,建筑物可自保温,可避免建筑物保温的投入。YTONG砌块不仅有良好的保温性能,还有良好的隔热、隔声性能,使用YTONG砌块的建筑物其运行成本较低(表3.6)。
表3.6 传热系数K[W/(m2·K)]值比较表
240YTONG砌块 | 一般要求 | 基准值 | |
外 墙 | 0.654 | 1.5 | 2.0(240实心砖) |
屋 顶 | 0.7 | 1.0 | 1.5 |
户门(含车库门) | 3.0 | 4.7 | 6.0(钢门) |
窗(铝双坡) | 4.2 | 4.7 | 6.0(钢单坡) |
冬季耗热(kW·h/m2) | 11.64 | 16.78 | 21.59 |
夏季耗热(kW·h/m2) | 16.16 | 21.05 | 28.08 |
全 年 | 27.80 | 37.83 | 49.67 |
结论:240mm厚YTONG砌体相对基准值节能44%,相对一般标准节能26.5%(基准值参考上海市住宅设计标准,一般标准参考夏热冬冷地区保温节能标准)。
从上述四方面可以看出,使用砌块可降低基础和结构的投入;降低施工时的劳动强度,缩短工期;提高现场文明施工程度;降低建筑物的运行成本。工程造价只略有上升。
3.4.4结论
(1)经计算与验证,采用≥200mm厚的B05、B06YTONG砌块作为自保温外墙,其传热系数、热惰性指标可满足《节能设计标准》规定的热工性能要求。
(2)经过对别墅项目的造价比较,同为240mm厚墙体的单位造价,YTONG砌块比多孔粘土砖增加3.54%;如采用200mm厚YTONG砌块,则单位造价仅增加1.38%。
(3)使用200mm、240mm厚YTONG砌块的别墅,其外墙传热系数、热惰性均符合《节能设计标准》规定的热工性能指标要求,可称为节能住宅。而使用240mm厚多孔粘土砖的别墅,其外墙传热系数、热惰性指标均不符合《节能设计标准》规定的热工性能要求,只能称为普通住宅。
(4)如果240mm多孔粘土砖要成为节能住宅,假设外墙采用50mm厚YTONG保温块,则每平方米增加38元,其单位造价为1776+38=1814元/m2。240mmYTONG砌块单位造价为1838.95元/m2,200mmYTONG砌块造价为1800.44元/m2。那么240mmYTONG砌块单位造价仅比多孔粘土砖单位造价增加1.38%,而200mmYTONG砌块单位造价比多孔粘土砖单位造价下降0.75%。
(5)综上所述,在别墅等低层建筑中采用YTONG砌块作外墙自保温,其单位造价比多孔粘土砖加保温材料基本持平,但其各项热工性能指标均优于后者,尤其是在使用过程中的运行成本将大大低于多孔粘土砖。因此,YTONG砌块作为外墙自保温应推广应用。(前提是节能30﹪)
4.外墙外保温各类技术体系及技术、经济分析
外墙外保温系统至今尚无国家规范,最高标准为行业标准,按照建设部2004年颁发的《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)推荐的有五种外保温系统(均为EPS聚苯乙烯系统):1)EPS板薄抹灰外墙外保温系统;2)胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统;3)现浇混凝土复合无网EPS板外保温系统;4)。现浇混凝土复合EPS钢丝网架板外保温系统;5)机械固定EPS钢丝网架板外保温系统。外墙饰面主要有面砖饰面、涂料饰面两种。以上五种技术中仅第2)、第4)及第5)项技术可以贴面砖。规范条文说明告知:鉴于工程实践历史较短,建议外保温贴面砖应谨慎使用。
建设部2005年颁发的《建筑外墙外保温技术导则》另推荐的四种技术体系:1)现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统2)岩棉外墙外保温系统3)胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统4)挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
目前市场上尚有许多其他外保温系统,大多技术成熟度不高,市场占有率也较低;同时它们的应用也受到2007年2月颁发的《上海市建筑外墙保温技术导则》的严格限制。本报告其他外保温系统主要介绍:1)无机保温浆料外保温系统。2)无机保温板(Foamglass)外保温系统
本报告即按上面所述,分三个层面介绍外墙外保温系统。
4.1行业规范推荐的五种技术体系(EPS系统)
这五种技术体系均是以EPS为主要保温材料形成的浆体或块材保温系统。
4.1.1EPS板薄抹灰系统
(1)基本构造
表4.1 无锚栓薄抹灰外保温系统基本构造
①基层墙体 | 系统基本构造 | 构造示意图 | |||
②粘结层 | ③保温层 | ④薄抹灰增强防护层 | ⑤饰面层 | ||
混凝土墙体、各种砌体墙体 | 胶粘剂 | 膨胀聚苯板 | 抹面胶浆复合耐碱网布 | 涂料 |
表4.2 辅有锚栓的薄抹灰外保温系统基本构造
①基层墙体 | 系统基本构造 | 构造示意图 | ||||
②粘结层 | ③保温层 | ④连接件 | ⑤薄抹灰增强防护层 | ⑥饰面层 | ||
混凝土墙体、各种砌体墙体 | 胶粘剂 | 膨胀聚苯板 | 锚栓 | 抹面胶浆复合耐碱网布 | 涂料 |
(2)抹灰外保温系统的性能指标(表4.2)
实验项目 | 性能指标 | |
吸水量(g/m2),浸水24h | ≤500 | |
抗冲击强度,J | 普通型(P型) | ≥3.0 |
加强型(Q型) | ≥10.0 | |
抗风压值,kpa | 不小于工程项目的风何载设计值 | |
耐冻融 | 表面无裂纹、空鼓、起泡、剥离现象 | |
水蒸气湿流密度,g/(㎡·h) | ≥0.85 | |
不透水性 | 试样防护层内侧无水渗透 | |
耐侯性 | 表面无裂纹、粉化、剥离现象 |
(3)适用范围
①由于聚苯板的隔热作用,本系统在冬期可起保温作用,在夏期可起隔热作用,因此在按设计需冬期和(或)夏季隔热的地区都可以使用。
②根据对系统抗震性能的分析,在非地震区和地震区都可以使用。
③白蚁对聚苯板有侵蚀作用,因此应用于无白蚁灾害的地区。
④面层装饰材料宜为涂料的建筑。
⑤新建、改建、扩建和既有建筑的外墙。
(4)工艺要求
① 工艺流程
A基层处理B1粘贴或锚固聚苯板B2聚苯板表面扫毛
C薄抹一层抹面胶浆D贴压玻纤网布E细部处理和加贴玻纤网布F抹面胶浆找平G面层涂料工程
②施工环境要求
Ø 施工环境空气温度和基层墙体表面温度大于5oC;
Ø 施工现场应具备通电、通水施工条件,并保持清洁的工作环境;
Ø 外墙和外门窗口施工及验收完毕(门窗框已安装就位);
Ø 冬期施工时,应采取适当的保护措施;
Ø 夏季施工时,应避免阳光晒;必要时,可在施工脚手架上搭设防晒布,遮挡施工墙面;
Ø 雨季施工时,应采取有效措施,防止雨水冲刷墙面;
Ø系统在施工工程中,应采取必要的保护措施,防止施工墙面受到污损,待建筑泛水、密封膏等构造细部按设计要求施工完毕后,方可拆除保护物。
代表厂家有:美国“专威特”(已有国标图集)、上海“申得欧”(STO)、北京“贴得牢”(TDL)等众多厂家。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)30厚EPS板:50~60元∕㎡
4.1.2胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统
(1)基本构造
表4.3 涂料饰面胶粉聚苯颗粒外保温系统基本构造(C型)
①基层墙体 | 系统基本构造 | |||
②界面层 | ③保温层 | ④抗裂保护层 | ⑤饰面层 | |
混凝土墙体、各种砌体墙体 | 界面砂浆 | 胶粉聚苯颗粒保温浆料 | 抗裂砂浆+耐碱涂塑玻璃纤维网格布(加强型增设一道加强网格布)+高分子乳液弹性底层涂料 | 柔性耐水腻子+涂料 |
表4.4 面砖饰面胶粉聚苯颗粒外保温系统基本构造(T型)
①基层墙体 | 系统基本构造 | |||
②界面层 | ③保温层 | ④抗裂保护层 | ⑤饰面层 | |
混凝土墙体、各种砌体墙体 | 界面砂浆 | 胶粉聚苯颗粒保温浆料 | 第一遍抗裂砂浆+热镀锌电焊网(用塑料锚栓与基层锚固)+第二遍抗裂砂浆 | 粘结砂浆+面砖+勾缝剂 |
(2)胶粉聚苯颗粒外保温系统的性能指标(表4.5)
实验项目 | 性能指标 | |
耐候性 | 经80次高温(70 oC)-淋水(15 oC)循环和20次加热(50oC)-冷冻(—20oC)循环后不得出现开裂、空鼓或脱落。抗裂防护层与保温层的拉伸粘结强度不应小于0.1Mpa,破坏界面应位于保温层 | |
吸水量/(g/m2)浸水1h | ≤1000 | |
抗冲击强度 | C型 | 普通型(单网)3J冲击合格 |
加强型(双网)10J冲击合格 | ||
T型 | 3.0J冲击合格 | |
抗风压值 | 不小于工程项目的风荷载设计值 | |
耐冻融 | 严寒及寒冷地区30次循环、夏热冬冷地区10次 | |
水蒸气湿流密度g/(㎡·h) | ||
不透水性 | ||
耐磨损,500L砂 | ||
系统抗拉强度(C型)/MPa | ||
饰面砖粘结强度(T型)/Mpa(现场抽测) | ||
抗震性能(T型) | ||
火反应性 |
(3)适用范围
①本系统适用于冬期保温、夏季隔热的多层及中高层新建民用建筑、工业建筑以及既有建筑节能改造的外墙外保温工程。
② 本系统适用于抗震设防烈度小于或等于8度的建筑物。
③ 本系统适用于基层墙体为混凝土外墙或各种类型的砌体外墙。
④ 本系统饰面层可以是弹性涂料,也可以粘贴面砖或干挂石材。
(4)工艺要求
① 施工工艺
Ø基层处理——刷界面砂浆——抹胶粉聚苯颗粒保温浆料,每遍30mm厚——抗裂砂浆压入耐碱网布(涂料饰面)——面层涂料工程
Ø基层处理——刷界面砂浆——抹胶粉聚苯颗粒保温浆料,每遍30mm厚——抹第一层抗裂砂浆——固定热镀锌电焊网——抹第二遍抗裂砂浆——粘贴面砖
② 施工环境要求
Ø门窗框及墙身上各种进户管线、水落管支架、预埋管件等按设计安装完毕,并预留出外墙外保温层的厚度。
Ø施工中环境温度不应底于5oC,风力应不大于5级,风速不宜大于10m/s。严禁雨天施工,雨期施工时应采取防雨措施。
代表厂家有:北京“振利”(ZL)(已有国标图集)、上海曹杨厂、上海“贝恒”(BBS)、南京“臣功”等众多厂家。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)30厚EPS颗粒系统:45~55元∕㎡(中海瀛台中标价:47.56元∕㎡)
4.1.3EPS板现浇混凝土外墙外保温系统
(1)系统构造及施工工艺简介
保温板内表面(与现浇混凝土接触的表面)沿水平方向开有矩形水平齿槽,外表面满涂界面剂。在绑扎完钢筋后将保温板和穿过保温板尼龙锚栓与墙体钢筋固定,然后安装内外钢模板即保温板置于墙体钢质大模板内侧,并用尼龙锚栓与墙体锚固(如下图所示)。浇注墙体混凝土时,外保温板与墙体有机的结合在一起,拆模后外保温与墙体同时完成。
(2)适用范围
Ø 本系统适用于现浇混凝土剪力墙的外保温体系。
Ø 本系统适用于涂料饰面。
价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)75厚EPS板系统:65~75元∕㎡
4.1.4EPS钢丝网架现浇混凝土外墙外保温系统
(1)系统构造及施工工艺简介
在外墙钢筋绑扎完毕后,将一种由工厂预制的保温构件放在墙体钢筋外侧,(这种构件是外表面有横向齿形槽的聚苯板,中间斜插若干Φ2.5穿过板材的镀锌钢丝,这些斜插的镀锌钢丝与板材外的一层Φ2钢丝网片焊接,构件表面喷有界面剂,构件由工厂预制)并与墙体钢筋固定,为确保保温板与墙体之间结合的可靠性,在聚苯保温构件上除有镀锌斜插钢丝伸入混凝土墙内,并通过聚苯板插入经防锈处理的Φ6L形钢筋与墙体钢筋绑扎,保温板位于外钢模内侧,浇注混凝土后,保温板和混凝土墙体结合在一起,牢固可靠。然后在钢丝网架上掺抗裂砂浆找平层,最后用弹性粘结剂贴面砖。如表面做涂料面层,则在抗裂砂浆找平层上抹4~5mm的聚合物砂浆玻纤网格防护层和弹性腻子防裂层,最后在表面做有机弹性涂料(如下图所示)。
(2)适用范围
Ø 本系统适用于现浇混凝土剪力墙的外保温体系。
Ø 本系统适用于涂料、面砖饰面。
价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)75厚EPS板系统:80~90元∕㎡
4.1.5机械固定EPS钢丝网架外墙外保温系统
(1)系统构造及施工工艺简介
外墙保温用EPS钢丝网架板(简称SB板),是以阻燃型聚苯乙烯板为保温芯材,配有双向斜插入的高强度钢丝,并于单面覆以网目50mm×50mm的φ2.0钢丝网片焊接,成为带有整体焊接钢丝网架的保温板材,其中斜插钢丝不穿透EPS板的为SB1板,穿透EPS板的为SB2板。SB板必须是机械连续自动焊接而成,严禁手工焊网。
在墙体内预埋φ6钢筋或用φ6胀管固定SB板,表面抹灰前应在SB板面涂刷界面剂。
(2)适用范围
Ø 本系统适用于砌体、框架填充墙和现浇剪力墙建筑。
Ø 本系统适用于涂料、面砖饰面。
4.2《建筑外墙外保温技术导则》推荐的四种技术体系
4.2.1现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统构造和技术要求
4.2.1.1一般规定
(1)本系统适用于需冬季保温、夏季隔热的多层或中高层新建民用建筑、工业建筑以及既有建筑节改造的外墙外保温工程。
(2)本系统适用于抗震设防烈度小于或等于8度的建筑物。
(3)本系统适用于基层墙体为混凝土外墙或各种类型的砌体外墙。
4.2.1.2系统构造
现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统根据饰面层做法的不同,可分为涂料饰面系统及面砖饰面系统两种。基本构造为:
Ø 聚氨酯防潮底漆层
Ø 聚氨酯保温层
Ø 聚氨酯界面砂浆层
Ø 胶粉聚苯颗粒保温浆料找平层
Ø 抗裂砂浆复合涂塑耐碱玻纤网格布(涂料饰面)/热镀锌钢丝网尼龙胀栓锚固(面砖饰面)
Ø 柔性腻子(涂料饰面)/面砖粘结剂(面砖饰面)
Ø 外墙涂料/面砖
4.2.1.3设计要点
(1)设计应分别符合《民用建筑热工设计规范》GB50176-93、《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003。
(2)本系统中聚氨酯保温层的厚度应符合国家及本地区现行的相关建筑节能设计标准的规定。
(3)本系统外饰面为粘贴面砖时,抗裂防护层中的热镀锌电焊网要用塑料锚栓双向间距500mm锚固,确保外饰面层与墙体的有效连接。
(4)热桥部位如门窗洞口、女儿墙、阳台、空调机板等部位应加强保温,不易喷涂聚氨酯的部位应抹胶粉聚苯颗粒保温浆料。
4.2.1.4施工工艺
(1)基层墙体的平整度仿差不应超过3mm,否则应先对基层墙体进行找平后方可喷涂聚氨酯的施工。
(2)为确保聚氨酯与基层墙体的有效粘结,基层墙体应该义勇分干燥,并应对基层墙体进行界面处理。
(3)门窗洞口等边角处难以喷涂聚氨酯的部位应采用粘贴或锚固聚氨酯块材的方法在喷涂前施工完成。
(4)外墙上雨水管等机电管线固定件的预埋应提前安装完毕。
(5)作业时环境温度不应低于10℃,风力不应大于5级,严禁在雨天施工,雨季施工应做好防雨措施。
代表厂家有:北京振利公司、享斯迈聚氨酯公司、巴斯夫公司、哈尔滨天硕建材等厂家。该系统热工性能极好。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)20厚聚氨酯系统:100~110元∕㎡
4.2.2岩棉外墙外保温系统构造和技术要求
4.2.2.1一般规定
(1)本系统适用于全国各地区需冬季保温、夏季隔热的多层及中高层新建民用建筑和工业建筑,也适用于既有建筑的节能改造工程。
(2)本系统适用于抗震设防烈度小于或等于8度的建筑物,适用于防火要求比较高的建筑物。
(3)本系统的基层墙体为混凝土空心砌块、灰砂砖、多孔砖、空心砖、实心砖、加气混凝土砌块等砌体结构外墙或全现浇钢筋混凝土外墙。
4.2.2.2系统构造
岩棉外墙外保温系统组成部分:
Ø 基层墙体
Ø 岩棉板保温层
Ø 找平层
Ø 抗裂防护层
Ø 饰面层
岩棉板保温层用塑料膨胀锚栓配合热镀锌电焊网锚固在基层墙体上,岩棉板外表面及热镀锌电焊网上均需喷涂喷砂界面剂,以提高岩棉板的防水性及热镀锌电焊网的防腐蚀性,同时也有利于找平层材料与岩棉板牢固地粘结在一起。找平层采用胶粉聚苯颗粒保温浆料,起补充保温及找平双重作用,找平层厚度不应低于20mm。饰面层采用弹性涂料。
4.2.2.3设计要点
(1)本系统中岩棉板的厚度应符合国家和本地区现行的相关建筑节能设计标准的规定。
(2)热桥部位如门窗洞口、飘窗、女儿墙、挑檐、阳台、空调机搁板等部位应加强保温,不好用岩棉板进行保温的部位应抹胶粉聚苯颗粒保温浆料进行保温。
(3)岩棉板需用外测的热镀锌电焊网通过锚固件与基层墙体有效连接。
(4)岩棉板要做好防潮措施,使用时应对岩棉各面进行界面处理,以提高岩棉板的表面强度和防潮性能,岩棉板上墙后不要长期暴露,应及时做好面层的防护。雨期及雨天均应做好防雨措施。
(5)门窗侧壁、墙体底部、墙体转角处的岩棉板要用U形或L形热镀锌电焊网片包边,塑料膨胀锚栓也需要穿过包边网片及岩棉板与基层墙体稳固连接。
4.2.2.4施工条件
(1)基层墙体应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)和《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)的要求;
(2)门窗框及墙身上各种进户管线、水落管支架、预埋管件等按设计安装完毕,并预留出外保温层的厚度;
(3)施工中环境温度不应低于50C,风力应不大于5级,风速不宜大于10m/s。严禁雨天施工,雨期施工时应采取防雨措施。
4.2.3胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统构造和技术要求
4.2.3.1一般规定
(1)本系统适用于全国各地区需冬季保温、夏季隔热的多层及中高层新建民用建筑和工业建筑,也适用于既有建筑的节能改造工程。建筑高度可不受限制。
(2)本系统适用于抗震设防烈度小于或等于8度的建筑物。
(3)本系统的基层墙体为混凝土空心砌块、灰砂砖、多孔砖、空心砖、实心砖、加气混凝土砌块等砌体结构外墙或全现浇钢筋混凝土外墙。
4.2.3.2系统构造
胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温系统由于聚苯板内粘贴层、外找平层和板缝填充层均为胶粉聚苯颗粒粘结保温浆料(简称粘结保温浆料),故该做法也称为“三明治”做法。
根据饰面层做法的不同,“三明治做法”可分为涂料饰面系统及面砖饰面系统两种。基本构造为:
Ø 保温粘结层:由15mm厚粘结保温浆料抹于墙体表面
Ø保温层:贴砌开好横向槽并涂刷界面剂的聚苯板,预留的10mm板缝砌筑碰头灰挤出刮平,表面再用10mm厚粘结保温浆料找平,形成粘结保温浆料+聚苯板+粘结保温浆料无空腔复合保温层
Ø抗裂防护层:采用抗裂砂浆复合涂塑耐碱玻纤网格布(涂料饰面)或抗裂砂浆复合热镀锌钢丝网尼龙胀栓锚固(面砖饰面)构成抗裂防护层
Ø 饰面层:表面刮涂抗裂柔性耐水腻子、涂刷饰面涂料或面砖粘结砂浆粘贴面砖构成饰面层。
该系统采用胶粉聚苯颗粒粘结保温浆料作为聚苯板与基层墙体的胶粘剂和聚苯板外的找平材料,通过界面砂浆使各层牢固的粘结形成复合保温层。该做法充分发挥了聚苯板优良的保温性能和胶粉聚苯颗粒保温系统优良的抗裂防火等综合性能,不仅能满足节能50%的要求而且可满足节能65%对外墙保温的要求。该做法保温层与结构层之间无空腔,各构造层采用性能指标合理的逐层渐变材料,对抗震、抗风压和抗温度变形有利。
4.2.3.3设计要求
(1)本系统中聚苯板的厚度应符合国家和本地区现行的相关建筑节能设计标准的规定。
(2)热桥部位如门窗洞口、飘窗、女儿墙、挑檐、阳台、空调机搁板等部位应加强保温,不好用聚苯板进行保温的部位应抹胶粉聚苯颗粒保温浆料进行保温。
(3)膨胀聚苯板应预先开出梯形槽,每块板上还应开出两个用于透气及粘贴加强用的塞孔(塞孔可为圆柱形、方柱形或纵截面为凸字形),膨胀聚苯板双面均应喷刷界面砂浆。
(4)挤塑聚苯板每块板应预先开出两个用于透气及粘贴加强用的塞孔(塞孔可为圆柱形、方柱形或纵截面为凸字形),挤塑聚苯板双面均应喷刷界面砂浆。
(5)聚苯板之间应留有10mm宽的板缝以便透气,并有利于粘贴时不会在板四周形成空鼓。板缝及塞孔均用胶粉聚苯颗粒粘结保温浆料填实。
(6)建筑高度不太高(60m以下)、耐候性要求不太高或防火要求不太高且聚苯粘贴的平整度比较高时,聚苯板面层的胶粉聚苯颗粒粘结保温浆料找平层可省去,直接在聚苯板面层进行抗裂防护层及饰面层施工。
(7)面砖饰面时,需有加强措施。抗裂防护层中应加入热镀锌电焊网,并用塑料膨胀锚栓、预埋锚筋等与基层墙体有效连接。
4.2.3.4施工条件
(1)基层墙体应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)和《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)的要求。对于砌块工程,基层表面应抹水泥砂浆找平后方可进行施工。
(2)墙面应清理干净,清洗油渍,施工孔洞、架眼以及阳台板、墙板残缺处应用水泥砂浆修补整齐、清扫浮灰等;旧墙面松动、风化部分应剔除干净。
(3)外墙面上的雨水管卡、预埋铁件、设备穿墙管道等应提前安装完毕,并预留出外保温层的厚度。
(4)施工用吊篮或专用外脚手架搭设牢固,安全检验合格后方可上人施工。脚手架横竖杆距离墙面、墙角适度,脚手板铺设与外墙分格相适应。施工时应有防止工具、用具、材料坠落的措施。
(5)作业时环境温度不应低于50C,风力不应大于5级,风速不宜大于10m/s。严禁雨天施工,雨期施工时应采取防雨措施。
4.2.4挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统
4.2.4.1基本规定
(1)本系统是以挤塑聚苯乙烯泡沫板为保温材料,为确保安全,采用粘钉结合的方式将挤塑板粘贴在墙上,并铺以尼龙胀栓固定在墙体的外表面。外表面聚合物砂浆做保护层,以耐碱玻纤网格布为增强层,外饰面为涂料、彩色砂浆的外墙外保温系统。
(2)为保证保温工程的质量,减少材料的浪费,本系统要求对不平整的墙面做找平层。如墙面平整度、垂直度检验合格符合国家中级抹灰验收标准时可不做找平层。
(3)保温层采用墙体专用挤塑泡沫板。其厚度应根据国家对不同地区现行标准和计算方法经计算确定。其安装应采用专用胶粘剂并辅助专用保温钉机械固定。
(4)防护面层为干混聚合物砂浆,以耐碱玻纤网格布增强。
(5)基层可适用于各类墙体,如:普通和多孔砖墙、各类砌块墙和混凝土墙等新建或既有建筑改造的外墙外保温工程。
(6)结构的安全性、耐久性、抗冲击性和墙体固定的可靠性是建筑物的基本要求。本系统采用了专用挤塑聚泡沫板,加上专用胶粘剂和锚固件以及耐候性和抗裂性强的聚合物砂浆,以确保结构的安全性和系统的耐久性。
4.2.4.2构造
Ø 墙体基层
Ø 1:3水泥砂浆找平层
Ø 聚合物粘结砂浆
Ø 挤塑板厚度按设计要求
Ø 专用固定件
Ø 聚合物砂浆
Ø 涂塑耐碱玻纤网格布
Ø 聚合物砂浆(弹性腻子)
Ø 涂料
4.2.4.3施工条件
(1)待基层墙面抹完水泥砂浆找平层,并已干燥经验收合格,门窗框、各种管线、预埋件、预留孔洞、支架已安装到位后,再进行外保温施工。
(2)施工现场环境温度在施工及施工后不得低于50C,风力不大于5级。
(3)为保证施工质量,施工面应避免阳光直射。必要时应在脚手架上搭设防晒布,遮挡墙面。
(4)雨天施工时应采取有效措施,防止雨水冲刷墙面。
(5)墙体系统在施工过程中所采取的保护措施,应待泛水、密封膏等永久保护按设计要求施工完毕后方可拆除。
代表厂家有:南京“欧文斯科宁”(已有沪标图集)。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)25厚XPS板:85~110元∕㎡
4.3其它外保温系统
目前市场上尚有许多其他外保温系统,大多技术成熟度不高,市场占有率也较低;下面主要介绍无机保温材料外保温系统。
4.3.1无机保温浆料外保温系统
无机保温浆料外保温系统是以改性膨胀珍珠岩为主要保温材料的无机浆料保温系统,目前市场上有几种品牌:“双衡牌”、“阳光洁士”、“广州KK”等。各家保温系统大体相同,性能指标略有差异。无机保温浆料外保温系统目前尚无行业标准或地方标准,均为各自厂家的企业标准。该系统的工程应用历史不超过一年半。由于同为整体抹灰系统,该系统各企业标准在内容和试验方法上部分参照行业标准JG158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》。
4.3.1.1XR无机保温浆料外保温系统
XR无机保温材料(双衡牌)墙体保温系统,其保温层材料由固体晶、酸化镁、XR植物蛋白胶、棉杆纤维与膨胀珍珠岩组成。通过晶结格的憎水技术对膨胀珍珠岩改性,通过XR植物蛋白胶的固化技术解决无机材料的粘合,使材料获得高强度低导热以及耐水、耐久的特性,是上海裕宸科技有限公司在保温领域一项专利技术,并分别通过了ISO9001质保体系和ISO14001环保体系认证。《XR无机保温砂浆系统建筑构造》现批准为上海市建筑产品推荐性应用图集,图集号为2006沪J/T-131,有效期为2007年2月~2010年2月。06CJ07《改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构造――XR无机保温材料》于2006年11月被编制为国标参考图集
由于同为整体抹灰系统,该系统企业标准在内容和试验方法上部分参照行业标准JG158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》。但根据本产品特性,部分调整了系统组成以及技术性能指标,对保温材料的试验龄期缩短为28d(除为对比需要的线性收缩率外)。
XR无机保温系统分为涂料饰面(C型)和面砖饰面(T型)两种类型,宜采用的基本构造如表4.6和表4.7。
表4.6 涂料饰面XR无机保温系统基本构造
基层 墙体 | XR无机保温系统基本构造 | 构造示意图 | |||
界面层① | 保温层② | 护面层③ | 饰面层④ | ||
各种砌体墙和混凝土墙 | 界面砂浆 | XR无机保温浆料 | 护面抗裂砂浆+耐碱玻纤网格布(加强型增设一道加强网布) | 柔性耐水腻子+涂料 |
表4.7 面砖饰面XR无机保温系统基本构造
基层 墙体 | XR无机保温系统基本构造 | 构造示意图 | |||
XR界面① | 保温层② | 护面层③ | 饰面层④ | ||
各种砌体墙和混凝土墙 | 界面砂浆 | XR无机保温浆料 | 护面抗裂砂浆+热镀锌电焊网(用塑料锚栓与基层锚固) | 面砖粘结剂+面砖+勾缝剂 |
代表厂家仅有:上海裕宸科技有限公司。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)25厚XR无机保温材料系统:68~90元∕㎡
4.3.1.2“阳光洁士” 无机保温浆料外保温系统
“阳光洁士”(FSW)无机保温砂浆由中空玻化微珠、胶凝材料和能够在浆体内形成气泡结构的辅助粉体等无机材料组成。其中,具有隔热功能的玻化微珠受外界因素(温度、湿度等)影响小,性能稳定,强度高;木质纤维具有高强度、高柔性、耐磨损、耐光照、耐腐蚀等优点,并且均匀分散于砂浆中,整体抗裂性能好。根据该砂浆由玻化微珠和微气泡构成的双微结构,在混拌成浆体时,和易性突出,易于施工,可提高工效、缩短工期。
该砂浆密度小、强度较高、保温性能好,无毒、环保、不燃、适宜于夏热冬冷和夏热冬暖地区的建筑节能墙体保温工程中应用。
主要技术性能指标:
1、湿表观密度(kg/m3)590
2、干表观密度(kg/m3)229
3、导热系数(w/m·k)0.050
4、压缩强度(Kpa)316
5、压剪粘结强度(Kpa) 202
6、软化系数0.81
7、放射性(放射性核素比活度)
内照射指数(Ira)0.20
外照射指数(Ir)0.40
“阳光洁士”无机保温砂浆于2006年8月30日通过建设部科技发展促进中心的评估。上海市建设和交通委员会科学技术委员会受深圳市方浩实业有限公司委托,于2006年10月18日组织有关建筑材料、建设设计、施工、材料检验等方面的专家对该公司生产的“阳光洁士”FSW无机保温砂浆在工程中应用进行了技术论证,与会专家听取了该公司产品的技术研究介绍,并审阅了技术资料,经认真讨论形成如下论证意见:
1、“阳光洁士”FSW无机保温砂浆是由轻质无机中空玻化微珠、无机胶凝材料和发泡粉体等材料组成,是一种新型的建筑保温材料,具有创新性。
2、该保温材料具有产品性能稳定、导热系数较低、无毒、不燃、环保和便于施工等优点。
3、该产品可作为保温材料直接替代水泥砂浆作找平层在建筑物基墙上施工(保温层厚度根据节能计算和有关施工规程要求确定)。
4、该产品经国家建筑材料工业房建材料质量监督检验测试中心检测、北京市消防产品质量监督检验站检测,所检材料性能均符合企业标准要求。
5、该产品已在北京、大连、成都、常熟等地区实际工程应用,用户反映良好。
6、该产品已制定了企业标准和建立相关的质保体系。
综合上述,专家认为可以在上海地区建筑外保温涂料饰面工程中试点。
代表厂家仅有:深圳市方浩实业有限公司。价格区间:(仅含外保温系统材料价格,不含人工费)25厚FSW无机保温材料系统:68~90元∕㎡
4.3.2无机保温板(Foamglass®)外保温系统
Foamglas®泡沫玻璃系统,是一种以Foamglas®泡沫玻璃防水防火保温板为保温层材料的外墙外保温系统,由上海事必特防腐保温工程有限公司最新开发。系统的构造层次与膨胀聚苯板薄抹灰系统一致,但其组成材料和构造方法有所不同(见表4.8)。《Foamglas®泡沫玻璃建筑保温构造》已批准为上海市建筑产品推荐性应用图集,图集号为2005沪J/T-120,其适用范围:适用于新建、扩建和改建的一般民用和工业建筑的保温系统,也可适用于有特殊热工要求的建筑中。本系统适用于复合在砌体、混凝土基层、金属基层、木基层上的保温系统,也可用于上述基层的旧墙体改造。
表4.8 Foamglas®泡沫玻璃系统基本构造与组成材料
基层墙体 | 系统基本构造与组成材料 | |||
粘结层① | 保温层② | 护面层③ | 饰面层④ | |
各种砌体墙体混凝土墙体 | A-1粘结剂 +A型金属 固定件 (6m以上) +尼龙锚固件(9m以上) | Foamglas® 泡沫玻璃 保温板 | B-1抹面胶浆 (特殊部位 耐碱玻纤 网布增强) | 涂料(或 面砖) |
①该系统的保温层材料是一种轻质、全闭孔、刚性的无机保温制品,具有优良的防火、防水和尺寸稳定性。制品尺寸:长600mm、宽450mm、厚30~100mm。制品的技术性能以及与国家行业标准《泡沫玻璃绝热制品》(JC/T647-1996)规定指标的比较如表4.9。
表4.9 泡沫玻璃保温板性能指标
性能 | 测试方法 | Foamglas®泡沫玻璃 | 国家行业标准指标 |
密度,kg/m3 | JC/T647-1996 | 120±5 | ≤150 |
导热系数,W/(m·K)35℃ | GB10294 | 0.049±0.002 | ≤0.06 |
体积吸水率,% | JC/T647-1996 | 0.02 | ≤0.5 |
抗压强度,MPa | GB/T2542-92 | 0.7 | ≥0.3 |
抗折强度,MPa | GB/T2542-92 | ≥0.45 | ≥0.4 |
线性伸缩系数 | ASTME228 | 9×10-6/℃ | - |
水蒸气透湿系数,ng/(Pa·s·m) | GB/T17146-1997 | <0.0066 | <0.007 |
冻融性能(-30℃冻,20℃融) | GB/T2542-92 | 15次冻融后外观、质量均无变化,且抗压强度不变 | 15次冻融后外观不允许裂纹,分层、掉皮、缺角等缺陷,质量损失不得大于2% |
尺寸稳定性 | GB8811-88 | 长度:-0.062 宽度:-0.087 厚度:-0.18 | <5.0 |
不燃性 | GB8624-1997 | A级不燃 | - |
②粘结剂和抹面砂浆是经特殊改性的水泥基聚合物砂浆,由专用聚合物材料与水泥、砂配制而成。其与泡沫玻璃板的拉伸粘结强度较高,从而可确保其破坏界面在泡沫玻璃板上。
③为确保泡沫玻璃保温板与基层墙体的可靠固定,外保温墙面高度在6m以上或饰面层为面砖时,保温板除采用A-1粘结剂粘贴外,还采用A型金属固定件固定。墙高在9m以上时,再另加锚固件加固;墙高大于24m时,再增加固定和锚固点数,使每块保温板有三个固定点。
A型金属固定件采用不锈钢皮或镀锌薄铁皮制作,厚0.8~1.0mm。
锚固件采用带圆盘(直径50mm)的尼龙敲击式锚栓。
③耐碱玻纤网布仅用于墙角、洞口和基底等部位作护面层的加强材料,其技术性能指标与国家行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》对玻纤网格布的要求一致。
5. 综述
目前,我国外保温工程虽然工程量不大,竣工年限不长,但质量问题不少。主要问题是保护层开裂和瓷砖空鼓脱落,也有个别工程出现被大风刮掉,雨水通过裂缝渗至外墙内表面等严重问题。《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144—2004)参照欧洲标准把外保温系统作为一个整体认定,其中包括外保温系统的构造和设计、施工要点,系统和组成材料性能及生产过程质量控制等诸多方面。该规程规定:“外墙外保温工程的正常使用年限不得少于25年”。由此可以看出,外墙外保温工程从系统安全的角度看,它是一个“准结构工程”;决不能把它简单地看做为一个普通的外墙装饰。为此在选择外墙外保温工程的系统时,建议首选规程规范推荐的系统,次选导则推荐的系统,不宜选择技术成熟度不高的系统(尤其当需要贴面砖或安装石材时)。根据市场调研,目前上海市场主流的外墙外保温系统是EPS板薄抹灰系统(主要应用于涂料外饰面)和胶粉聚苯颗粒系统(主要应用于涂料和面砖外饰面)。这二种系统是目前外保温系统中工程应用历史最长的(最长的工程案例已达12年),这种市场选择的结果,也符合我们上面的技术分析(技术成熟度较高)和经济比较(价格较经济)。
因外保温技术在上海更属新兴产业,而根据节能50﹪要求所必需要实施的外保温技术在上海市场的众多企业中水平良莠不齐,我司虽在中海瀛台项目中应用过,在中海翡翠项目中正在应用,并为此均做过专项论证,但毕竟工程实践时间很短。为确保外墙外保温的工程质量和回避系统风险,在选择外保温承建商时,建议我司选择拥用自主知识产权的技术型企业,且具备保温系统核心技术及相关建材的生产能力。在招标阶段,通过考查其技术专利情况、从事保温行业的年限、生产及技术能力、工程实例及资金情况等,选择一些外保温相关系统的代表型企业,注重性价比,再通过比价进行优胜劣汰;不宜片面追求绝对低价。
6.附件一《上海民用建筑外墙保温工程应用导则》
――――沪建安质监【2007】第 020号
上海民用建筑外墙保温工程应用导则
一、总则
1.1为加强本市民用建筑外墙保温工程质量管理,严格执行国家、行业和本市相关节能设计标准及应用规程,确保外墙保温工程节能效果、各节能技术系统的耐久性和安全性符合工程使用要求,特制订本导则。
1.2本导则适用于新建、改建、扩建和既有民用建筑外墙保温工程。
1.3建筑节能保温工程的设计、施工文件及承包合同除应符合国家和本市的有关标准、规定外,尚应符合本导则的规定。
1.4本导则未涉及的其他技术要求,按相关标准执行。
二、基本规定
2.1设计单位应按照《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)、《本市民用建筑节能设计标准补充规定》进行设计,并应达到规定的要求。
2.2承担建筑节能保温施工的单位,应具备相应的施工资质,并取得《安全生产施工许可证》,施工管理人员按规定取得岗位证书。
2.3工程建设参与各方不得任意变更建筑节能保温施工图设计。当确需变更时,应征得设计单位同意,并应重新办理相应审查手续。施工单位应认真审核建筑节能设计文件,若发现问题应与建设单位、设计单位洽谈并办理设计变更手续。
2.4建筑节能保温工程应纳入工程监理范围,并应委托有资质的检测机构进行工程检测和评估。
2.5设计单位选用的外墙保温系统,其耐候性、抗风荷载性能、耐冻融性等指标均应符合国家相关标准要求。
三、设计
3.1设计单位节能设计应按规定性指标要求逐项计算,并应按计算要求出具完整的建筑节能施工图设计文件,经审图机构审查合格后实施。
3.2施工图设计文件中对特殊部位,如外墙门窗洞口、凸窗四周、阳台、勒脚及与空气接触的楼地面、建筑物的抗震缝、变形缝等处,应提出相应的处理措施,并有节点详图。
3.3按标准图集的节点图进行施工时,设计单位应注明经标准管理部门批准的图集名称、节点图页码及节点图号。
3.4施工单位或生产厂家自行编制的应用图集,应按有关规定由省(市)级建设主管部门组织技术鉴定,通过后才能选用。经采用的图集,其技术标准不应低于现行国家标准及地方标准要求。
3.5建筑节能保温工程采用的新技术、新设备、新材料、新工艺(简称“四新技术”),应按有关规定进行技术鉴定。对应用的“四新技术”,应经设计单位同意,或提出相应措施。
3.6采用外墙外保温时,设计文件应明确保温层与基层的连接方式。采用粘结方法时,应注明粘结强度;采用锚固件材料时,应注明锚固件数量、规格、安装位置及进入基层墙体的深度尺寸,并应提出检测方法和指标要求。
3.7涂料饰面的外墙外保温系统,应采用与系统材料相匹配的柔性腻子及毛面弹性涂料罩面。
3.8外墙外保温系统不宜采用粘结饰面砖或块材做饰面层。当采用时,应由设计单位对饰面砖粘贴高度、保温材料密度、粘结面积作出具体规定。饰面砖应采用轻质功能性面砖,重量不大于20kg/m2,单块面积不宜大于0.01m2,面砖吸水率不大于6%。应采用与系统材料相匹配的柔性粘结剂及勾缝剂,严禁使用普通水泥砂浆粘贴面砖及勾缝。如采用超常规格的块材饰面时,其施工方案应经有关部门专项审查通过后方可采用。
3.9外墙外保温粘贴饰面砖系统应结合立面设计合理设置分格缝,间距设置:竖向不宜大于12m,横向不宜大于6m。面砖间应留缝,缝宽不小于6mm,并应采取柔性防水材料勾缝处理,确保面层不渗水。
3.10设计单位在施工前进行设计图纸交底时,并明确节能保温工程技术要求,并形成记录。
四、材料
4.1节能保温工程应选用经国家或本市主管部门组织技术鉴定并推广应用的建筑节能技术和产品,以及其他性能可靠的建筑材料和产品。严禁采用国家及本市建设行政主管部门明令淘汰的建筑材料和产品。
4.2所用材料应有质量合格证、产品检验报告(型式检验和出场检测)。材料进场及使用应严格办理报验手续,并按规范要求进行相应复试,形成完整的质量记录。
4.3进口材料应附有中文使用说明书、性能检测报告,并应有出入境商品检验报告。
4.4建筑节能保温工程所用材料应符合国家现行有关材料有害物质限量标准的规定,不得对室内外环境造成污染。
4.5外墙外保温系统企业生产的专用砂浆性能指标应符合《外墙外保温专用砂浆技术要求》(DB31/366-2006)的规定。
4.6对聚苯板(EPS、XPS)出厂前应在自然条件下陈化不少于42d,或在60℃蒸汽中陈化不少于5d。
4.7对聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统,应采用外墙专用柔性XPS保温板,严禁使用屋面挤塑板或普通挤塑板用作外墙保温板。
4.8对聚苯板(EPS、XPS)薄抹灰外墙外保温系统,粘贴聚苯板时涂胶粘贴面积不得小于聚苯板面积的40%,并应做现场基层与胶粘剂的拉伸粘结强度检验,粘结强度不应低于0.3MPa,且粘结界面脱开面积不应大于50%。
4.9采用耐碱玻纤网格布增强聚苯板薄抹灰外保温系统粘贴饰面砖,系统各组成材料除了应符合相关标准规定外,保温板的表观密度应在25kg/m3至25kg/m3之间,压缩强度应在150KPa至250KPa之间,吸水率(浸水96h)应小于1.5%,耐碱玻纤网格布的ZrO2含量不应小于14.5%,且表面须经涂塑处理。
4.10对胶粉聚苯颗粒外墙外保温涂料外饰面系统,其抗裂砂浆层中应满铺耐碱玻纤网格布。现场取样胶粉聚苯颗粒保温浆料的干密度不应大于250kg/m3,并且不应小于180kg/m3。现场检验保温层厚度应符合设计要求,不得有负偏差。
4.11胶粉聚苯颗粒外墙外保温粘贴面砖系统,增强网应采用热镀锌电焊钢丝网,应符合《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》(JG158-2004)的规定。
4.12对不符合胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统质量要求的其他保温砂浆,应编制相应的技术标准,否则不得应用。
4.13现场配制的保温浆料、聚合物砂浆等,应按有资质的试验室出具的配合比通知单配制。
4.14对多孔砖墙、混凝土空心砖墙应采用有回拧功能的锚固件;对混凝土墙应采用有膨胀功能的锚固件。锚固件锚入深度应根据不同基墙材料经设计计算确定,且不应小于25mm。
4.15外墙保温系统生产企业应建立符合产品性能检测要求的实验室,配备专业检测技术人员,出场产品合格证要能做到可以追源。
五、检测
5.1承担建筑节能保温工程检测试验的机构必须具备相应的资质。
5.2建筑节能保温工程现场所用的材料应见证取样复验。检测项目和内容应参照《住宅建筑节能工程施工质量验收规程》(DGJ08-113-2005),设计单位有要求的,尚应符合设计要求。未经复验或复验不合格的材料不得使用。
5.3建筑节能保温施工成品应进行构件热工性能检测及建筑节能综合评估。
六、施工
6.1建筑节能保温工程施工前,施工单位应根据设计要求编制专项施工技术方案,报监理单位审核批准。并应对施工人员进行技术交底和专业技术培训。
6.2施工现场应建立有效的质量保证体系,按相应的施工技术标准实施过程质量控制。
6.3外墙保温层施工前应做好基层处理工作,并做好交接隐蔽验收。
6.4既有建筑节能保温改造工程的施工,当涉及主体和承重结构改动或增加荷载时,应委托涉及单位对原建筑结构的安全性进行设计复算后出具施工图进行施工,应确保建筑物的结构安全和主要使用功能。
6.5建筑节能保温工程施工前,应完成管道、设备等安装及调试工作,完成外墙门窗框、墙面预埋件工作。建筑节能工程不应影响管道、设备等的使用和维修。保温墙体产生缺陷,如穿墙套管、脚手孔、预埋孔等应采取隔断热桥的保温密封修补措施。
6.6墙体保温板材的拼缝处理、平整度、保温板的原胶应符合工艺要求和设计要求。
6.7墙体采用保温浆料时,保温层应分层施工。施工前要制订控制措施,保证保温层厚度均匀,符合设计要求,平顺密实。
6.8外墙用保温浆料作保温层时,应在施工中制作同条件试件,以检测其导热系数、干密度、压缩强度、软化系数和凝结时间。
6.9贴面砖外墙保温系统工程,施工单位应按设计和标准要求编制专项施工方案,在大面积施工前应进行现场“样板”试验,在“样板”试验验收合格后方可进行大面积施工。工程监理单位应当按照设计要求和施工单位的专项施工方案进行材料、工序等过程控制。
6.10外保温工程施工期间以及完工后24h内,基层及环境空气温度不应低于5℃。夏季应避免阳光暴晒,在5级以上大风天气和雨天不得施工。
七、验收
7.1建筑节能保温分部工程的子分部、分项工程和检验批的划分,应与《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)和各专业工程施工质量验收规范规定一致。
7.2建筑节能保温工程应随进度及时进行隐蔽验收及中间验收。隐蔽验收应有详细的文字、影像资料和相应的检测报告。
7.3围护结构建筑节能保温工程应按下列部位进行隐蔽验收
(1)保温层附着的基层及其表面处理;
(2)保温板的粘结或固定;
(3)锚固件
(4)增强网铺设;
(5)墙体热桥部位处理;
(6)顶置保温板或预制保温板的板缝及构造节点。
7.4围护结构建筑节能保温工程应按下列部位进行中间验收:
(1)基层(砂浆配合比,空鼓面积,表面平整度、垂直度,阴阳角方正);
(2)保温层(保温层厚度,干密度,粘结面积,粘结力,锚固件规格、数量、位置、不同基层拉拔强度,表面平整度、垂直度);
(3)防护层(砂浆配合比,抹灰厚度,空鼓、开裂面积,耐碱涂塑玻璃纤维网或热镀锌电焊钢丝网铺设、搭接、压贴质量,不应空鼓、皱褶、翘曲、外露)。
7.5建筑节能保温工程分项分部验收应由建设单位项目负责人或监理工程师主持,会同参与工程建设各方共同进行,其验收程序和组织应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)的规定。
7.6建筑节能保温工程应使用《上海市建筑节能工程质量验收竣工资料》电子版,并将建筑节能资料列入《上海市建筑安装工程质量竣工资料》中。
7.7建筑节能保温工程验收时,应提供下列文件和记录:
(1)建筑节能保温工程设计文件、图纸会审纪要、设计变更文件和技术核定手续;
(2)建筑节能保温工程设计文件审查通过文件;
(3)建筑节能保温工程使用材料、成品、半成品、设备及配件的产品合格证、检验报告和进场复验报告;
(4)隐蔽工程验收记录及中间验收记录;
(5)检验批、分项工程验收记录;
(6)监理单位过程监管资料;
(7)检测单位出具的节能综合评估报告;
(8)其他必要的资料。
7.8建筑节能保温分部工程未经验收或验收不合格,不得进行单位工程竣工验收。
上海市建设工程安全质量监督总站办公室
上海市建筑建材业市场管理总站办公室
2007年2月7日印发
7. 附件二 参考文献
6.1 住宅建筑节能设计的经济性方案分析
Analysis on Economic Scheme of Housing& Building Energy-saving Design
<<住宅科技>>2006年07期
曹毅然 , 范宏武 , 刘明明 , 李德荣 , 张蓓红
以上海地区的典型住宅为建筑物理模型,采用建筑物能耗分析软件DeST进行动态模拟.并对结果进行综合分析,根据计算结果,得出上海地区住宅建筑节能设计的经济性优化方案.
6.2 窗墙比对住宅供暖空调总能耗的影响
Influence of window-wall ratio on annual energyconsumption for heating and air conditioning in residentialbuildings
<<暖通空调>>2006年06期
简毅文 , 江亿 , JianYiwen , JiangYi
以上海地区的居住建筑为研究对象,采用DeST软件对建筑全年的供暖、空调能耗进行了动态模拟,研究分析在不同朝向下,窗墙比对建筑全年供暖能耗、全年空调能耗以及全年供暖、空调总能耗的影响规律.结果表明,东(西)、北向窗墙比的加大会导致建筑全年供暖、空调总能耗的增加;在夏季采用外窗遮阳和有效夜间通风的条件下,南向窗墙比的加大有利于建筑全年供暖、空调总能耗的降低.
6.3 建筑物体形系数与节能关系的探讨
Discussion on Relationship Between BuildingShape Coefficient & EnergySaving<<住宅科技>>2005年04期
曹毅然 , 陆善后 , 范宏武 , 卜震 , 李德荣 , CaoYiran , LuShanhou , FanHongwu , BuZhen , LiDerong
根据别墅住宅建筑物节能评估中出现的较多体形系数超标现象,从考虑建筑物设计尺寸、选择适当长宽比、日辐射得热量等因素出发,分析了住宅建筑体形系数和建筑节能的关系,给出了住宅建筑最佳节能体形的设计方法.同时综合分析了体形系数选取的考虑因素.
6.4 建筑围护结构的综合节能及经济性分析
ANALYSIS OF SYNTHETICALLY ENERGY-SAVING ANDECONOMIC RESULTS OF BUILDINGENCLOSURE<<工业建筑>>2006年01期
马秀力 , 肖勇全 , 李彬 , 王玮 , MaXiuli , XiaoYongquan , Li Bin, WangWei
分析并计算了围护结构采用保温墙体与温屏节能玻璃前后传热量的差值,并且对采用保温措施的经济性进行了分析,分析结果表明,这些节能措施不仅有很好的节能效果,而且其投资回收期也较短,值得推广.
6.5 住宅中央空调系统能耗影响因素分析及节能措施探讨
Analysis of Factors Affecting Energy Consumptionin Residential Central Air-conditioning System and Energy SavingMeasures
<<浙江海洋学院学报(自然科学版)>>2006年03期沈雅钧 , 杨永华 , 崔肖洁
以住宅建筑为例,从冷负荷、制冷设备的容量与效率、水泵与风机的能耗水平、系统的运行与管理模式等方面分析了其对空调系统能耗的影响及减少各项能耗的措施,其结果对推进建筑节能的实施及住宅中央空调系统的发展具有一定的参考价值.
6.6 国内外建筑设备节能管理概况和上海建筑设备节能对策
The General Management Sitation of Energy Savingfor Equipment in Buildings and the Countermeasures ofShamghai
<<能源技术>>2003年01期倪德良
介绍了发达国家对建筑用能设备特别是采暖,空调、冰箱和照明用能的管理措施和制度以及经验,我国建筑用能管理工作的开展情况和存在的问题,并提出上海要搞好该项工作的对策.
6.7 当代建筑节能设备与产品的发展趋势
The Trend of Development of Energy-efficientEquipment for Contemporary Building and Its Products
<<建筑学报>>2002年07期吴元炜
建筑节能问题受到国内外的极大关注.本文就影响建筑节能发展的几个重要观念、节能产品的发展目标和趋势,以及运用高新技术实现建筑设备系统的优化集成、节能控制、高效运行等作了论述.
8.附件三 相关标准、图集及导则
JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》
JGJ26-95《民用建筑节能设计标准》
GB50176-93《民用建筑热工设计规范》
JGJ144—2004《外墙外保温工程技术规程》
JG149—2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》
JG158—2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》
QB/T3897—1999 《镀锌电焊网》
JC/T547—2005 《陶瓷墙地砖胶粘剂》
GBJ82—1985《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》
JGJ70—1990《建筑砂浆基本性能试验方法》
JGJ24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》
GB3186《涂料产品的取样》
GB/T17671—1999 《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)
GB/T10294—1988 《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》(防护热板法)
GB/T5464—1999 《建筑材料不燃性试验方法》
GB/T17146—1997 《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》
JGJ110—1997《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》
DB31/T366-2006 《外墙外保温专用砂浆技术要求》(上海市地方标准)
沪建安质监【2007】第 020号 《上海民用建筑外墙保温工程应用导则》
RISN-TG001-2005 《建筑外墙外保温技术导则》(建设部标准定额研究所编)
02、99(03)、06J121-1、2、3《外墙外保温建筑构造(一)、(二)、(三)》(国标图集)
06CJ07《改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构造――XR无机保温材料》(国标参考图集)
9. 附件四工程院院士江亿:南方地区建筑节能技术研究
工程院院士江亿:南方地区建筑节能技术研究 |
信息来源:焦点房地产网 发布时间:2007-1-26 |
【主持人】:谢谢黄董事长跟我们做的分享。下面有请中国工程院院士,清华大学建筑学院的副院长江亿教授为我们做报告,演讲的题目是长江流域和南方地区建筑节能技术的适宜性研究。 【江亿】:很高兴能来到这里跟大家汇报。现在从政府到开发商,到业主都认为建筑节能这件事情非常重要,尤其是提出要降低能耗20%,各地政府都把建筑节能作为实现重大战略目标的一个主要措施,于是各种建筑节能的记住就都纷纷而出。但是我今天想利用这个机会简单的分析一下各种各样的节能技术,看看它们能在什么样的场合,哪些地区条件环境下适合,哪些地区又不是太适合。
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