既有建筑外墻保溫材料開裂原因分析

孟德增

目前我國的墻體保溫節(jié)能系統(tǒng)主要有外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)、墻體夾心保溫系統(tǒng)和外墻保溫系統(tǒng)，其中外墻外保溫節(jié)能體系以其眾多的優(yōu)點已成為墻體保溫形式的主流，它有著一系列的優(yōu)點。例如保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物壽命，基本消除了“熱橋”現(xiàn)象，有利于室溫穩(wěn)定等。但是目前市場上既有節(jié)能建筑的保溫層在長期的使用過程中也出現(xiàn)了一系列的開裂現(xiàn)象，給人們的生活帶來了不便。有的節(jié)能建筑外貼面發(fā)生脫落，甚至造成人員傷害事故，給建筑節(jié)能市場帶來了很大的負(fù)面影響。對于既有節(jié)能建筑的外墻改造也引起了社會各界人士越來越多的關(guān)注。

1 外墻保溫材料開裂的原因

1.1 材料因素

目前市場上許多開發(fā)商為了眼前利益，匆忙把一些不合格的外保溫產(chǎn)品應(yīng)用到工程中，導(dǎo)致很多工程質(zhì)量問題的發(fā)生。還有的廠家以次充好、偷工減料，以造價成本低廉搶占市場，造成許多問題工程。

外保溫粘結(jié)劑傳真各系統(tǒng)的核心材料，其性能關(guān)鍵是與EPS板的附著力和系統(tǒng)的耐水、抗裂、耐候及耐水性有關(guān)。其主要成分是丙烯酸樹脂及骨料中的硅砂。市場上許多外保溫膠粘劑中樹脂含量較低，降低了系統(tǒng)的抗裂性和耐久性;河沙未經(jīng)過處理，骨料中的硅砂含鐵成分較高就會發(fā)生氧化。這些是造成外保溫系統(tǒng)開裂、脫落的主要原因之一。

目前市場上使用EPS板時，對于其質(zhì)量重視不夠，未達(dá)到自然養(yǎng)生陳化6周的板材就匆匆上墻，在使用過程中造成收縮率高，使局部出現(xiàn)收縮和溫度應(yīng)力的不均，從而引起接縫之間產(chǎn)生裂縫。

玻纖網(wǎng)抗裂增強(qiáng)抹面層中所使用的玻纖網(wǎng)格布耐堿性較差，長期在抹面層中受到水泥堿性的腐蝕，使抗拉強(qiáng)度降低，出現(xiàn)抹面層龜裂和剝離的現(xiàn)象。更有甚者，在施工過程中將玻纖網(wǎng)格布的位置錯置，導(dǎo)致了保溫板脫落。

外保溫的飾面層大致分為面磚和涂料。在高層和超高層使用了外掛重量超過規(guī)定或超越了外保溫系統(tǒng)的自重和安全系數(shù)的面磚，是個極大的安全隱患，因此選擇涂料的較多。但是在涂料材料的選擇上，使用了彼此不相容，變形量不匹配的材料，或者使用了在建筑物理上不合理及不透氣的彈性涂料和涂抹堅硬易龜裂的無機(jī)涂料，無機(jī)涂料在長期的使用過程中與外保溫板發(fā)生化學(xué)變化而發(fā)生脫落。同時在使用彈性材料時，不能涂得太厚，否則附著力下降，易揭皮;更不能采取平涂的方法，因為平涂時材料收縮方向是一條線，收縮時易開裂。

1.2 設(shè)計因素

在節(jié)能設(shè)計中對窗的設(shè)計位置原則是盡量使保溫層和窗連接成一個整體以減少保溫層與窗體間的保溫斷點，避免熱橋的發(fā)生，如采用外保溫時盡量靠近墻體外側(cè)。除此以外，還應(yīng)考慮根部上口的滴水處理和窗下口根部的防水處理，防止水從保溫層與窗根的連接部位進(jìn)入保溫層的內(nèi)部。

在結(jié)構(gòu)的伸縮縫和女兒墻內(nèi)側(cè)都應(yīng)該增強(qiáng)保溫處理，在保溫截止部位材質(zhì)變換處要進(jìn)行密封、防水和防開裂處理。

1.3 施工因素

在引起外保溫工程的質(zhì)量因素中因施工操作人員造成的質(zhì)量問題是相當(dāng)普遍的，因此規(guī)范施工操作、質(zhì)量監(jiān)控、廠家針對自己產(chǎn)品的特點進(jìn)行專業(yè)化服務(wù)指導(dǎo)，都是保證施工質(zhì)量的重要手段，施工中容易出現(xiàn)的問題有:施工中環(huán)境條件惡劣，基層處理不當(dāng)，水泥的混合比例不當(dāng)，保溫層粘貼時空鼓、虛粘等。

2 防止外墻保溫材料開裂的措施

2.1 因地制宜，選擇適合的保溫材料和構(gòu)造形式

嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的節(jié)能建筑一般采用外墻外保溫體系，內(nèi)保溫和自保溫形式應(yīng)用較少。夏熱冬冷地區(qū)有著特殊的氣候特點，在采暖空調(diào)條件下，室內(nèi)外溫差比嚴(yán)寒地區(qū)要小得多，相應(yīng)的熱橋傳遞的熱量也要少得多。在夏熱冬冷地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋的影響因素是有限的，因此，內(nèi)保溫和自保溫技術(shù)也應(yīng)得到推廣和應(yīng)用。但是對于既有建筑的改造來說外墻外保溫體系能夠增大用戶的建筑使用面積，對用戶的影響也較小。

經(jīng)常采用的外墻外保溫的構(gòu)造形式有硬泡聚氨酯噴涂復(fù)合膠粉聚苯顆粒做法、粘貼聚苯板復(fù)合膠粉聚苯顆粒做法、膠粉聚苯顆粒保溫漿料做法等。

2.2 科學(xué)計算保溫層最佳厚度

既有建筑節(jié)能改造過程中，墻體保溫層厚度的確定要考慮三方面的因素:1)要達(dá)到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo);2)要保證接觸溫度高于冰凍點;3)要考慮經(jīng)濟(jì)因素。選擇最經(jīng)濟(jì)有效的厚度。墻體的節(jié)能率為 ψw，原有墻體的熱阻為 RO，保溫層的熱阻為 RS，保溫層熱阻應(yīng)滿足以下關(guān)系:RS≥ψw×RO/(1-ψw)。在滿足上述條件下，還要充分考慮保溫材料的經(jīng)濟(jì)效益，并不是保溫材料越厚，取得的經(jīng)濟(jì)效益越好。采用不同厚度EPS保溫后，外墻傳熱系數(shù)的比較試驗見表1。

表1 外墻傳熱系數(shù)的試驗結(jié)果比較

從表1中發(fā)現(xiàn)，保溫厚度達(dá)到一定時，再增加保溫層厚度，節(jié)能潛力很小。

2.3 熱橋部位重點改善

從理論上講，在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，只要外墻的熱量不超過規(guī)定的能耗指標(biāo)，就能保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位不結(jié)露。在外保溫、內(nèi)保溫、自保溫三種保溫體系中，外保溫的熱橋附加量占總熱流損失的3%，內(nèi)保溫為18%，自保溫為15%。在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，室內(nèi)外溫差較大，通過熱橋傳遞的總熱量也較大，應(yīng)對該部分進(jìn)行重點改善，如采用L形外包自保溫砌塊墻體，能盡量減小熱橋的影響。但是對于南方地區(qū)，熱橋?qū)ν鈬o(hù)結(jié)構(gòu)的影響是有限的，不必要花過多的代價來處理。

2.4 修補(bǔ)墻體考慮其美觀性

在強(qiáng)調(diào)外墻保溫的同時要提高外立面的美觀性和藝術(shù)性，提倡“保溫、裝飾一體化”，將保溫材料與外飾面材料在工廠內(nèi)預(yù)制好，然后再在現(xiàn)場粘貼或釘掛。例如將聚氨酯材料在選擇好的飾面背面進(jìn)行發(fā)泡，然后用“斷橋”鉚釘或釘掛在墻體上，現(xiàn)場施工時，將此復(fù)合鋁板安裝固定在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的龍骨上。而保溫大理石的做法是在處理好的飾面大理石背面事先加固好保溫板，將此大理石干掛在墻體上。這些保溫隔熱與裝飾一體化的配套技術(shù)由于造價高，適用于公共建筑的新建和節(jié)能改造工程。

既有節(jié)能建筑中出現(xiàn)外保溫材料的脫落現(xiàn)象，對于墻面的修補(bǔ)，從技術(shù)角度應(yīng)該充分考慮材料的保溫性、耐候性、防潮性、防裂性，從建筑設(shè)計角度應(yīng)該考慮新舊兩種材料色彩的搭配，保溫板材的大小劃分在立面造型上的影響等，否則修補(bǔ)部分和原來的色彩新舊區(qū)別很大，嚴(yán)重影響了建筑的外觀，就像是“補(bǔ)丁”。

3 結(jié)語

既有建筑節(jié)能改造是建筑節(jié)能的一項十分艱巨復(fù)雜的任務(wù)，首先要對既有建筑做好基礎(chǔ)調(diào)查，為改造規(guī)劃提供決策依據(jù)，同時要科學(xué)選擇綜合改造的技術(shù)路線。建筑節(jié)能改造需要投入大量資金，回報期較長，好的質(zhì)量可以保證外保溫25年甚至40年依然完好，不好的質(zhì)量兩三年破損失效，得不償失。此外，應(yīng)該因地制宜，根據(jù)不同的地區(qū)氣候情況科學(xué)選擇材料和構(gòu)造方式，科學(xué)計算保溫材料的有效厚度。

對于已經(jīng)改造過的建筑要進(jìn)行建筑能耗測試與分析，并與改造前進(jìn)行比較。將節(jié)能改造效果量化，不斷提高群眾的認(rèn)識，鼓勵群眾積極參與。對于既有節(jié)能建筑中出現(xiàn)的問題，要使其充分體現(xiàn)出來，應(yīng)該由設(shè)計人員、施工人員和供貨廠家三方一起研究并解決問題，降低相同原因造成損失的可能性。

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[4] 白勝芳.既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的技術(shù)與材料分析[J].建筑節(jié)能，2007(8):36-37.