甘肅省居住建筑巖棉外墻外保溫耐久性試驗(yàn)研究

劉吉林

（甘肅省建筑科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050）

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、建筑規(guī)模擴(kuò)大，建筑能耗在我國(guó)能源消耗總量中所占的比例逐年增加，且高能耗建筑矛盾日益突出。當(dāng)前外墻外保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用年限為25年，就現(xiàn)行的外保溫設(shè)計(jì)與施工技術(shù)來(lái)看，在正常的使用和維修條件下，要達(dá)到25年的使用年限確有一定難度。本研究是對(duì)蘭州已經(jīng)建成使用20年兩棟巖棉外墻外保溫的建筑進(jìn)行了研究，從而更進(jìn)一步的了解巖棉保溫性能，為巖棉外保溫在外來(lái)的應(yīng)用提供理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，分析影響建筑外墻外保溫系統(tǒng)耐久性的因素，為建筑巖棉外墻外保溫系統(tǒng)在我國(guó)的普遍使用提供參考。

2 試驗(yàn)研究

2.1 研究概述

住宅樓A棟和B棟均為70年代建設(shè)，外墻砌筑材料為實(shí)心粘土磚，兩棟住宅樓于90年代初期作為當(dāng)時(shí)的節(jié)能改造示范工程進(jìn)行了既有建筑節(jié)能改造，節(jié)能改造經(jīng)多個(gè)方案比較后，選取了保溫、防火性能都較好的巖棉外墻保溫系統(tǒng)，在施工上也緊抓質(zhì)量，保證了外墻保溫系統(tǒng)的性能。

通過(guò)對(duì)兩棟住宅樓的觀察，可以看出兩棟住宅樓都出現(xiàn)了不同程度的裂縫，但A棟樓明顯較多，且主要出現(xiàn)在門(mén)窗縫隙、墻面板縫粘合處。另外，縫隙類(lèi)型主要為粘合處的豎向裂縫，在部分墻面上由于常年外力作用影響也出現(xiàn)了少許水平和斜向裂縫。

2.2 A棟、B棟住宅樓紅外熱像圖

對(duì)兩棟樓進(jìn)行紅外熱像檢查，其結(jié)果見(jiàn)圖2-圖5。

圖2中在紅外熱像圖中劃出L0、L1、L2、L3、L4共五條溫度線，從標(biāo)記的溫度分布情況來(lái)看，平均溫度大概在28.0℃左右，標(biāo)準(zhǔn)溫差在0.37℃左右。圖3中在紅外熱像圖中劃出L0、L1、L2、L3四條溫度線，平均溫度約為30.0℃，標(biāo)準(zhǔn)溫差最大為0.75℃，最小為0.29℃。

圖1 A樓與B樓立面圖

圖2 A棟樓北面墻

圖3 A棟樓南面墻

圖4中在紅外熱像圖中劃出L0、L1、L2、L3、L4、L5共六條溫度線，從標(biāo)記的溫度分布情況來(lái)看，平均溫度大概在28.0℃左右，標(biāo)準(zhǔn)溫差最大為1.05℃，最小為0.54℃。圖5中在紅外熱像圖中劃出L0、L1、L2、L3共四條溫度線，平均溫度大概在27.0℃左右，標(biāo)準(zhǔn)溫差最大為 2.43℃，最小為 0.59℃。

表1 A樓北面墻主要圖像標(biāo)記

表2 A棟樓南面墻主要圖像標(biāo)記

圖4 B棟樓北面墻

表3 B棟樓北面墻主要圖像標(biāo)記

圖5 B棟樓西面墻

表4 B棟樓西面墻主要圖像標(biāo)記

3 外墻傳熱系數(shù)檢測(cè)

A棟樓為磚混結(jié)構(gòu)，地上四層，建筑外墻為240mm厚實(shí)心粘土磚砌筑，外貼50mm厚巖棉板保溫。通過(guò)對(duì)A樓北面外墻傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，K= 0.84 W（m2·k）。B棟樓為磚混結(jié)構(gòu)，地上四層，建筑外墻為240mm厚實(shí)心粘土磚砌筑，外貼50mm厚巖棉板保溫。通過(guò)對(duì)B樓北面外墻傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，K= 0.85 W（m2·k）。

比較上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可知，兩棟住宅樓現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的外墻傳熱系數(shù)相當(dāng)，說(shuō)明在長(zhǎng)達(dá)25年的使用中，巖棉外墻外保溫系統(tǒng)的保溫性能保持良好，且性能穩(wěn)定，有效提高了居住舒適度，是適宜在北方地區(qū)推廣使用的外保溫系統(tǒng)。

4 巖棉外墻外保溫構(gòu)造

由圖6可見(jiàn)，有些墻面出現(xiàn)了不同程度的細(xì)小裂紋，剝開(kāi)外墻飾面層后發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的外墻保溫施工工藝良好，固定銷(xiāo)桿上有輕微銹蝕現(xiàn)象，連接件與固定銷(xiāo)桿、鍍鋅電焊網(wǎng)的連接方式為固定銷(xiāo)桿穿過(guò)基體墻面而連接，而鍍鋅電焊網(wǎng)由固定銷(xiāo)桿兩頭彎鉤固定。另外，剝離后的鍍鋅電焊網(wǎng)絲后面的巖棉板除發(fā)黃、虛化外基本完好，無(wú)明顯破損情況，而且由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)巖棉板的技術(shù)有限、工藝不成熟，巖棉板在使用20多年后表觀不均勻、出現(xiàn)層化現(xiàn)象，有碎片、碎渣會(huì)隨剝離而掉落。

圖6 外墻面層、鍍鋅網(wǎng)與巖棉保溫層圖示

總體來(lái)看，取樣處巖棉保溫體系的結(jié)構(gòu)層次比較分明、施工良好，除飾面層經(jīng)外力影響出現(xiàn)部分裂紋外，砂漿保護(hù)層裂紋較少，鍍鋅鋼絲網(wǎng)與巖棉板固定緊密，巖棉板較完整，拼接處縫隙較小，連接件與基層墻體鏈接較為緊密。蘭州地區(qū)全年氣候較為干燥，經(jīng)20多年使用的固定銷(xiāo)桿僅有輕微銹蝕現(xiàn)象， 符合當(dāng)時(shí)的施工水平，達(dá)到了不錯(cuò)保溫目的。

5 外墻外保溫材料性能試驗(yàn)

對(duì)巖棉板外保溫系統(tǒng)的主要材料巖棉板與鍍鋅電焊網(wǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，其結(jié)果見(jiàn)表5、表6。

表5 巖棉板物理性能檢測(cè)結(jié)果

表6 鍍鋅電焊網(wǎng)物理性能檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)表5對(duì)巖棉板物理性能實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)可以看出，經(jīng)過(guò)常年使用的巖棉板本身的物理性能并沒(méi)有發(fā)生太大變化，性能保持穩(wěn)定，巖棉外保溫系統(tǒng)還可繼續(xù)為住戶(hù)帶來(lái)優(yōu)良的保溫服務(wù)。通過(guò)表6可以看到，鍍鋅點(diǎn)焊鋼絲網(wǎng)強(qiáng)度較好，仍有較高的焊點(diǎn)抗拉力，這對(duì)于抵抗墻體在受到外力時(shí)產(chǎn)生的開(kāi)裂、變形等起到了重要作用，只是由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，電焊網(wǎng)表層的鍍鋅有銹蝕現(xiàn)象，裸露部分出現(xiàn)了脫落。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著節(jié)能要求的進(jìn)一步提高以及對(duì)保溫材料防火性能要求的提高，巖棉保溫的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多，此次研究表明巖棉保溫體系保溫隔熱性能較好，并擁有一定耐久性，研究希望為其他保溫體系提供參考依據(jù)，為國(guó)家節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。