毕业设计(论文)-建筑外墙保温系统的发展及应用.doc
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1、建筑外墙保温系统的发展及应用 毕 业 论 文 题目:建筑外墙保温系统的发展及应用 学号: 姓名: 专业: 土木工程2010级 所属系: 成教学院 指导老师: 完成日期 二O一二年四月二十日论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 年 月 日 论文版权使用授权书本论文作者完全了解学校有关保障、使用论文的规定,同意学校保留并向有关论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权省级
2、优秀论文评选机构将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密 ,在_年解密后适用本授权书。2、不保密 。(请在以上相应方框内打“”)作者签名: 年 月 日 导师签名: 年 月 日 目 录一、 绪论4二、 外墙保温系统的概述5三、 我国广泛应用的外墙保温系统5四、 现有的外墙保温系统的应用6五、 节能建筑外墙保温应注意的事项7六、 外墙保温系统技术上存在的问题9七、 外墙保温相关技术工艺对比12八、 几种常见的外墙保温技术14九、 外墙保温材料的选择16结 语18参考文献19致谢词20绪 论随着中国城市化的快速发展
3、,人民群众生活水平的不断提高,建筑能耗的总量将持续增长。如此巨大的能源消费,直接关系到国家的能源供应和能源安全。因此,做好建筑节能工作,降低单位建筑面积能耗,就是对节约能源,保护环境,应对全球气候变化,推进国家经济社会的可持续发展作出的贡献。建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响,直接影的响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。开发新的建筑围护结构部件,以更好地满足保温、隔热、透光、通风等需求,甚至可根据不断变化的外界条件随时改变其物理性能,达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能
4、的基础技术和产品,目前市场上主要涉及的有:外墙保温、隔热;屋顶保温和隔热;热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙;智能外遮阳装置;基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。 目前我国外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。 二、 外墙保温系统的概述 外墙外保温系统 (exte
5、rnal thermal insulation system ),由保温层、保护层和固定材料 (胶粘剂、锚固件等) 构成并且适用于安装在外墙外表面的非承重保温构造总称。三、 我国广泛应用的外墙外保温系统 EPS板薄抹灰外墙外保温系统。该系统以聚合物砂浆作黏结剂,将EPS板固定在墙体外侧(若需要时也可用锚栓做辅助固定),并在外表面再做聚合物砂浆薄抹灰耐碱玻纤网格布保护层和饰面层,但黏结剂应承受该系统全部负荷。适用范围:民用建筑混凝土或砌体外墙外保温工程。机械固定钢丝网架EPS板外墙外保温系统。该系统是用锚栓或预埋钢筋等机械固定件,将穿透的EPS钢丝网架板固定在墙体外侧,并在表面再做抗裂水泥砂浆抹
6、面层和饰面层。适用范围:民用建筑混凝土或砌块外墙外保温工程。EPS板与砼一次现浇外墙外保温系统。该系统是在内侧面开有水平方向齿槽,并在内外侧表面均喷满界面砂浆的EPS板,置于墙体外模板内侧,同时设置若干锚栓作为辅助固定件,待浇灌混凝土后,墙体与EPS板以及锚栓结合为一体。模板拆除后,在EPS板外侧表面再抹(或不抹)胶粉聚苯颗粒浆料找平层,表面再做耐碱玻纤网格布抗裂砂浆保护层和饰面层。适用范围:多层和高层民用建筑现浇混凝土结构外墙外保温工程。胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统。该系统是将胶粉聚苯颗粒保温浆料抹在墙体外侧作为保温层,并在外表面再做耐碱玻纤网格布抗裂砂浆保护层和饰面层。适用范围:寒冷地区、夏
7、热冬冷和夏热冬暖地区民用建筑混凝土或砌体外墙外保温工程。由上述可知外墙外保温常用的是EPS板,即膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板。作为保温层的EPS板热导率低且稳定,厚度容易控制,为基层墙体增加很大的热阻。保温层的传热阻主要是由EPS板的传热系数和厚度决定。 四、 现有的外墙保温系统的应用外墙内保温外墙内保温是在外墙的内侧覆盖苯板、保温砂浆等保温材料,从而使建筑达到保温节能作用的施工方法。该施工方法具有施工方便,对建筑外墙垂直度要求不高,施工进度快等优点。外墙内保温的缺陷是:结构冷(热)桥的存在使局部温差过大导致产生结露现象。由于内保温保护的位置仅仅在建筑的内墙及梁内侧,内墙及板对应的外墙部分得不到保温
8、材料的保护,冬天室内的墙体温度与室内墙角(保温墙体与不保温板交角处)温度差约在10左右,与室内的温度差可达到15以上,一旦室内的湿度条件适合,在此处即可形成结露现象。而结露水的浸渍或冻融极易造成保温隔热墙面发霉、开裂。内外混合保温内外混合保温是指在外保温施工操作方便的部位采用外保温,外保温施工操作不方便的部位做内保温,从而对建筑物进行保温的一种施工方法。从施工操作上看,混合保温可以提高施工速度,对外墙内保温不能保护到的内墙、板同外墙交接处的冷(热)桥部分进行有效的保护。然而,局部外保温、局部内保温混合使用的保温方式,使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸,建筑结构出于不稳定
9、的环境中,常年温差结构形变产生裂缝,从而缩短整个建筑的寿命。外墙外保温外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,使建筑达到保温的施工方法,这也是目前建筑工程中最可行的外墙保温方法。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长。从有利于结构稳定性方面来说,外保温隔热具有明显的优势,在可选择的情况下应首选外保温隔热。五、 节能建筑外墙保温应注意的事项(一)、 全面保温建筑的外保温应该是整个建筑全部的外保温。上面我们曾讲过,由于不完全外保温使得建筑的女儿墙、雨篷等构件出现裂缝,因此,我们应
10、该对建筑进行全面的保温,包括女儿墙、雨篷等构件。(二)、 保温材料的选择 现施工的建筑中,保温材料的使用以挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒保温材料为主。挤密苯板具有密度大,导热系数小等优点,他的导热系数为0.029w,而抗裂砂浆的导热系数为0.93w,两种材料的导热系数相差32倍,而聚苯板的导热系数为0.042w,同抗裂砂浆相差22倍,因此挤密苯板同聚苯板相比,抗裂能力弱于聚苯板。以聚苯颗粒为主要原料的保温隔热材料由胶粉料和胶粉聚苯颗粒做成,胶粉材料作为聚苯颗粒的粘结材料,采用熟石灰粉粉煤灰硅粉水泥为主要成分的无机胶凝体系,该类材料的导热系数一般为0.06w,与抗裂砂浆相比相差16倍,该种材料与挤密
11、苯板和聚苯板相比,导热系数要小得多,因而能够缓解热量在抗裂层的积聚,使体系受温度骤然变化产生的热负荷和应力得到较快释放,提高抗裂性和耐久性。(三)、 增强网的选择玻纤网格布作为抗裂保护层的关键增强材料在外墙外保温技术中的应用得以快速发展,一方面它能有效增加保护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力,将原本可以产生的宽裂缝分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。但由于保温层的外保护开裂砂浆为碱性,玻纤网格布的长期耐碱性对抗裂缝就具有决定性的意义。从耐久性上分析,高耐碱纤维网格布要比无碱网格布和中碱网格布的耐久性好得多,至少能够满足25年的使用要求,因此,在增强网的选择上,建议使用高耐碱的网格布。
12、(四)、 保护层材料的选择由于水泥砂浆的强度高、收缩大、柔韧性变形不够,直接作用在保温层外面,易引起开裂。为解决这一问题,必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网,并在砂浆中加入适量的纤维,抗裂砂浆的压折比要小于3。如外饰面为面砖,在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片,钢丝网片孔距不宜过小,也不宜过大,面砖的短边应至少覆盖两个网孔以上,钢丝网应采用防腐好的热镀锌钢丝网。六、 外墙保温系统技术上存在的问题 目前外墙外保温做法存在保温系统外立面的裂缝问题,影响美观甚至导致保温层脱落、开裂、渗水及墙体饰面涂料的龟裂等质量问题,缩短建筑物使用寿命。如何采取补救措施.解决外保温系统的裂缝问题已成为业内共同
13、关注的焦点。 对于保温板空鼓渗水部位的修复。在裂缝、空鼓部位将原来的保温板清理掉,在清理好的基层上滚涂界面剂一遍,待实干后将裁好的尺寸相当的聚苯板粘贴到基层上,然后再用具有很好柔韧的抹面砂浆(中夹网格布)将该部位修复平整,必要时加设锚固栓。 需要进行结构加固处理的裂缝,应将保温层沿裂缝处各向两边延伸20厘米50厘米截掉,直至水泥或砌体基层,清理去除杂质,让裂缝完全暴露,然后依据有关部门对加固的要求进行加固处理,待确认处理合格后,用相应的材料将保温层修复完好。 修复保温系统时应根据被截掉的保温层的宽度、长度,裁剪好聚苯板修复保温系统,待加固处理层实干后,用粘贴砂浆将裁好的聚苯板粘贴好,然后用具有
14、很好柔韧性的抹面砂浆中夹网格布将裁掉的部位修复平整。 抹面砂浆层龟裂纹的处理方法。对于裂纹较多的墙面,首先认真检查墙面,找出缝宽大于0.3毫米缝深1毫米以上的裂纹。将上述裂纹进行局部补,具体方法是将裂纹清理干净,沿缝滚涂或批刮抗裂防水胶,中间压入超薄抗裂加强布,对整个墙面进行的全面清理,去除油污杂质,并对旧涂层进行打毛处理,增强附着力。满批符合JG/T157建筑外墙用腻子R型标准的腻子2遍,滚涂一底两面弹性涂料。对于裂纹较少的墙面.沿缝铲掉涂料腻子层待清理干净后.沿缝将铲掉部位直接滚涂或批刮抗裂防水胶,中间压入超薄抗裂加强布,注意抗裂防水胶必须完全覆盖加强布,且上表面层墙面保持平整光滑。待补缝
15、处干燥后.修补处滚涂1遍2遍与原墙面一致的涂料层。 网格布搭接不到位等引起裂缝的处理方法:一是铲除抹面砂浆层,直至完全暴露未搭接到位的网格布,然后用柔性抹面砂浆重新嵌入网格布,让新贴的网格布与原网格布的搭接每边达8厘米以上.柔性抹面砂浆必须完全覆盖网格布,保持翻修表面与旧墙面平整度一致;二是清理墙面.沿裂缝部位宽度5厘米左右,直接滚涂抗裂防水胶,中间压入超薄加强抗裂布。同时由于采用了外墙保温的建筑物一般都是永久建筑物,它要求外墙保温必须同建筑物一样有良好的抗老化和耐候性。外墙外保温系统的使用寿命长短涉及多方面的问题,从组成材料到系统技术,从施工工艺到维修保养,过程中有很多不确定的因素。一、 采
16、用了不合格的保温材料。有的厂家为了降低成本,使用不合格的聚合物黏结砂浆粘贴聚苯板,为聚苯板脱落埋下隐患;有的使用容重达不到规定要求的聚苯板,大大降低了聚苯板的抗压强度和抗剪强度,严重影响保温系统的保温效果和安全性;有的使用中性或者低耐碱度的玻璃纤维网格布,抗拉强度不符合要求。 二、不当的施工操作造成饰面产品脱落。通过对采用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的产品进行多次检测试验后发现,有很多采用点粘施工的系统,由于粘贴面积不够,造成粘结强度不达标,导致保温板脱落。在施工过程中,对系统四周不采取胶浆封边,造成聚苯板封闭不严,如果表面有裂缝很容易形成透风口,当负风压大于胶的粘结强度时聚苯板会被风刮落。由于
17、聚苯板外部铺贴有网格布,一旦有一块聚苯板出现刮落将使成片的聚苯板一起脱落,造成严重的安全隐患。 三、 已经通过验收的合格系统也存在一个保养保护的问题。对于建筑物外饰面采用涂料或者瓷砖饰面的外墙外保温系统,经过一段时间的应用后,涂料饰面存在耐久性不够、瓷砖饰面安全可靠性相对较差的问题随之出现。以外墙外保温外饰涂料系统产品为例,采用的涂料既要保留原有的通透性,又要具有防止雨水入侵的能力,只有性能优良的外涂层发挥保护作用,才能确保合格的外饰涂料系统的有效使用寿命。涂料的透气性越好,外墙的透气性也就越好。在正常使用和维护条件下,外墙外保温工程的使用年限不应少于年。但目前市场上普遍使用的外墙涂料产品,不
18、具备防水能力,不能使水分及时排除,墙体产生的裂纹以及由此产生的墙体渗水问题,极大缩短了系统的使用寿命。尤其在我国南方地区,外墙外保温系统还面临酸雨、污雨等外界因素的影响,对保温墙体造成一定的破坏。外墙外保温系统表面一旦出现裂缝,不但会影响美观,还会使水分进入到墙体,对外墙外保温系统是非常不利的甚至是致命的。如果裂缝进一步扩展,就会威胁到建筑物主体结构的安全,所以在外墙外保温普及应用发展环境下,提高建筑墙体保温系统的节能效率和延长系统的使用寿命在外墙外保温发展中具有十分重要的意义。(七)、 外墙外保温应用广泛的原因外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显
19、的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。(1) 外墙外保温延长了建筑物的寿命。外墙内保温的保温层构造位置使得建筑物的外墙与内墙分别处于两个不同的温度环境。内墙及楼板处于室内的温度环境,其年温度差的变化为6080,使建筑结构长年不得安定。这种永远不安定的建筑结构会导致在多处墙面产生裂缝,并破坏沿外墙的屋面防水,引起地下室防水的渗漏等。同样这种
20、不同温度环境会产生不同变形的原理也会发生在夹心保温和保温层表面的刚性厚抹灰层上,保温层上湿贴石材等做法其保温层外侧部分都面临同样的形变破坏。外墙外保温的保温材料保护了主体结构防止风吹雨淋和风化以及碱骨料的反应等对主体外墙的侵蚀,相对延长了整个工程的使用寿命。(2)外保温是消除热桥的合理途径。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
21、料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约20%,从而节约了热能。(3)外保温比内保温更容易控制墙面裂缝。内保温的保温块材易发生裂缝。处于室内温度环境影响的内保温板材是附着在受室外年温差影响而发生变形的外墙上。内保温块材的板缝被温度变化而产生的外墙变形应力拉开,经过几个年温差对外墙的变形影响,这种块材板缝裂缝是终归要发生的。外保温墙体控制裂缝要比内保温墙体控制裂缝的发生容易得多。彻底的外墙外保温的做法像是将建筑物的全部结构穿上了一件棉袄,使其完全处于室内的温度环境下,年温差一般波动不大,可以忽略其形变的产生的影响。受室外环境温度影响较大只是外保温的外表面。(4)外保温优于内保温的其他功能。外保温
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