北方地区节能墙体优选案例.docx
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北方地区节能墙体优选案例
北方地区节能墙体优选案例
【作者】沈阳万科工程管理部
【编审】总部工程管理部
【编者按】外墙保温系统的设计与施工是北方地区建筑节能的重要课题之一,本案例较详细地介
绍了EPS外保温系统经济技术指标,有一定的借鉴意义。
【摘要】本文较为系统地介绍了外墙保温的三种做法及其技术性能比较,总结了沈阳公司应用
EPS外保温系统中在设计与施工方面的实践经验和体会,并深入分析了有关设计理论和构造工艺及
发展方向。
【关键词】外墙保温EPS外保温设计施工
一、几种节能墙体作法及对比
(一)构造作法
目前,在北方地区,节能墙体的实现方式主要有三种:
夹心复合墙、外墙内保温、外墙外保温。
其中,夹心复合墙和外墙外保温方案在东北地区应用比较广泛,技术也比较成熟,外墙内保温方案所选用的材料主要有保温砂浆、保温涂料和保温苯板等,但由于采用保温砂浆裂缝现象难以控制,保温涂料性能达不到要求、保温苯板存在火灾时释放有毒气体等原因,一直没有得到大规模应用,只是在局部采用。
三种方案的典型构造作法见下图。
1、夹心复合墙
预埋拉结筋
)
定
定
确
确
计
计
板
设
设
苯
有
由泡块
度
度发砌灰
厚
厚级重抹
(
墙
g
承内
k
面土
6
非室
1
饰
凝
厚
厚厚
外混
0
0
0
5
9
2
冷桥
内置方案
预埋拉结筋
0
)
4
5
×
定
0
确b
5
计
×
板
5
设
配.
苯
内
1
有
块泡墙
浆
或
度
片片砌发土
灰
厚
砂
网网
重级凝
抹
泥
(
0
丝
承
g
混
内
水
0
k
面
1
钢
非
6
或
室
5
×
1
饰
.
接
厚
厚块
厚
2
0
外
:
0
焊
0
0
砌
0
1
1
9
5
2
冷
桥
外置方案
2、外墙内保温方案
,
)
定
定
确)
确
墙
算片
计
计网
设
土
由丝
有
凝
度钢
度
混
厚配
灰
厚
或剂
(内
抹
(
块
理
浆时
内
0
面砌处
砂3
室
饰心面
温过
厚
外空界保超
0
2
冷桥
外墙内保温
保温砂浆做法
预埋拉结筋与钢丝间距600
)
片
网
定
丝
确
钢
计墙
定
配
设土
确
内
有凝
算
浆
度混
计
砂
厚或
由
泥
(块
度
水
砌
厚
面
5
心
板
.
饰
2
外空
苯
:
1
冷桥
外墙内保温
苯板抹灰做法
3、外墙外保温
)
定
确
计
平
设
接
找
有
粘
浆
度
统
砂
厚
系
泥
体
(
温
水
面
墙
5
饰
保.
构
S
2
外
P
:
结
E
1
外墙外保温
粘接做法
)
双
预埋件直径、间
或
定
层
距由计算确定
确
单
计
配
设
内
墙
有
浆
度
土
砂
厚
凝
泥
(
网
板混灰
水
面
板
苯或抹
5
饰
.
钢
厚块装
2
外
:
层
0
1
6砌内
外墙外保温
外挂做法
(二)三种墙体的对比
1、构造特点——以常规
370砖墙节能50%为标准
墙体厚度增
外墙面积增
对主体结
对结构安全
墙体形式
构的保护
结构自重
减(mm)
减率(%)
度的影响
作用
夹心复合
-50~+50
-13.5~+
外置方案
有抗震问题
大
墙
13.5
时有
外墙内保
-70~-
-32.4~-
无
无抗震问题
小
温
120
18.9
外墙外保
-70~-
-32.4~-
良好
无抗震问题
小
温
120
18.9
2、可控性
墙体形式
质量控制
综合工
热桥
期
在同一作业面
上同时进行墙
不受其
夹心复合
体拉接筋、苯板
他工序
难以解决
墙
安装等、砌筑多
影响
道隐蔽工程,质
量较难保证
外墙内保
分次隐蔽,检查
受内抹
难以解决
温
方便,容易控制
灰制约
外墙外保
分次隐蔽,但检
受外抹
理论上可
以完全解
温
查不太方便
灰限制
决
3、其他
墙体形式
延长建筑物使用寿命的能
舒适程度
力
可缓解因温度变化、导致
内部结构变形产生的应
力,避免了雨、雪、冻、
可利用墙体融、干、湿循环造成的内
可维
抗墙面渗漏
修性
外墙存在渗漏点不极难
易在室内表现维修
外墙存在渗漏点不非常
易在室内表现方便完全依靠系统自身
防水能力,一旦失比较
效,室内即可表现方便出来
对装饰作法
造价增加
的限制
自身的蓄
部结构破坏,减少了空气
夹心复合
热、蓄湿能
中有害气体和紫外线对内
墙
力,对室内
部结构的侵蚀,但对外片
环境进行调
墙本身不能提供任何保
节
护,由于外片墙损坏后维
修比较复杂,因此必须在
设计中注意考虑外片墙的
使用寿命
外墙内保
不可以
对主体结构无任何保护作
温
用
可利用墙体有效解决主体及维护结构自身的蓄的保护问题,由于维修方外墙外保热、蓄湿能便,可以随时进行维修,
温力,对室内因此可以不特殊考虑保温环境进行调层使用寿命对主体结构使
节用寿命的影响
10元/m2
根据不同作法差异较大
不考虑
Stuccolas
t:
10元
/m2;
考虑
Stuccolas
可选用石材、面砖、涂料等多种装饰作
法
墙外侧不受限制,但墙内侧只能选用涂料
墙内侧不受限制,但墙外侧只能选用涂料
t:
52元
/m2
;
注:
1、比较基准为
2、夹心墙构造为
60苯板;
370黏土空心砖墙,造价按辽宁省
190非承重空心砖+50苯板+
20001定额,三类取费计算值为72.53元;
90非承重空心砖,外保温墙为190非承重空心砖+
3、本比较未考虑由于保温体系的自重而导致的主体结构费用增加差异。
从上述对比分析,外墙外保温方式虽然存在着受外抹灰制约而导致的工期延长、对自身防水性能要求高,必须考虑特殊饰面材料从而导致成本增加幅度较大,可选用的外装饰方式收到制约等缺陷,但是明显存在以下不可替代的优势:
1、可以最大限度地杜绝冷桥从而提高建筑物总体保温性能;
2、可以较大幅度减少外墙面积从而增加使用面积;
3、可以不必特殊考虑结构安全性且有利于延长主体和维护结构的使用寿命;
4、施工工艺简单,质量控制较易实现且维修也比较方便。
因此,在三种节能墙体的实现方式中,外墙外保温应该作为首选方案。
事实上,在沈阳地区,外墙外保温方案也得到了大面积的应用,并且出现了众多系统提供外保
温材料并负责施工的专业队伍,相比较下,夹心复合墙及外墙内保温方案应用不论是从绝对数量上还是发展速度上都远远不及外墙外保温方案。
二、外保温系统配置的基本性能要求
对外墙外保温方案而言,所选择的外保温系统除了要满足计算需要的热阻值外,还应考虑以下基本性能要求:
(一)安全性
一般而言,外保温系统由于存在着自重小(完整EPS系统重量≤15kg/m2,≤250kg/m3)且结构松软的特点,安全问题并不是十分突出,甚至容易被人忽略。
但是由于外保温系统处于主体结构之外,事实上其所受到的自重和风荷载作用并不能忽略,
如果与主体结构的连接措施可靠度不足,则外保温系统整体脱落的可能性是完全存在的,我们也确曾看到过某项目西山墙部位的外保温整体剥落的事实。
因此,在选用外保温系统与主体结构的连接形式时,必须考虑其在自重及风荷载作用下的安全性。
(二)抗裂性
裂缝不但影响墙体的外观效果,对于外保温系统性能也极为不利。
裂缝的存在,本身就会降低保温系统的保温性能,同时由于裂缝存在,还会导致雨水渗漏,不但加剧保温性能降低,还会加速保温系统的老化变性,如果渗入保温层内部的水分不能及时排出,在冬天还会导致冻涨发生,可能会使保温系统自身或者是保温系统与主体结构的连接发生冻涨破坏。
一般说来,裂缝形成的原因主要有两方面,一方面是由于基层在各种应力作用(主体结构沉降、变形,抹灰层收缩或质量问题等)下产生裂缝,当裂缝宽度达到一定程
度时,外保温系统无法抵抗和协调,最终使外保温系统也产生裂缝;另一方面就是保温系统自身的收缩和在各种外应力(温度、湿度、光照、冻融)作用下产生的应力超过保温系统自身的抵抗能力导致的裂缝。
因此,在确定外保温系统的系统配置时,必须充分考虑到各种材料和构造作法的抗裂性能和变形协调能力。
(三)防水性能
由于选用外墙外保温方案后,对框架结构而言,维护结构的墙体厚度变薄,且一般采用空心砌块,灰缝饱满度难以保证,因此,防止外墙雨水渗漏的重任必须完全依
靠外保温系统自身的防水性能实现。
(四)适度透汽
要求外保温系统自身具有适度的透气性能,一方面便于存留在墙体及外保温系统中的水分及时以水蒸气的形式及时排出,另一方面是便于室内的水蒸气通过墙体及时散发,以避免因室内湿度过大导致结露及使人产生不舒适感。
但是透气性能也不是越大越好,冰点线内侧过大的透气性能将导致水蒸气不断凝结而使冰点线不断向内推移,因此最理想的透气性能设计是冰点内侧透汽性能适中,冰点外侧透汽性能越大越好。
而实际上要实现这一点是不可能的,因为冰点线的设计位置在苯板中间某个部位,要使苯板做到一侧透气性大,一侧透气性小,除非采用复合作法,否则无法实现,因此,比较现实的作法是尽量增大苯板外保护层的透气性(见附图)。
(五)抗冲击性
外保温系统在工作状态中,不可避免地要受到各种原因造成的外力冲击,如硬物打击和雨水冲刷等,因此要求整个系统必须具有一定的表面硬度,并能有效吸收冲击能量,否则容易造成保温系统破坏。
(六)耐候性
由于外保温系统长期暴露在大气中工作,日照、风雨、冻融作用不可避免,因此必须有很强的耐候能力,要有较长的使用寿命,否则将会增加维修量。
(七)系统性
完整的外保温系统应该同时实现保温功能及装饰功能,因为外保温系统本身属于建筑物不可分割的一部分,并且处在建筑物的最表层,对建筑物的整体观感效果具有不可忽视的意义。
因此,完整的外墙外保温系统应该包括保温子系统和饰面子系统。
从外保温的实现方式来看,有两种作法,即粘接法(EPS外保温系统)和外挂法。
目前,在沈阳地区,运用比较成熟的外墙外保温系统还是EPS外保温系统,外挂法虽然也有一定的应用实例,但总量较少,时间较短,出现的问题也较多,还处在逐步完善阶段。
三、几种EPS外保温系统配置介绍及对比
目前,在沈阳地区从事专业EPS外保温系统配套供货及施工的队伍已为数不少,其中多数是从涂料经销和保温材料经销转行过来,据我们掌握的数据,在沈阳及周边地区有工程实例的主要有以下几家:
专威特、舒泰龙、中科隆信、辽河油田、欧文思克宁、沈阳华宇、新加坡特艺、申纽丽、上海凯钛等。
各家的系统配置五花八门,材料性能也存在这较大的差异,现将几种典型的系统配置及材料性能对比介绍如下。
(一)几种典型的系统配置
1、专威特系统
子
参考单
工艺作
价(墙面
系
构造
材料
生产商
法
实贴面
统
积)
保
苯板粘接层
战力神胶:
32.5mpa
胶-专威特;
点粘
92.00
温
水泥=1:
2(重量
水泥-公源
比)
保温层
18kg级发泡苯板
凯隆
80厚
战力神胶:
32.5mpa
水泥=1:
1(重量
玻纤网-美国专威
保护涂层
比),中间夹4.0×
4.0mm耐减玻纤网
特
格布
饰
中涂一遍,
纯丙烯酸涂料
专威特
面
面涂一遍
2、欧文思克宁系统
子
系构造材料生产商
统
平涂27.00
参考单
工艺作价(墙面
法实贴面
积)
苯板粘接层
保
保温层
温
保护涂层
底层
饰
中层
面
面层
3、上海凯钛系统
子
系构造
统
苯板粘接层
保保温层
温
保护涂层
底层
饰
中层
面
面层
特用粘接剂
欧文思克宁
尼龙膨胀钉
欧文思克宁
27kg挤塑苯板50
欧文思克宁
厚
聚合物砂浆中间夹
欧文思克宁
耐减玻纤网格布
标准型质感涂料
FABRICO(上海)
无
弹性外墙涂料
FABRICO(上海)
材料生产商
纯丙烯酸乳液胶粘
乳液-上海凯钛;
剂:
32.5mpa水泥
水泥-冀东水泥
=1:
1(重量比)
18kg级发泡苯板
沈阳中兴
80厚
纯丙烯酸乳液胶粘
剂:
32.5mpa水泥玻纤网-陕西玻纤
=1:
1.2(重量比)厂中间夹耐减玻纤网
无
带大理石颗粒的弹
性纯丙烯酸防水涂上海凯钛
层
纯丙弹性外墙涂料上海凯钛
点粘加
115.00
钉
粗糙质
36.00
感
参考单
工艺作价(墙面
法实贴面
积)
满批88.00
粗糙质
55.00
感
从上述几个典型系统配置方案来看,各家之间主要存在以下差异:
1、从苯板粘接层材料来看,有单组份和双组份两个流派,但目前仍以双组份为多;
2、从保温材料来看,有挤塑苯板和发泡苯板两种,但目前仍以发泡苯板为多;
3、从保护涂层来看,有聚合物砂浆和乳液胶泥两种,目前以聚合物砂浆为主;
4、从饰面系统来看,有配置专用饰面系统和简单平涂工艺两种,目前多数为简单
平涂;
5、从保温系统与主体结构的连接方式来看,有点粘(或条粘)、点粘(或条粘)
加钉、满批三种,目前以点粘为多。
(二)主要材料性能对比
1、粘接材料
检测数据
主要性能指
试验条件
专威
欧文
凯钛
中
科
辽
河
沈阳
申纽
标
特
隆信
油田
华宇
丽
压剪强度
(MPa)
28d标养
23±2℃
3.9
无数据
14d1.943.45
2.44
1.9
0.91
28d标养后浸
23±2℃浸水24h
1.5
无数据
14d+7d
1.83
2.50
1.8
0.56
水
1.80
28d标养后浸
饱和Ca(OH)2溶
无数据
无数据
14d1.36无数据
无数据
无数据
无数据
碱
液浸泡4d
抗拉强度
(MPa)
14d标养
23±2℃
1.5
无数据
7d1.01
1.12
1.31
1.2
1.19
14d标养后浸
23±2℃浸水7d
0.65
无数据
0.97
0.78
0.85
0.7
0.78
水
14d标养后浸
饱和Ca(OH)2溶
0.64
无数据
0.60
0.63
0.69
0.8
0.65
碱
液浸泡4d
耐冻融
在-15~-20℃
28d标养后压
的冷冻箱中存放
50次冻
14d20
4h后取出立即放
无数据
30次无
无数据
无数据
无数据
剪强度(Mpa)
融0.78
次1.32
入15~20℃的水
龟裂、剥
槽中融化时间不
28d标养后抗
50次冻无数据
落
14d
20
14d50无数据
少于4h为一个循无数据
拉强度(Mpa)
环
融0.64
次0.32
次0.4
2、保温材料
主要性能价格指标
参考值
XPS
EPS
导热系数(W/m.k)
0.028
0.038
吸水率(%)
1-2
3-5
抗压强度(kpa)
192
110
密度(kg/m3)
27
18
氧指数(%)
30
32
参考单价(元/m3)
1150
210
3、耐减玻纤网格布
检测数据
主要性能指
专威
欧文
凯钛
中
科
辽
河
沈阳
申纽
标
试验条件
特
隆信
油田
华宇
丽
抗拉强度
(N/50mm)
经向
纬向
碱处理抗拉强度保持率(%)
493
1334
1390
1596
1384
2500
无数据
720
1947
1580
1605
1141
2890
无数据
100℃饱和
Ca(OH)2溶液浸
泡4h
经向
93
101
无数据
92
50
96
无数据
纬向
94
90
无数据
92
95
95
无数据
四、EPS外保温系统在沈阳公司的应用
(一)基本情况
沈阳万科地产公司
2000年首次在花园新城一期工程应用
EPS外保温系统。
最初
的系统配置从里到外构造如下:
①墙体基层表面抹1:
2.5水泥砂浆找平;
②专威特粘接胶浆(战力神):
32.5mpa水泥=1:
2(重量比)粘接层点粘工艺;
③18kg苯板;
④战力神胶:
32.5mpa水泥=1:
1(重量比),中间夹4.0×4.0mm耐减玻纤网格布;
⑤TOA或迪诺瓦外墙乳胶漆平涂两遍。
当时的施工组织方式是:
胶和网由甲方采购(甲供)、苯板甲方指定厂家和单价(甲控),保温系统施工由土建承包商负责,涂料由甲方外委施工(包工包料)。
当施工开始后,发现以下问题:
1、土建承包商普遍反映专威特提供的平米用量定额不够,且在人工费的计费额度上也与我们存在较大分歧;
2、由于土建承包商不够专业,且工期紧等原因,苯板粘贴完成后墙面打磨程度不够,对表面挂胶和网的技术掌握不到位,完工后墙面存在凹凸不平、露网等质量缺陷,最后不得不将平涂改为小拉毛以遮丑;
3、由于涂料属于甲方外委,对于基层的遮盖力和与基层的相容性得不到土建施工队和专威特的高度认同,再加上抢工期导致墙面未干透等原因,对于网格外露、涂料退色脱落等现象的质量问题界定很难达成一致意见;
4、由于节点设计不到位,细部处理不到位,导致后期产生结露、长霉等现象时有发生。
通过对新城一期的问题总结和对外保温系统的深化认识,2001年从新城二期开始,
我们引入了上海凯钛的系统,当时主要的考虑是:
1、凯钛的系统比较完整,在饰面涂层中增加了一遍带大理石颗粒的纯丙底层
(Stuccolast),由于该底层有一定厚度(1~3mm),能有效缓解由于苯板打磨不到位及苯板后期轻微变形导致的表面平整度差异和由于挂面胶时施工控制不到位而产生的
局部露底现象;
2、凯钛的粘接材料、面胶、饰面涂层生产是系统化的,其母公司的产品在美国已有多年的应用历史,该厂的产品除大理石颗粒是产自国内外,其他的原料全部从母公司进口,并且严格按照母公司的配方进行生产,产品相容性的问题不大;
3、凯钛负责从保温一直到外饰面的全部施工,充分缩小了管理界面,有利于质量责任的区分和成本控制。
4、凯钛独特的满粘工艺比较有吸引力,我们认为,该工艺对于苯板粘接部位受力均衡性、减少风荷载破坏危害、减少一旦出现的墙面渗漏点串水现象都十分有利。
从2001年至今,新城二期、三期采用凯钛系统施工的建筑面积共计
24.7万平方
米,墙面面积达到12.4万平方米,从很大程度上改善了保温系统的外观缺陷,尤其是三期工程,外观平整度、垂直度阴阳角方正等指标都达到了较高的水
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