建筑外墙保温施工技术和节能材料.pdf

139石材2023年1 1 期SHICAI节能环保建筑外墙保温施工技术和节能材料李乐，车琦，曹智源，张程（中国建筑土木有限公司，北京1 0 1 3 2 2）摘要：本文分析了常用保温材料的导热系数、阻燃性能，介绍了部分保温体系的结构设计要求和性能试验方法。结合具体的工程项目，通过对比确定了保温材料的技术选型，围绕石墨聚苯乙烯板，较为全面地论述了施工技术要点，涵盖墙体基础面层处理、粘贴砂浆配置方法、托架安装、保温板预排、保温板粘贴等内容。关键词：外墙保温；施工技术；节能材料中图分类号：TU761.1+2文献标识码：A一、工程背景某住宅项目由3 6 栋联排别墅、2 栋洋房、8 栋高层组成，总用地面积为6.8 万m，其中商业用地为2500m，居住用地为6.6 万m。该项目的建筑气候分区为夏热冬冷地区，在外墙保温设计中要求必须满足夏季防热要求，同时适当兼顾冬季保温。外墙保温节能材料具有隔热保温作用，在夏季可抑制室外热量向室内迁移，在冬季可防止室内热量向外部低温环境流失，因而成为降低建筑能耗的重要施工材料。二、建筑外墙保温节能材料选型（一）节能保温材料工程性能设计该项目在施工前，综合对比了各种外墙保温材料的导热系数、阻燃性等性能指标，结合工程造价及成本控制的要求，最终确定了外墙保温施工的材料选型，具体如下。1.外墙保温材料（1）传统建筑外墙节能保温材料。外墙保温是建筑工程的重要工序，相关的保温材料从早期的无机材料发展至有机材料，隔热保温性能也持续提升。常用的无机保温材料为水泥基发泡材料、膨胀珍珠岩保温板，常用的有机类材料为膨胀聚苯板（EPS板）、挤塑聚苯板（XPS板）、硬泡聚氨酯板（PUR板）。根据外墙保温工程技术标准（JGJ144-2019),部分常用外墙保温材料的性能应该满足表1 所规定的指标。（2）新型建筑外墙节能保温材料。匀质板是以钙、硅、镁质矿物原料为主的无机胶结材料，其中复核聚苯乙烯泡沫颗粒，并添加了适量的憎水、引气添加剂，经混合搅拌、平板设备辊压成型，属于新型无机保温材料。匀质板的密度通常在1 3 0 2 0 0 kg/m，导热系数0.0 5 W/(mk)，燃烧性能等级为A1级，表面平整度可达到0.5 mm。此类材料的优点为耐火、防水、耐久、隔音等。石墨聚苯乙烯泡沫板（SEPS）属于相对较新的保温板材，其导热系数0.0 3 2 W/(mk)，防火等级可达B1级，具有较高的性价比 2。2.外墙保温系统构造保温材料相应的结构体系存在一定差异，在实际应用中需要根据材料类型，设计出符合技术规范的保温系统。如，EPS钢丝网架板现浇混凝土外保温系统的结构由现浇混凝土外墙、EPS钢丝网架板、水泥砂浆抹面层、钢丝网架、饰面层、辅助固定件组成。再如,在胶粉聚苯颗粒浆料贴砌EPS板保温系统中，按照由内到外的顺序，其结构层分别为基层墙体、界面砂浆、胶粉聚苯颗粒贴砌浆料、EPS板、胶粉聚苯颗粒贴砌浆料、抹面胶浆复核玻纤网、饰面层 3)。另外，保温系统为多层结构，其导热系数为各层综合后的结果，该保温体系的导热系数计算方法如式（1）。(1)Fi+F2式中，F1、F 2 分别为EPS板面积、砌缝处贴砌浆料的面积，入和入2 分别为EPS板的导热系数、贴砌浆料的导热系数，将保温层的平均导热系数记为元。3.外墙保温系统的性能试验方法外墙保温材料选型中，需要充分评估保温系统的各类性能，包括系统耐候性、系统抗冻融性、系统抗作者简介：李乐（1 9 9 4一），男，汉，陕西兴平人，助理工程师。主要从事土木工程工作140STONE2023No.11STONE节能环保石材表1 外墙保温材料性能要求材料分类性能指标EPS板（0 3 3 级）XPS板PUT板胶粉聚苯颗粒保温浆料胶粉聚苯颗粒贴砌材料导热系数 W/(mk)0.0330.0300.0240.0600.080抗拉强度（MPa）0.100.100.100.060.12吸水率（V/V,%）31.53燃烧性能等级B;级不低于B,级不低于B,级A级冲击性、系统吸水性、保温板抗拉性等，以下介绍部分性能试验的实施方法。（1）系统吸水量试验。良好的防水性是保温材料的重要性能指标，按照相关技术标准，在材料选型阶段应该开展吸水量试验。可在保温板材上切割试样，规格为2 0 0 2 0 0 mm，厚度设置为5 0 mm,对四周做密封处理，浸人水中，浸泡2 4h，再按照式（2）计算吸水量。m-moM=(2)A式中，mo和m分别为试样浸水前后的质量，A为试样面积，M为单位面积试验的吸水量。（2）保温板抗拉强度试验和拉伸粘接强度试验。试验前切割板材试样，抗拉强度试样的尺寸设计为1 0 0 1 0 0 mm，拉伸粘结强度试样设计为5050mm。采用拉力试验机开展抗拉试验，相应的强度计算方法为：G,=P,/A(3)式中，将破坏载荷记为P.，单位为N。A 为试样面积，,为抗拉强度。在拉伸粘结试验中，以三种不同的状态下对试样施加拉力，分别为干燥状态、浸泡48 h后干燥2 h、浸泡48 h后干燥7 d，拉伸粘结强度的计算方法为：0b=P,/A（4)式中，将破坏载荷记为Pb，试样面积记为A，b为拉伸粘结强度。（二）外墙保温设计方案该项目在外墙节能保温材料选型中，主要考察导热系数、耐久性、阻燃性以及造价四项性能，市场调研结果显示，匀质防火保温板、膨胀珍珠岩、XPS板以及PUT板的造价相对较高，以石墨烯聚苯板为材料的保温工程造价相对较低，其导热系数也达到了较低水平，保温隔热效果不弱于其他材料，在阻燃性方面达到了B1难燃程度。故此，选用石墨烯聚苯板作为外墙保温施工的主要材料，胶粘剂选用胶粉聚苯颗粒保温浆料。三、基于节能材料的外墙保温施工技术（一）施工工艺流程及技术要求1.工艺流程石墨聚苯乙烯泡沫板外墙保温施工的整体工艺流程涵盖以下步骤：处理墙体基层控制线放样、设置变形缝、安装托架制备胶粘剂预粘翻包网SEPS复合保温板预排涂抹胶粘剂、粘贴保温板一安装一个锚栓铺压第一遍网格布安装剩余锚栓一安装防火隔离带一砂浆抹面一耐碱网格布第二遍施工一砂浆抹面一系统验收一饰面层施工4。2.技术要求保温系统的性能须满足相关技术规范，性能指标及具体要求可参考表2 所示的内容。在施工过程中应按照以下要求控制各工序的施工质量，严格执行性能检验标准。表2 外墙保温系统性能要求检验项目性能要求耐冻融性冻融循环3 0 次后无空鼓、剥落、裂缝建筑物首层墙面及门窗口等易受碰撞抗冲击性部位需达到1 0 J级，建筑物二层及以上墙面需达到3 J级吸水量（kg/m）500抹面层不透水性2h不透水胶粘剂拉伸粘结与水泥砂浆粘结强度0.6 0，与保温板强度粘结强度0.1 0（二）施工技术要点1.墙体基层处理及定位放线（1）基层清理。外墙保温施工对墙体质量提出了较高的要求，在作业之前必须严格检查验收墙体工SHICAI节能环保程的施工质量，完成工序交接，对于不满足要求的局部墙面进行适当的处理。检查内容包括墙体的垂直度、表面平整度。墙体平整度问题表现为两种情况，分别为墙体内凹和外凸，第一种情况应采取抹面处理，第二种情况可采取先凿除、后抹面的处理措施。（2）定位放线。定位放线的主要功能是控制保温层的厚度及其在水平方向的标高，施工时应弹出厚度控制线，并设置灰饼，为保证放样精度，控制线应进行拉直。利用灰线连接灰饼，将灰饼的间距控制在2m以内。2.配置粘贴砂浆按照比例配置粘贴保温板的砂浆材料，先进行干拌，将细砂、水泥、添加剂等初步混合均匀，再加水搅拌，直至砂浆中不再出现结块为止。在搅拌充分后，将砂浆静置1 5 min,使其发生水化反应，之后再搅拌1 3 min。水化之后的粘结砂浆内不可再加粘接剂干粉或者清水。另外，搅拌之后的粘接剂应在2 h内全部用完，并且每隔半个小时搅拌一次，使其保持良好的使用性能，防止出现材料离析。3.粘贴石墨聚苯乙烯板（1）托架安装。该建筑物对保温节能的设计要求较高，SEPS保温层的厚度为1 0 0 mm，自重较大。在墙体外侧面基层沿水平线均匀布置防锈钢托架，以螺栓将其固定在墙体上,相邻托架的间距控制为1 2 m。（2）预排保温板。为保证安装效率，在作业前应进行保温板预排，尤其要重视窗口、阳角等部位，预留防火隔离带的施工空间，形成完善的保温板施工平面图。（3）设置翻包网。在门窗洞口、墙体檐口、变形缝等边缘位置的墙体基础层上预粘贴翻包耐碱玻璃纤维网格布，宽度为1 0 0 mm+保温板厚度+1 0 0 mm，将宽度为1 0 0 mm、厚度为2 mm的粘合剂涂抹在墙体基层上，再将耐碱玻璃纤维网的一边压入粘接剂中，另一边甩出，直至保温板粘贴成功。最后，完成另一边的翻包。4.粘贴保温板按照预排的保温板施工图，进行错缝粘贴。采用条粘法，将粘合剂涂抹在保温板和墙面基础的结合面上，胶合面积至少要达到保温板总面积的8 0%。板材应紧密相连，板件接缝控制在1.5 mm以内，最小局部错缝需大于2 0 0 mm。保温板粘贴施工的误差控制要求如表3。表3 保温板粘贴施工误差控制要求(mm)序号项目允许偏差检验方法1立面垂直度22mm拖线板检查2表面平整度22mm靠尺和楔形塞尺检查3阳角方正2方尺和楔形塞尺检查4接缝正直2拉线和尺量检查5墙裙上口平直2拉线和尺量检查6接缝高低0.5短尺和楔形塞尺检查（5）安装防火隔离带。防火隔离带是提高外墙保温工程耐火性的重要技术措施，以膨胀螺栓将玻化微珠板锚固在预定位置上，再以胶粉聚苯颗粒保温浆料实施抹面操作，防火隔离带要实现1 0 0%粘结。（6）安装保温板膨胀锚栓。要求锚栓与保温板边缘的间隔至少为8 0 cm，待粘合剂终凝后，安装至少一个膨胀锚栓（通常先安装一半），加上玻璃纤维网布后再安装剩余的膨胀锚栓。锚固长度在混凝土墙体基础层内应控制为3 0 mm5。四、结语在建筑外墙保温节能材料选型中，应该充分对比各类材料的导热系数、抗冻融性、抗冲击性、吸水性，同时兼顾工程造价，进而制定出性价比较高的施工方案。在保温施工环节，应根据材料的特点，重点强化基础面层处理、定位放线、保温板预排、保温板粘贴、防火隔离带施工等关键工序，必要时设置保温板托架。参考文献1】王春晖,李昊,冯志会.建筑外墙保温装饰一体化系统施工技术D).建筑结构,2 0 2 2,5 2(S1):3216-3221.2陈红兵,薛闪闪,李德英,王聪聪.既有居住建筑外墙保温厚度优化及减排效益分析D).科学技术与工程,2 0 2 2,2 2(1 3):5 3 7 4-5380.3】赵晓凯,赵树兴,张江铭,梁贺斐.主动式外墙外保温系统节能性研究D).建筑科学,2 0 2 2,3 8(0 2):2 0 2-2 0 8.4周彪,王凯,孙绪坤,柯巍,张权.外墙保温系统垂直壁面温度及火焰蔓延计算式D).中国安全科学学报,2 0 2 1,3 1(1 0):7 6-8 1.5黄洪亮,柴筱立,魏文博,刘晨涛,丁勇,刘海静.新型轻质复合外墙保温材料在建筑设计中的应用D).材料保护,2 0 2 0,5 3(1 2)：191-192.石材2 0 2 3 年1 1 期141