超低能耗外墙聚苯板保温涂饰系统在大型公共建筑的实践

山东城市建设职业学院实验实训楼工程地上六层,地下一层,南北长约 134 米,东西宽约 110 米,建筑高度 23.95 米,建筑面积为 2.1 万㎡,体型系数为 0.18,既是中德合作被动式超低能耗绿色建筑示范工程又是绿色三星建筑,是国内单体建筑面积较大的被动式超低能耗公共建筑。效果图如图 1 所示。

图 1 效果图

外保温涂饰系统采用 250 厚双层错缝铺贴 B1 级白色聚苯板,450mm 高 A 级岩棉防火隔离带,质感涂料面层。外墙保温涂饰做法如图 2 ~图 5 所示。

图 2 首层外保温涂饰构造层

图 3 二层及以上外保温涂饰构造层

图 4 防火隔离带构造图

图 5 外窗安装节点构造图

1 双层错缝施工超厚保温板的实践

1.1 施工方式的选择

该工程采用双层错缝铺贴断桥锚栓固定的施工方式,第一层板采用点框法粘贴,第二层采用满粘法粘贴,最后断桥锚栓固定。一方面避免了常规单层外保温系统出现的通缝问题,错缝减少板缝间的冷热桥,增加外墙保温隔热性能;另一方面采用断桥锚栓固定,提高了外保温系统的安全性和可靠性,解决金属固定件的热桥热量流失的问题,从而大大降低能耗。

1.2 外保温连续性设计和施工

该工程整个外围护结构均应包覆保温,包括外墙外侧、地下室、底板与屋面交圈连续。其中外墙采用 250厚聚苯板,地下室采用 250 厚挤塑板,底板采用 150 厚聚苯板,屋面采用 300 厚高容重的聚苯板,窗采用 K值 0.8 的瑞好 86 塑窗,门幕墙采用 K 值 0.8 的 rocky铝合金。

门窗、幕墙采用外挂式安装,第一层外墙保温板厚度与外门窗厚度一致,要求第一层保温板外皮与窗框外皮齐平,第二层保温板覆盖 2/3 的框体,保证外墙体与门窗、幕墙的保温保持连续。在穿外墙洞口处的管道均应采取相应的保温措施保证保温的连续性。

1.3 防火性能设计和施工

防火隔离带采用 450 高 A 级岩棉带,选择材料时防止矿渣棉替代岩棉,矿渣棉易断裂、粉化、空鼓、脱落;贮存材料时加强现场材料和成品的覆盖保护,在雨后或是湿度较大时,即使在室内,若不加覆盖,表面的岩棉也会吸水受潮,一旦含水率超标将影响岩棉的防火性和保温性能。应重点控制如下指标,导热系数 ≤0.048W/(m·k),酸度系数 ≥2.0,密度 ≥100kg/m

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 ,尺寸稳定性 ≤0.1% ,垂直板面的抗拉强度 ≥80kPa,压缩强度≥80kPa,短期吸水率 ≤0.1kg/m

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,憎水率 ≥99%,熔点≥1000℃ 。施工时重点控制防火隔离带与保温板同步施工,防火隔离带满布粘结砂浆,双层隔离带错缝处理,重点控制岩棉铺贴完后的封闭处理。在岩棉带打磨完成后立即用抹面砂浆及附加耐碱网格布将岩棉带进行封闭处理,一是防止雨水淋湿、水汽浸入岩棉,破坏岩棉性能,二是防止水汽通过岩棉带浸入外保温系统,破坏整个外保温系统的保温性能。

1.4 断桥锚栓的设计和施工

锚栓在固定保温板时起到举足轻重的地位,又因锚栓大部分为金属制品,又是冷热桥处理的重点,因而在选择锚栓时,既要保证锚固强度,又要保证其耐久性,还要解决其冷热桥。如果解决处理不好冷热桥,一方面会影响节能,另一方面冷凝水的作用会使外保温在热桥部位产生发黑、起皮、开裂等问题,因而杜绝冷热桥是高质量外保温系统必须解决的问题。

(1)试验室模拟条件下不同类型锚钉热桥现象对比试验如图 6 所示。

图 6 试验室模拟条件下不同类型锚钉热桥现象对比试验

(2)断桥锚栓的设计选择

经试验室模拟条件下不同类型锚钉热桥现象对比试验,EPS、XEPS 保温板宜采用沉入式锚栓,沉入式锚栓安装如图 7 所示。由于岩棉本身材质的原因以及为了保证防火要求和便于施工,岩棉防火隔离带宜采用浮头式安装法,浮头式锚栓安装如图 8 所示。图 7 沉入式锚栓安装。

锚栓的长度根据锚固深度、找平粘结层和保温板厚度确定,其公式:锚栓的长度 = 最小锚固深度(砼基体≥35mm,加气砼砌块基体 60mm)+ 找平层厚度 + 粘结层厚度 + 保温板厚度。锚固件布置数量必须满足设计规范要求,常见的锚栓排布如图 9 所示。

图 9 锚栓的排布

(3)断桥锚栓的实现

外保温系统的锚栓采用不锈钢金属,外侧塑料制品不得使用回收再生料;聚苯板采用沉入式锚栓,岩棉防火隔离带采用浮头式安装法;锚栓阻断热桥值 ≤0.01W/(m·K),本项目选用 355mm 长断桥进口锚栓。

1.5 气密性设计与施工

良好的气密性可以减少冬季冷风渗透,降低夏季的冷量流失,从而大大节约供暖制冷需求,并且避免湿气侵入造成的建筑结露、发霉。其中外门窗洞口处和穿外墙管道处是气密性关键位置。

(1)外保温涂饰与门窗洞口处气密性:门窗室内粘贴防水隔汽膜,室外侧粘贴防水透汽膜。待门窗外侧粘贴完防水透汽膜并隐蔽验收合格后,方可进行外保温的施工。在外保温施工过程中采取有效措施做好透汽膜的成品保护。

(2)外保温涂饰与穿墙管道间的气密性:当管道等必须穿透外围护结构时,在穿透处增大孔洞,保证足够的间隙填充密实保温,并加设预压膨胀密封带,洞口内侧粘贴设防水隔汽膜、外侧粘贴防水透汽膜。

1.6 防渗、防开裂设计与施工

玻璃纤维网格布、护角条、门窗连接线、滴水线、窗台板等节点原件对外保温涂饰系统起到防渗、防开裂和保护作用。

(1)玻璃纤维网格布应用在门窗洞口、阴阳角和防火隔离带等易开裂位置,主要解决墙面开裂问题,其主要指标为单位面积质量 ≥160g/m

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;墙面耐碱断裂强力≥1000N/50mm;耐碱断裂强力保留率 ≥70%。

(2)护角条是指置于外墙阳角及门窗外侧洞口边角抹面层中的护角件,防止阳角磕碰破坏。

(3)门窗连接线条应用在外保温系统与门窗接口部位的无裂纹柔性防水连接,是一种带有密封条及网布(单侧)的自粘性塑料粘结线条,起到抗裂、防水、保温、保护门窗框的作用。

(4)滴水线是指设置于门窗洞口上边缘及阳台、檐口的下边缘,减少水流污染墙体饰面的一种两侧带有耐碱网格布的耐候性塑料胶条,杜绝水流污染墙面。滴水线和门窗连接线条控制的核心是塑料和网格布的连接,其中以热熔焊接质量更为稳定,胶粘的应选用高质量的胶粘制,缝制的难以保证质量。

(5)窗台板在外窗台上安装,防止水通过窗台板进入保温层。窗台板上设有滴水线,金属窗台板下侧与外墙保温层接缝处采用预压膨胀密封带密封,两侧端头应上翻,并嵌入进窗侧口的外墙保温层中20 ~ 30mm,金属窗台板两侧的上翻端头与外墙保温层的接缝处采用预压膨胀密封带密封。外保温施工与窗台板施工做好交叉工序的配合,以确保此处不吸水、无渗漏风险。窗台板与外保温节点如图 10 所示。

图 10 窗台板与外保温节点

2 涂饰面层的设计与实现

外墙面层原设计为仿条砖真石漆,考察过程中发现其透气性较差,易使超厚外墙保温内产生潮气、冷凝水,从而降低保温性能。为了既要达到仿条砖的效果,又要满足其透气性要求,对真石漆和质感涂料对比如下:

2.1 透气性试验

分别制质感和真石涂膜(2mm),放入恒温箱50℃、12h 后,再放置常温,在 80℃水浴箱上,同时罩上 900ml 的烧杯(同一温度)进行试验。

(1)现象观测如图 11 所示。

图 11 现象观测

左侧为质感涂料,右侧为真石漆,现象:质感上边的烧杯已模糊,真石漆上边的烧杯还很透明。

(2)质量分析,透气 20min 后实测质量

结论:质感涂料的透气性比真石漆更好。

2.2 性能及价格对比表

质感涂料也能达到仿条砖的效果,且透气性好,能保证其保温性能和耐久性,且价格低于真石漆的价格,因而选择中粒径(1.2mm)质感涂料面层做法。

3 系统化施工的选择

外墙保温涂饰体系中包含粘结砂浆、抹面砂浆、保温板、锚栓、耐碱网格布、护角条、门窗连接线、滴水线、腻子、涂料等配套产品。参照设计图纸和厂家技术要求,为确保保温性能和耐久性能,所有组成材料由系统供应商成套供应,并且要求涂料与薄抹灰系统兼容,以减少墙体开裂、利于保温涂饰耐久性。因而,保温和涂饰层主辅材一体化供应,且由专业施工单位组织全系统施工。

4 结论和建议

(1) 外保温涂饰系统施工过程中,精选保温板、锚栓、防火隔离带、节点原件等材料,按照被动式超低能耗外保温涂饰系统设计节点施工,确保保温的连续性、无热桥和气密性,保证安装牢固、无渗漏、无开裂和耐久性。

(2) 涂饰选择的原则:涂料需与薄抹灰保温系统兼容。饰面材料宜选用透气性良好的水性外墙涂料,并符合外墙建筑涂料相关标准的规定。要求难进易出;建议明确提出饰面材料透气性的相关指标。

(3) 外保温涂饰为系统化设计施工,由专业公司采购或生产相互匹配的系统材料,并施工整个外保温系统。

来源:砂浆与保温

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