4.带防护层预制保温隔热块材外保温隔热构造设计的不足
这类外保温隔热材料通常在工厂加工预制好带有涂料或面砖饰面的保温隔热块材,在施工现场只需锚固安装上墙即可。目前市场上该类产品多在板缝处出现裂缝的原因是:①预制板在上墙后仍在收缩,将板缝拉开。②预制板受温度及湿度变化会发生热胀冷缩、湿胀干缩现象,对板缝反复挤压造成板缝开裂。③由于预制保温隔热板的变形是必然发生的,因此必须在板缝处留有相当的宽度并采用柔韧变形性及防水性良好的材料来嵌缝。该类产品具有可在工厂连续生产,现场干作业等优点。在较好地解决板缝裂缝问题后,大面积推广应用前景是很好的。
5.膨胀珍珠岩及海泡石保温浆料外墙外保温隔热体系设计的不足
在该类体系中,采用以膨胀珍珠岩及海泡石为主保温隔热材料的浆料由于吸水率高、干缩变形及温湿变形大易开裂脱落,且保温性能较差,已被建设行业管理部门限制淘汰。
6.胶粉聚苯颗粒预混合干拌保温材料外墙外保温隔热体系设计的不足
该类做法从构造设计上充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响,采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线有效解决了抗裂难题。但以下因素必须重点考虑:①目前北方正在开展第三步建筑节能65%的试点工作,严寒地区的此类体系做法要达到这个目标已不具有经济合理性,因此利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系成熟、优良的综合性能与高性能保温隔热材料复合,将是比较理想的模式,也是未来发展方向。②胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系技术路线的实施是靠各层材料的性能指标及严格的施工控制来实现的。以下问题易引起开裂:在该体系中不用柔性腻子而采用刚性腻子,不采用压折比小于3的抗裂砂浆而采用普通水泥砂浆或柔韧性不够的抹面砂浆,门窗洞口角未铺设45°耐碱玻纤网等。
7.面砖饰面外墙外保温隔热体系设计的缺陷
通过非保温墙面面砖饰面质量问题的研究发现,面砖饰面破坏通常有三个破坏部位和二个断裂层。面砖掉落现象通常是成片发生,往往发生在墙面边缘和顶层建筑女儿墙沿屋面板的底部以及墙面中间大面积空鼓部位。这是因为保温隔热体系受温度影响在发生胀缩时,产生的累加变形应力将边缘部分面层面砖挤掉或中间部分挤成空鼓,特别是当面砖粘接砂浆为刚性不能有效释放温度应力时,这种现象发生更加普遍。当面砖粘接砂浆强度较高时,在基层为粘土砖时,面砖与粘结砂浆同时脱落,破坏层发生在粘土砖基层;在基层为混凝土墙时,面砖自身脱落,破坏部分发生在粘结面砖的砂浆层表面。
墙体饰面砖层出现脱落和开裂主要原因有:①温度:不同季节,白天黑夜,墙体内外由于温差的变化,饰面砖会受到三维方向温度应力的影响,在饰面层会产生局部应力集中饰面层开裂引起面砖脱落,也有相邻面砖局部挤压变形引起面砖脱落。②反复冻融循环,造成面砖粘接层破坏,引起面砖脱落。③组合荷载、地基不均匀沉降等外力作用,引起墙体变形错位,造成墙体严重开裂,面砖脱落。
以上这些问题应该从面砖饰面外保温构造设计上应该认真加以考虑的。目前在外保温隔热外饰面粘贴面砖的做法主要有胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系和钢丝网架聚苯板外墙外保温隔热体系,也有直接在玻纤网布复合抹面砂浆的无网聚苯板外保温外饰面粘贴面砖的。从构造设计上看,直接在玻纤网布复合抹面砂浆的无网聚苯板外保温外饰面粘贴面砖是不合理的,应加以限制。原因如下:
①从受力状况看,应用于外保温的聚苯板通常采用点粘法,粘结面积35%,而聚苯板本身具有受力变形性,必然会发生徐变,短期或许不会发生严重事故,但长期的变形将导致受力的失衡从而引发开裂甚至脱落。整个面砖层是粘贴在抹面砂浆复合玻纤网形成的抗裂层上,而与基层没有任何连接,面砖荷载不能传到结构上,存在面砖层及抗裂层整体脱落的危险。
②从抗风压性上看,粘贴聚苯板外保温体系存在空腔,抗风压尤其是抗负风压的性能差,北京某小区已发生过大风刮落聚苯板事件。如果再在其上粘贴面砖饰面层则整个保温体系的安全性将无法保障。
③从防火性上看,体系本身就存在整体连通的空气层,火灾时很快形成"引火风道"使火灾迅速蔓延。聚苯板外墙外保温体系在高温辐射下很快收缩、熔结,在明火状态下发生燃烧,也就是说在火灾发生时(有明火或较高的热辐射),聚苯板外墙外保温体系将很快遭到破坏。从这个意义上说在聚苯板外保温体系面层粘贴面砖的做法是非常危险的,火灾状态下聚苯板在受热后严重变形,使面砖饰面层丧失依托,引起面砖层整体脱落造成人员伤害,这种教训在国外已有发生。
外墙外保温隔热外饰面砖做法的分析
1.钢丝网架聚苯板外墙外保温隔热外饰面粘贴面砖体系
从构造设计上看,该类体系要比直接在薄抹灰无网聚苯板外保温隔热外饰面粘贴面砖安全。采用该体系满足第三步节能时,需增加保温层厚度,从而使力矩成倍增加,不安全性因素加大。主要为:①由于水泥砂浆收缩及厚度不均,温差应力不均引起裂缝。②单面钢丝网构造设计不合理引起裂缝:正负风压、热胀冷缩、湿胀干缩、正弦拍波地震力等均产生两个方向的作用力,由于上述原因,造成水泥砂浆找平层开裂的现象十分普遍。砂浆层产生裂缝处变形应力较大易引起此处面砖勾缝胶产生裂缝甚至连面砖也被拉裂。如果水从裂缝处渗入会直接对钢丝网产生锈蚀。③荷载过大产生挤压裂缝且对抗震安全性产生不利影响:经抗震试验发现,当采用50厚的钢丝网架聚苯板,整个硬质面层(找平砂浆层+粘接砂浆层+面砖勾缝胶及面砖层)荷载为41.5kg/m2,当试验进行到加速度达到0.5g时传出钢丝网斜插丝切割聚苯板的声音,表明整个硬质面层发生了位移。即在粘贴瓷砖时,必须保证聚苯板面层的荷载要小于40kg/m2。
从以上分析可看出来,钢丝网架聚苯板外保温隔热体系靠水泥粘贴面砖来解决开裂问题是存在安全隐患的。因此,从构造上减轻荷载、减少开裂、控制热桥是该类外保温隔热体系应用于三步建筑节能时需要解决的关键。
2.胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热外饰面粘贴面砖体系
从构造设计及综合技术指标上看,胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热外饰面粘贴面砖是抗裂、抗震、抗风压、防火及耐候性等综合优势最多的体系。但对于严寒及寒冷地区第三步节能来说,由于保温隔热层厚度的加大,从经济因素方面不尽合理。采用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系复合高效保温材料(如聚氨酯硬泡)的方式既不增加厚度同时又充分利用了该体系理想的综合性能优势是该类外保温隔热体系的发展方向。
局部节点设计的缺陷(1)屋面及女儿墙未做保温隔热或保温隔热效果不好。女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往忽视了对内侧的保温。女儿墙内侧的根部靠近室内的顶板,如果不对该部分采取保温处理,极容易引起因为热桥通路变短而在顶层房间的顶板棚根处产生返霜结露现象。而采取保温措施,有助于保护主体结构,使得因温度变化而引起的应力作用都发生在外保温层表面,避免了女儿墙墙体裂缝的发生。另外,在保温设计中也常常忽视对结构挑出部位如阳台、雨罩、女儿墙内外侧及压顶等部位的保温。红外线测试显示这些被忽视的部位与被保温的部位相比,其温度受环境影响十分明显,由此而产生的的温差应力引起该部位与主体部位相接处产生裂缝。(2)保温截止部位材质变换处节点设计。因为保温层与其它材料的材质的密度相差过大,使得材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不尽相同,在温度应力作用下的变形也不同,极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑这些部位的防水处理,避免因冻胀作用而导致体系的破坏,影响体系的正常使用寿命和耐久性。(3)老虎窗的保温处理。近几年在建筑设计中对屋面倡导平改坡,为了加强顶层房间的采光效果,多在坡屋面上设置了老虎窗。老虎窗周围的装饰线条变化和墙体的转折比较复杂,而且在这部分墙体和装饰线条的处理一般都采用现浇混凝土来处理,因混凝土的传热系数较高,在该部分的围护结构进行保温处理的时候,常出现因保温方案处理的不完善,在冬季内墙面出现返霜、结露的现象。这个问题的主要原因是由于老虎窗处的线条过多,而在设计中这些线条又多以混凝土挑出,在其上如果再加保温层势必导致线条既定比例关系的失调,所以为不破坏建筑的立面表现形式,只能放弃对该部分的保温处理,由于未对裸露部位的混凝土采取保温处理而导致室内出现返霜、结露现象。(4)面砖密缝粘贴,应力无处释放形成开裂。另外面砖密缝粘贴形成瞎缝,雨(雪)水浸渍及冻融破坏易引起开裂脱落。(5)将增强网直接铺设在保温隔热层上,没起到抗裂作用反而形成了隔离作用。(6)窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位未铺网格布来分散其应力,从而产生裂缝。






