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1、论挤塑聚苯板在建筑外墙中的节能作用上海蓝天房屋装饰工程有限公司 苏宏平 杨亚军摘要：建筑节能是全球共同关注的问题，对解决能源危机、降低能耗起了非常大的作用。本文以上海申通地铁集团办公大楼外墙保温施工为例，通过实例计算验证挤塑聚苯板的节能功效，叙述新型墙体保温材料挤塑聚苯板的保温功能，施工工艺，阐明挤塑聚苯板在建筑节能中的优势。关键词：挤塑聚苯板 外墙外保温 施工工艺 建筑节能1.建筑节能大势所趋能源危机，环境恶化已成为当今世界所面临的严峻问题，其严重阻碍了可持续发展的道路。为解决这一问题，我国及时提出了建设节约型社会的战略思想，要求以人为本，坚定科学发展观，坚持资源开发与节约并重，把节约放在首
2、位方针。其中城市建设起到了关键性的作用，城市是人类生存和发展的基本单元，是人类与自然环境直接最密切、最具体的进行物质交换的地理空间。建筑节能作为城市建设的有机组成部分，在促进城市人民环境的可持续发展中扮演着越来越重要的角色。所谓建筑节能, 就是在满足居住舒适性要求的前提下, 在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备,达到节约能源、减少消耗、提高能源利用效率的目的。据相关资料表明，全国建筑能耗已占全国总能耗的27.5%，这还不包括建材生产过程中耗掉的能源，这部分也占社会能耗的16.7%。在我国由于建筑维护结构的保温隔热水平差，采暖系统的热效率低，我国单位建筑棉界采暖能耗为气候条
3、件相近的发达国家的3倍左右。另外，夏天空调制冷消耗大量的电能。预计到2020年全国制冷负荷高峰将达到1.8亿千瓦，相当于10个三峡电站的满负荷出力。目前，建筑能耗的极端浪费成为建设节约型社会中最薄弱的一个环节。所以，努力降低能耗，推进建筑节能工作刻不容缓。2.外墙外保温在建筑中 ,外围护结构的热损耗较大 ,外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要的环节 ,发展外墙保温技术则是建筑节能的主要实现方式。节能保温墙体施工技术主要有外墙内保温和外墙外保温两大类。外墙外保温技术是一项先进的外墙节能技术，在近几年得到了广泛应用。相对于外墙内保温，外墙外保
4、温具有如下优点： a.保护主体结构，延长建筑物寿命。由于外保温是将保温层置于结构外侧，降低了由于温度变化导致 的结构变形产生的应力，并减少了空气中有害物质和紫外线对结构的侵蚀，提高了墙体的耐久性。b. 有效消除“热桥”的影响。梁、柱、门窗洞口等一些“热桥”通过内保温是难以避免的，而外墙外保温在“热桥”外侧贴保温材料，可以大大减少热损失，节能效果非常显著。外保温既可以防止“热桥”部位产生结露，又可以消除“热桥”造成的热损失。c.有利于室温保持稳定。采用外墙外保温，蓄热能力较强的主体结构在室内一侧，对房间热稳定有利，可避免室温出现较大波动。d.避免装修对保温层的破坏。在用户装修过程中，内保温层容易
5、遭到破坏，而外保温则可避免这种问题。e.外墙外保温可以取得很高的经济效益。外墙外保温比外墙内保温增加了使用面积1.8%-2.0%，可使单位使用面积造价降低，加上节约能源及改善热环境等好处，总的效益十分显著。3.外墙外保温热工计算上海申通地铁集团办公大楼，为轨道交通明珠线二期蒲汇塘停车场场内的一个配套工程。大楼总高为24米，地上五层、地下二层，总建筑面积为18661m2。建筑物由南北两部分组成。外墙采用的是欧文斯科宁公司的XPS挤塑聚苯保温板。以申通办公大楼（体型系数为0.4）为例,其外墙保温构造如图所示。本工程外墙材料采用导热系数为0. 13W/ (m K) (厚度240mm) 的伊通砖,保温
6、材料采用XPS挤塑聚苯保温板。进行热工计算验证其是否满足建筑墙体节能要求。(1) 计算依据。依据民用建筑热工设计规范（GB50176293） 及夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准（J GJ7522003）。(2) 墙体构造及热工计算参数的取值。内侧粘结砂浆:导热系数1 = 0. 93W/ (m. K) ,厚度20mm;伊通砖墙:导热系数2 = 0. 13W/ (m. K) ,厚度240mm;外侧保温材料:XPS聚苯保温板导热系数3 = 0. 029 1. 1 = 0. 0319W/ (m.K) ,厚度50mm;抗裂防护砂浆:导热系数4= 0. 93W/ (m.K) ,厚度5mm。公式: 在240
7、mm伊通砖墙上做50mm XPS 挤塑聚苯保温板保温材料外墙外保温,传热系数为0. 2785 W/ (m2 . K) ,小于上海地区体型系数0. 4 时的外墙传热系数限值1. 5 W/ (m2 . K) ,满足建筑墙体节能的要求。4.XPS 挤塑聚苯保温系统4.1系统组成通过计算验证了XPS 挤塑聚苯保温板具有良好的保温性能，确保其能够发挥良好的保温作用还需控制好其施工工艺流程节点。申通办公大楼的外墙外保温系统是以美国欧文斯科宁公司生产的XPS挤塑聚苯保温板为保温层材料，采用聚合物改性粘结剂粘结并加机械锚固方式固定在基层外墙表面，再以具有强度高、韧性好且有良好抗裂性能的耐碱玻纤网格布增强的聚合
8、物砂浆为保护层，外饰面采用砂岩涂料的复合绝热防水装饰系统。该系统根据XPS挤塑聚苯保温板的表面特征采取了界面处理，提高了粘贴和抹灰砂浆的强度，并对全部保温外墙面采用了机械锚固的辅助连接，使得系统的整体性、安全性和可靠性获得进一步加强。该系统的组成材料表（表1），基本构造图（图2，图3）如下：表1 欧文斯科宁XPS挤塑聚苯保温系统组成构造层次组成材料找平层1:3水泥砂浆粘贴层聚合物改性粘结剂界面层专用界面处理剂保温层欧文斯科宁XPS挤塑聚苯板界面层专用界面处理剂固定件优质工程塑料膨胀管自攻螺丝保护层聚合物改性抹面砂浆，内置耐碱玻纤网格布饰面层砂岩涂料 图2基本构造图 图3 基本构造图4.2组成材
9、料与系统主要性能4. 2. 1 保温层材料欧文斯科宁XPS挤塑保温板挤塑板是聚苯乙烯树脂和添加剂在一定温度下采用模压设备挤压而成的绝热制品,具有连续均匀的表层和全闭孔的蜂窝状结构,蜂窝状结构互相紧密连接,没有空隙。因此,它不仅有很低的导热系数和吸水率,较高的抗压、拉伸和抗剪强度,更有优越的抗湿、抗冲击和耐候等性能。在长期高湿或浸水环境下,仍能保持优良的保温性能。图4 为XPS挤塑保温板显微结构，图5为XPS挤塑保温板等不同保温材料在70%相对湿度下，2年中的热绝缘系数变化曲线。图4 XPS挤塑保温板显微结构 图5 不同保温材料热绝缘系数变化曲线与目前应用的多数挤塑板不同, 欧文斯科宁XPS挤塑
10、聚苯保温板是毛面的,它有助于改善板材与粘贴砂浆以及抹面砂浆(保护层) 的粘结,保温板既具有较膨胀聚苯板高的强度(包括抗压、拉伸和剪切) ,又具备墙体外保温所必需的韧性。4.2.2特种界面处理剂用于挤塑板粘贴面以及保护层抹灰面的界面处理材料,藉以增强聚合物砂浆与挤塑板的亲合粘结能力,是针对挤塑板外保温系统保温制品的表面特征而采取的特别措施。在这方面,福卡外保温系统采用专门研制的特种界面处理剂,涂刷后挤塑板与聚合物砂浆之间能形成一种化学结合键,通过化学作用使两者表面成为一体,从而有效提高系统的整体性。该界面处理剂为一种水性的乳液,含固量37 %40 % ,pH值710。4. 2. 3 聚合物改性砂
11、浆聚合物改性砂浆是外保温系统的关键材料,分别用于在基层墙面上粘贴挤塑板以及在挤塑板上粘结玻纤网布并找平外墙面(保护层) 。该保温系统的聚合物改性砂浆采用由可再分散性聚合物胶粉改性的干混砂浆料经加水搅拌制得,具有较高的粘结强度和良好的柔韧性。实际的检测结果表明,无论是粘贴砂浆或保护层的抹面砂浆,与挤塑板的拉伸粘结强度均显著大于挤塑板本身的拉伸强度,从而可确保不发生粘结界面的破坏。4. 2. 4 耐碱玻纤网布耐碱玻纤网布是保护层的增强材料,用于提高保护层的抗裂和抗冲击能力,并可缓冲由于墙体位移、开裂等原因引起的挤塑板的轻微位移。本保温系统网格布由耐碱玻纤网布涂覆抗碱高分子化合物制成,具有较高的拉伸
12、断裂强力和耐碱能力。4. 2. 5 机械锚固件采用机械锚固件对建筑物全部楼层外保温墙面均实施挤塑板与基层的辅助连接,是挤塑板外保温系统构造的又一特点,从而充分保证了保温层与基层的整体性、安全性和可靠性。本工程挤塑板的锚固采用了尾部有回拧机构的工程塑料胀管和有防腐镀层的高强度结构钢自攻螺丝。4. 2. 6 饰面材料用于建筑物立面的外装饰,可美化外观、提高艺术品位与防水功能。由于挤塑板强度较高,与基层墙体的连结可靠,本系统的饰面材料采用了砂岩涂料。4. 2. 7 系统的性能指标由以上各项组成材料配套构成的福卡外保温系统,由于对材料及其构造方法的高要求,使系统具有优良的保温、防水和装饰功能,以及充分
13、的安全性、耐久性、抗冲击性和耐候性。5施工流程与控制要点5.1施工流程本工程保温系统主要施工工序如下:基层处理挤塑板表面刷界面剂晾干配专用粘结砂浆粘贴挤塑板钻孔及安装锚固件挤塑板打磨找平、清洁刷专用界面处理剂配制聚合物砂浆并抹底层铺贴耐碱玻纤网格布抹面聚合物砂浆填密封膏打磨、修整验收饰面砂岩涂料施工清理饰面层验收。5.2施工要点5. 2.1基层处理为了保证聚苯板与基层粘贴牢固、平整美观,首先要求有一个较平整的基面,所以在粘贴聚苯板以前,首先要对基层进行初步找平或剔凿,初步找平用13 水泥砂浆找平。找平前用激光经纬仪或吊通线锤,对各大角各个方向的垂直度进行测设,贴灰饼以控制墙面找平的平整度及垂直
14、度,墙面找平前及聚苯板粘贴前,都必须彻底清除基层表面浮灰、油污、脱模剂、空鼓及风化物等影响粘结强度的材料。 5.2.2控制线 根据建筑立面设计和外墙外保温技术要求，在外墙体上弹出水平、垂直控制线及伸缩缝、装饰分隔线等。在外墙顶端阴阳角处用XPS挤塑聚苯板(100 100)贴出标志块,找出贴后角线,校核准确,用18#铅丝固定绷紧,作为阴阳角控制准线，施工过程中每层适当挂水平线，以控制挤塑板粘贴的垂直度和平整度。5.2.3 XPS挤塑聚苯板粘贴准备XPS挤塑聚苯板贴前的板面校正及毛化处理:该板由于生产时受模具挤压,表面光滑不利于胶浆粘结,且出厂后堆放不合理容易造成板块翘曲,粘结时弓背开胶。故应在粘
15、板前进行如下处理:使用前拆包检查,如有平面变形者将XPS挤塑聚苯板拆包平铺于现场竹胶模板上,然后在顶部平盖竹胶板,再静压砂浆校正,时间不少于2d。表面毛化处理:用粗砂纸或钢丝刷对XPS挤塑聚苯板双面进行轻微搓毛,以板面平而显涩为宜。5.2.4条点法粘贴XPS挤塑聚苯板用抹子在每块挤塑聚苯板已涂刷过界面剂的一面周边涂抹宽50mm，从边缘向中间逐渐加厚专用聚合物砂浆，最厚处达10mm，然后再在挤塑聚苯板上抹9个点梅花布置，确保挤塑聚苯板粘结面积达40%以上。图6为条点法粘贴XPS挤塑聚苯板示意图。图6为条点法粘贴XPS挤塑聚苯板示意图。5.2.5锚固件的安装聚苯板安装牢固后,在24 h 内安装固定件,用冲击钻钻孔,锚固深度为基层内50 mm ,钻孔深度不小于60 mm ,然后将自攻螺丝拧紧,且任何面积大于0. 1 m2的单块板必须加固定件。阳角、
