陳鵬剛,程海峰,張虎
(安徽建筑大學環(huán)境與能源應用工程學院,安徽 合肥 230601)
隨著中國城市化進程發(fā)展,中國房屋建筑竣工面積高速增長,2012中國房屋建筑竣工面積達到34.59億m2[1]。然而建筑物被動受損情況普遍,因此探索建筑物被動受損的原因,以便于提出解決建筑物受損的辦法的措施,具有非常重大的現(xiàn)實意義。
外墻是外圍護結構中占比例最大的部分,直接與空氣接觸,遭受各種天氣如風、雨、熱、冷、冰凍、雪和雹等影響[2]。這些天氣連續(xù)不斷地作用于外墻面,會對建筑物造成損壞。
本文通過調(diào)研,總結了建筑物被動受損的三種現(xiàn)象,通過調(diào)查問卷方法統(tǒng)計分析了不同的外墻保溫系統(tǒng)對建筑物被動受損的影響,并分析了鋁合金聚氨酯保溫裝飾“一體化”保溫板在解決被動受損中先進的技術措施。
通過查找文獻和對合肥地區(qū)既有建筑的調(diào)研發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在建筑物被動受損情況普遍,被動受損現(xiàn)象主要有這3種:墻體開裂縫、墻體滲漏以及墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮。圖1為墻體開裂縫現(xiàn)象,圖2為墻體滲漏現(xiàn)象,圖3為墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象。
圖1 墻體開裂縫
圖2 墻體滲漏圖
圖3 墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮
建筑物外墻保溫系統(tǒng)包括這4種:外墻自保溫、外墻夾芯保溫、外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫[2],由于外墻內(nèi)保溫和外墻夾芯保溫在熱橋問題存在很多不利因素,現(xiàn)在漸漸被外墻外保溫取代。本次收集的調(diào)查問卷,外墻類型主要有三種:墻體沒有保溫、自保溫和外保溫。
外墻自保溫系統(tǒng)是利用墻體自身材料進行節(jié)能阻熱,其墻體材料主要有加氣混凝土塊板、發(fā)泡混凝土現(xiàn)澆或砌塊、混凝土自保溫砌塊、輕集料混凝土小型砌塊、多孔磚等[4],其中加氣混凝土使用最為廣泛。
外墻外保溫系統(tǒng)是將保溫材料置于外墻外側,主要包括聚苯板(亦稱聚苯乙烯泡沫塑料板)外粘板式外墻外保溫、珍珠巖板外粘板式外墻外保溫、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫、保溫裝飾一體化外墻外保溫系統(tǒng)等[5]。當前保溫裝飾一體化的外墻外保溫系統(tǒng)發(fā)展迅速,但由于起步較晚,市場使用率不高,本次調(diào)查沒有一例使用保溫裝飾一體化這種保溫系統(tǒng)。
通過對安徽建筑大學建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的學生發(fā)放建筑物被動受損調(diào)查問卷,由學生去合肥市既有建筑物現(xiàn)場調(diào)查得到統(tǒng)計結果,表1為三種外墻類型與被動受損現(xiàn)象統(tǒng)計結果,圖4為外墻無保溫系統(tǒng)各種被動受損現(xiàn)象的比例,圖5為外墻自保溫系統(tǒng)各種被動受損現(xiàn)象的比例,圖6為外墻外保溫系統(tǒng)各種被動受損現(xiàn)象的比例。
三種外墻系統(tǒng)與被動受損現(xiàn)象統(tǒng)計結果 表1
①建筑物被動受損情況嚴重,統(tǒng)計問卷結果反映了外墻無保溫受損現(xiàn)象高達91%,外墻自保溫受損現(xiàn)象81%,外墻外保溫受損現(xiàn)象66%。
圖4 外墻無保溫系統(tǒng)的建筑物受損現(xiàn)象比例
圖5 外墻自保溫系統(tǒng)的建筑物受損現(xiàn)象比例
圖6 外墻外保溫系統(tǒng)的建筑物受損現(xiàn)象比例
②外墻無保溫的墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象非常嚴重,這和外墻不做保溫有關。外墻保溫系統(tǒng)不僅會提高墻體的溫度,避免水蒸氣在墻體上冷凝結露讓墻體潮濕,從而發(fā)生霉變、墻面脫皮現(xiàn)象;而且會提高熱絕緣系數(shù),避免產(chǎn)生熱橋,減少結露引起的內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮[3]。
③外墻內(nèi)保溫的墻體開裂縫現(xiàn)象最為嚴重,這是由于自保溫墻體材料強度低,抗裂性能差[6]。
④外墻有保溫系統(tǒng)的被動受損現(xiàn)象少于外墻無保溫系統(tǒng)。外墻保溫系統(tǒng)不僅可以降低墻體受熱應力的作用,減少熱應力引起的墻體開裂、熱橋以及墻體結露潮濕;還可以提高墻體溫度,減少墻面結露引起的墻體潮濕、霉變、墻面脫皮的發(fā)生[3]。
⑤雖然一般的外墻外保溫系統(tǒng)被動受損現(xiàn)象少于外墻無保溫系統(tǒng)和外墻自保溫系統(tǒng),但仍然存在66%的受損現(xiàn)象,所以有必要分析被動受損的原因和提出改進的技術措施。
鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化板材(簡稱羅寶板)是一種新型節(jié)能保溫隔熱裝飾的外墻外保溫材料,由鋁板、聚氨酯硬質(zhì)泡沫劑和鋁膜通過熱壓制而成。羅寶板是由3個部分組成:表層是0.5mm厚彩色涂層鋁板,中間層為40mm厚的聚氨酯硬質(zhì)泡沫,內(nèi)層為0.06mm厚的鋁膜。該保溫板構造見圖7,成品外觀見圖8。
圖7 羅寶板構造圖
圖8 羅寶板成品
羅寶板具有的良好的保溫隔熱性能、良好的防水防滲性能、有一定的延伸性等特點,這些產(chǎn)品特點有利于減少建筑物被動受損現(xiàn)象的發(fā)生。筆者對合肥國禎大夏、羅寶公司辦公樓、合肥尚澤國際等使用羅寶板的建筑物進行實地調(diào)研發(fā)現(xiàn):這些使用羅寶板的建筑物無被動受損現(xiàn)象,說明羅寶板在解決被動受損問題上有一定的技術優(yōu)勢。
裂縫產(chǎn)生的原因從外墻角度分析主要有二種:一是墻體材料的強度不足而引起的裂縫,這在外墻自保溫系統(tǒng)中表現(xiàn)明顯;二是由于夏季高溫和冬季低溫的反復作用下,墻體主體會因熱脹冷縮而引起裂縫,這在外墻無保溫情況下反映明顯[7-8]。
羅寶板的技術措施:①羅寶板采用榫槽式連接和鑲掛方式安裝,安裝過程中板材依次榫接,增大墻體的強度減少因墻體強度不足引起的裂縫;②聚氨酯硬質(zhì)泡沫作為芯材,自重輕,與裝飾面鋁材及鋁箔熱壓復合后,增加了板材的剛度減少因墻體強度不足引起的裂縫;③羅寶板的保溫性能好,相比一般的外墻外保溫材料,板材與墻體之間形成的空氣間層增加了系統(tǒng)的熱阻,提高了保溫性能,減少因熱脹冷縮而引起的裂縫;④聚氨酯還具有一定的延伸性,有一定的抵抗外界變形的能力,在外力、溫度變化等作用下,不易產(chǎn)生裂縫。
墻體滲漏產(chǎn)生的原因從外墻角度分析,一是墻體材料防滲性不好,二是由于裂縫的存在,導致雨水的滲漏[5]。
羅寶板的技術措施:①羅寶板采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫與裝飾面鋁材及鋁箔熱壓復合后,增加了墻體的防水性能;②羅寶板使用榫槽式連接和鑲掛方式安裝,對外飾面層的滲漏水有很好的防止[9];③羅寶板不易產(chǎn)生裂縫,減少裂縫導致的雨水的滲漏。
墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象產(chǎn)生的原因從外墻角度分析:一是由于墻體的保溫性能差,導致墻體溫度低,室內(nèi)高溫水蒸氣在墻體上冷凝引起墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮[10-11];二是由于開裂引起了水和空氣的泄漏,形成冷橋,容易產(chǎn)生結露現(xiàn)象,從而導致墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮;三是由于滲漏引起的墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象。
羅寶板的的技術措施:①羅寶板采用榫槽式連接及鑲掛方式安裝,安裝過程中板材依次榫接,提高了空氣間層密閉性,有效防止雨水通過板材連接點滲入空氣間層而引起的墻體潮濕;②羅寶板的板與墻體間的空腔可以調(diào)節(jié)溫度,避免室內(nèi)受潮產(chǎn)生的發(fā)霉現(xiàn)象;③羅寶板不易產(chǎn)生裂縫和滲漏,從而避開因裂縫和滲漏而產(chǎn)生的墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象。
①建筑物被動受損情況嚴重,其中使用外墻無保溫的建筑物墻體內(nèi)部潮濕、霉變、墻面脫皮現(xiàn)象非常嚴重,使用墻體自保溫的建筑物墻體開裂縫現(xiàn)象很嚴重。
②使用外墻外保溫系統(tǒng)的建筑物被動受損現(xiàn)象少于外墻無保溫系統(tǒng)和外墻自保溫系統(tǒng)的建筑物,但仍然嚴重,有必要改進技術措施來防止被動受損。
③鋁合金聚氨酯保溫裝飾一體化板材對解決建筑物被動受損問題有一定的技術優(yōu)勢。
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