外保温复合外墙热桥结露防治技术研究

2011-02-14 16:00刘文海刘爱吉
中国建材科技 2011年3期
关键词:圈梁外保温热阻

刘文海 刘爱吉 岳 程

(1 山东泗水县建设工程质量监督站,山东 泗水273200;2 淄博市房屋建设综合开发公司,山东 淄博255010;3.山东理工大学建筑工程学院,山东 淄博255049)

外保温复合外墙是寒冷地区节能建筑外围护结构优先采用的一种保温形式,一般由基底内墙、保温层、饰面抹灰3 层构成。此类外保温既可用于新建墙体,也可用于既有建筑外墙的改造。该保温层对于外墙的保温效能增加明显[1]。由于建筑结构和建筑构造的要求,常用钢筋混凝土楼板、钢筋混凝土过梁、钢筋混凝土圈梁及其挑耳来加强外保温复合外墙上的内、外层的连系,以提高复合外墙的整体性。这些几乎无保温层的钢筋混凝土梁、板等就在节能建筑的外墙上形成了传热通道,即热桥。由于冬季室内的热能很快地通过该部位传至室外,其内表面的温度较低,甚至在露点温度之下,这些温度低的表面与室内的湿空气接触,从而在这些部位的内表面上产生结露现象。结露严重时,将导致墙体的保温层受潮,降低原设计的保温节能效果。随着时间延长,结露面积会逐渐扩大到非热桥区,使外墙的内表面出现较大面积的黑斑、长毛、发霉等现象,影响居住卫生和房屋的正常使用,给住户造成经济损失[2]。因而采取有效措施避免结露的发生和蔓延对建筑物的正常使用非常重要。

1 热桥结露原因分析

结露是空气中的水分子在温度低时附着在物体表面上的液态水。这种结露(冷凝水)不仅造成室内潮湿,长时间影响下还会引起墙面发霉变黑,或装饰材料发霉、翘曲变形。建筑单元入口处上方的钢筋混凝土雨蓬、钢筋混凝土阳台板,以及窗台板和窗边墙,都会在外保温复合外墙上形成热桥。这些热桥部位的传热阻远远达不到GB 50176-93《民用建筑热工设计规范》对外围护结构的最小传热阻的要求,这些热桥部位的内表面出现结露是必然的。其结露的问题比寒冷地区传统外墙上的热桥结露更严重的原因有两方面。

1.1 热桥部位热阻小

寒冷地区传统建筑的外墙一般都为370 mm厚的砖外墙,其圈梁一般都为240 mm 厚。圈梁外侧砌有120 mm 厚的砖砌体,该部位的热阻为0.436 m2·K/W。而节能建筑外保温复合外墙上的圈梁挑耳,该部位的传热阻仅为0.391 m2·K/W,比传统砖外墙圈梁的传热阻小10.3%。这是外保温复合外墙热桥结露现象比传统砖外墙的热桥结露严重的一个重要因素。

1.2 节能建筑室内湿度大

节能建筑都采用了节能门、节能窗,它们的缝隙小、气密性好,且墙上或窗上几乎都没有设置通风换气窗孔。没有良好的通风、换气、排湿设施,室内空气中的湿气不能很好地排除,使室内空气的湿度居高不下。另外节能建筑的冬季室温一般都比传统建筑的冬季室温高,室内空气的绝对湿度也比传统建筑的室内空气绝对湿度大。这是外保温复合外墙上的热桥比传统建筑外墙上的热桥的内表面结露严重的另一重要因素。

2 防治热桥结露的措施

2.1 采用轻集料混凝土

在外保温复合外墙上,过梁、圈梁及其挑耳、以及封闭阳台压顶的混凝土,应尽可能地采用火山渣、浮石、陶粒等作粗细集料的轻质混凝土。轻集料应该是火山渣和浮石这类天然轻集料。这类天然轻集料孔隙率大,孔小而均匀,且封闭孔多,又有玻璃质的岩相组成。热能在该类多孔材料中的传递,要经过一个复杂而曲折的传热路径,这就相当于增加了材料的厚度;热能在玻璃质每个孔壁的气、固相界面处传递,热波都要经过一次折射和反射,这相当于一部分热能在传热方向上进行着逆向传递。数量极多的孔壁界面的折射和反射作用,就在宏观上表现出该材料的热传递阻碍增大即热阻增大。这就是相同密度的火山渣混凝土、浮石混凝土的导热系数比其它混凝土小的本质[3]。粉煤灰陶粒、页岩陶粒等轻集料混凝土,虽然导热系数也较小,但由于其生产能耗较高,售价也较贵,故要视具体的技术经济分析后采用。

2.2 采用外贴EPS 技术

在外保温复合外墙上将钢筋混凝土的过梁、圈梁及其挑耳等的宽度减少30mm,并用30 mm厚的发泡聚苯板(密度不小于18kg/m3)代替。其工艺是按EPS 的施工技术作法,将该聚苯板牢固地粘贴在过梁、圈梁及挑耳上。聚苯板的外表面处理也按粘贴EPS 技术要求进行。这种作法的保温最薄弱的部位,其钢筋混凝土的宽度(即在外墙上垂直于墙面的厚度)为390mm,聚苯板的保温厚度为30mm,该部位的热阻为0.938m2·K/W,高于对寒冷地区要求的最小传热阻。

2.3 采用保温砂浆或保温粉

在外保温复合外墙上的混凝土过梁、圈梁等部位的内、外两个表面上,各抹25 mm 厚的保温砂浆或保温粉拌制的浆料。这种保温砂浆或保温粉制品的密度一般为400 kg/m3,导热系数小于0.12 W/(m·K)。该施工简便、造价低,是改善热桥结露的简易方法。此作法最薄弱的热桥部位,其热阻也能达到0.505 m2·K/W,优于370 mm 厚砖墙(热阻0.459 m2·K/W)的保温性能。

2.4 采用钢丝网架保温板

在外保温复合外墙的混凝土过梁、圈梁等热桥部位视工程的实际情况,可采用双面钢丝网架聚苯乙烯板、面钢丝网聚苯乙烯发泡板或阻推块型单面钢丝网架聚烯发泡自挂板等,进行外保温、内保温[4]。这种措施简便,经济实用,应用灵活,防治结露效果好。

2.5 室内采取适当通风排湿措施

热桥内表面结露问题不仅与热桥部位的热阻有直接关系,与建筑物内湿度也有直接关系。目前一个不良倾向是房屋外围护结构的保温和门窗的密封较多,而对室内换气和排湿关注很少。室内湿度大、温度高、排湿不好,在墙面产生结露。因而室内通风换气和排湿是必要的,是居住卫生的要求。

3 结语

外保温复合外墙的热桥结露不但具有普遍性,还有特殊性。实践证明,只要认真分析发生的原因,根据建筑物的具体情况选取合适的防治措施,可以极大地减少结露对建筑物造成的危害,满足节能建筑使用要求。

[1]刘宗仁.土木工程施工[M].北京:高等教育出版社,2009.375-378.

[2]朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能中的应用[M].北京:中国建材业出版社,2003.15-17.

[3]应惠清.土木工程施工[M].北京:高等教育出版社,2010.257-259.

[4]张应福.建筑保温隔热材料[M].北京:化学工业出版社,2006.132-135.

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