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挤塑聚苯乙烯泡沫板在外墙外保温中的应用研究

2024-10-18 来源:威能网
维普资讯 http://www.cqvip.com oo 年第¨期 第 卷第 。 No.1 1 in 2007(Total No.201,Vo1.351 建筑节能 一产品与材料 PR0DUCT&MATERIALS 挤塑聚苯乙烯泡沫板在外墙外保温中的应用研究 王旭东 ,魏学艳:,侯(1.欧文斯科宁(中国)投资有限公司,上海蕾, 200122;2.沈阳建筑大学,沈阳 110168 3.中国建筑东北设计研究院,沈阳 1 10006) 摘要: 随着国家节能政策的深入贯彻以及人们对室内热环境、舒适度要求的不断提高,外墙外保温系统已被广泛地认为是最有效的建 筑节能措施之一,同时也是改善大气环境,发挥投资效益强有力的手段。论述和分析了美国欧文斯科宁的XPS外墙外保温技术, 并总结XPS应用在外墙保温系统中的技术要点。 关键词: 挤塑板; 压缩强度; 导热系数; 界面剂; 耐碱网格布; 防冷桥机械固定件 中图分类号:TU1 1 1.4 文献标志码:A 文章编号: 1673—7237(2007)1 1-0032—04 The Study of Using XPS on Exterior Wall External Insulation System WANGXu-dong ,WEIXue-.yan 2 HOULei (1.Owens Coming(China)Investment Co,Ltd Shanghai 200122,China;2.Shenyang Jianzhu Iniversity,Shengyang 1 10168,China; 3.China Northeast Building Design&Research Institute,Shengyang 1 1 0006,China) Abstract:With the implement of energy saving policy and the growing demands of people on indoor thermal environment and comfort, he texternal wall heat insulation system has been recognized s ahe tbest effective measures to save energy.It is also a strong mean to improve air environment and enhance investment eficifency.XPS of USA Owens Coming in engineering exterior wall external insulation technology Was discussed,and XPS technology essentials applied he tsystem ofexterior wall external insulation were summarized. Key words:XPS:compressive strength;coeficientf ofthermal conductivity;surface adhesive;alkali resistance ibefr glass mesh;firmware 0 引言 随着国家建筑节能标准的不断提高以及最终业 主对室内热环境、舒适度逐步认知,外墙外保温系统 已经被广泛地认为是最有效的建筑节能措施之一,同 时也为改善大气环境,实施绿色建筑提供了强有力的 手段。 目前国内的外墙外保温体系一般可以分为以下 几类:薄抹灰EPS外墙外保温系统、现浇混凝土模板 内置系统f有网、无网))、现场喷涂聚氨酯外墙外保温 系统、XPS外墙外保温系统等。这几种体系各自有着 自身的优缺点。如何完善各自的体系及在实践过程中 1 FEWEIS 外墙外保温系统 FEWEISTM“惠围”系统是以欧文斯科宁公司生产 的外墙专用挤塑板为保温材料,采用粘钉方式将挤塑 板固定在墙体的外表面上,聚合物砂浆作保护层,以 耐碱玻纤网格布为增强层,外饰面为涂料的外墙外保 温系统。其基本构造分别见图1和表1。 。 撇_{=  总结经验将是相关专家学者以及厂家所面临的共同 课题。 溜一 XPS应用于外墙外保温系统通常被人们直观的 认为其抗压强度较高及表面比较光洁而不太适用于 做外墙外保温系统的保温材料。 本文将就美国欧文斯科宁在中国的XPS外墙外 保温技术作系统的论述和分析。并总结XPS应用在 外墙保温系统中的技术要点。 收稿日期:2007.07—17;一次修回:2007—08—28; ̄-次修回:2007—08—29 : 图1 外墙外保温基本构造 Fig 1 Constitution ofexterior wall external insulation 维普资讯 http://www.cqvip.com 表1 外墙外保温基本构造 Tab1e1.Constrution ofExterior Wal】Extema1 Insulation 塑板应用在外墙外保温上的强度在150 ̄250 kPa之 间最为合适。强度太低不足以抵抗外荷载,强度太高, 由于板材的板壳效应,将会造成面层的开裂、起鼓等 等。欧文斯科宁外墙专用挤塑板称为FWB板,其具体 指标见表2。 表2 FWB的主要性能指标 Table 2.Main function index ofFWB 试验项目 抗压缩强度/kPa 性能指标 2系统各组成材料要求及主要性此 ̄,-比I'El标 2.1 外墙专用挤塑板FWB 导热系数AV/(m・K)@25。90 d 表观密度l(kg/m ) 垂直与板面方向的抗拉强度/] ̄iPa 挤塑板作为保温材料具有良好的保温性能、较 高的抗压强度等。这些特点已被人们广泛的接受。同 时挤塑板还有其他保温材料所不能比拟的低吸水率 和卓越的耐久性。欧文斯科宁挤塑板的吸水率都在 1%以下。关于挤塑板的热工性能耐久性主要由挤塑 板热阻值保留率控制。在长期高湿度或浸水环境下, FWB仍能保持其优良的保温隔热性能。图2所列的 挤塑板在70%相对湿度下,两年中热阻的变化显示 均质性:外墙专用挤塑板FWB的泡孔尺寸为 0.35 mm,而采用回收泡沫生产的挤塑板泡孔尺寸为 0.75 rnlTl,回收泡沫的二次或多次发泡后,分子链变 短,挤塑板的融熔指数变大,造成局部密度堆积及密 度不均匀,导致内部强度不一致,变形不均匀。使得在 外墙外保温等应用时当温度变化时不同部位变形率 不一致,产生面层开裂等等现象。所以使用在外墙外 保温的产品泡孔尺寸指标应控制在0.35 rnlTl以内,强 度控制在I50 ̄250 kPa之间,密度控制在35 kg/m 以内。 FWB板材是唯一能在两年后仍保持80%以上热阻 的保温材料。 外墙用挤塑板由于对平整度要求很高,FWB板 的尺寸容许误差见表3。 表3 FWB的允许偏差 Table 3.Allowable deviation ofFWB 试验项目 厚度/mm—2 ^I 允许偏差  ±一+一 ●5一● 一O 置于潮湿习、境的天数/d —≥50IDA'n 厂==_ __===- —_。 i —'E ̄——WOODFIBER] ∞ 叭 8<一 l EPS(48kg/m3) ̄EPS(32kg/m3)二 ! 璺 ; O 长度/mm 宽度/mm 对角线/mm +一 +一 2 O ● O +一 3 O ± <一 2 O 3 O l 图2 FWB板热阻变化 Fig.2.Heat resistance variety ofFWB plate 板边平直/r0m 板面平整度/mm 从图2可以看出,挤塑板的耐久性明显优于其他 材料。 注:本表的允许偏差值以1200IDA'n×600IDA'n的FWB板为基准。 挤塑板有很高的抗压缩强度,但是是不是所有的 挤塑板都可以应用到墙体上呢?欧文斯科宁挤塑板的 抗压强度从150 ̄700 kPa不等。通过大量的实验,挤 2.2 黏结砂浆 作为系统安全性保证的重要组成材料黏结砂浆 具体性能指标详见表4。 表4黏结砂浆的性能指标比较 Table 4.Comparing function index ofCementation mortar 2_3 面层砂浆 “惠围’系统面层聚合物砂浆性能指标比较见表5。 3 维普资讯 http://www.cqvip.com

表5面层砂浆的性能指标比较 Table 5.Comparing function index ofcover coat mortar 2.4耐碱网格布 耐碱玻纤网格布性能指标比较见表6。 表6耐碱玻纤网格布性能指标比较 Table 6.Comparing function index ofalkali resistance iber fglass mesh 2.5专用固定件 表9专用固定件在不同墙体中的拉拔测试 Table9.Drawingtesting specialfirmwareondifferentwall 在欧洲尤其是德国外墙外保温系统旧建筑改造 必须使用锚钉,新建筑做外墙外保温的高度超过20 m 要使用锚钉,做聚苯板外墙外保温的高度超过8 m要 使用锚钉。欧文斯科宁“惠围”外墙外保温系统采用粘 钉结合的固定方式,并且根据使用高度的不同采用不 同数量的固定件。 国内大量民用居住建筑在7层以上,结合国内的 建筑形式以及主要基层墙体材料,开发了“惠围”外墙 外保温系统专用保温固定件,采用优质工程塑料制 作,尾部有设计独特的回拧锚固机构,适用于不同的 基层墙体,不论是在混凝体等实心墙体上还是在空心 墙体中都有较高的拉拔力。同时良好的防冷桥设计保 证了固定件的使用对系统传热增加值在标准允许的 范围之内。专用固定件性能指标见表7~9。 表7锚固件国标性能指标 Table 7.Function index ofanchoring firmware 单个锚固件抗拉承载力标准值/kN 1.46 0.o03 单个锚固件对系统传热增加值/(W/(K・m2)) 一试验项目 单个锚固件抗拉承载力标准值/kN 单个锚固件对系统传热增加值/(W/(K・m2)) 国标性能指标 O_3O 0.004 表8专用固定件企业标准性能指标 Table 8.Company standard function index ofspecial irfmware 图3破坏形式一 单个锚固件对系统传热增加值/(W/(K・m2)) Fig.3.Destroy style 1 维普资讯 http://www.cqvip.com ——————◆ 拉穿力仅为0.2kN。 从以上数据可以看出,FWB所能承受的拉穿力 ——————◆ 明显优于EPS。 2.6界面剂 欧文斯科宁专用外墙保温体系界面剂是丙烯酸 类为主f见表1 1)、含有多种有机组分的水溶性乳液。 该界面剂的主要作用是改变挤塑板与聚合物砂浆粘 接表面的性能,可极大地提高两者之间的粘接强度。 在实验过程中,我们分别对使用了界面剂的系统和 没有使用界面剂的系统作了大量的比较,没有使用界面 剂的系统粘接强度在0.05 MPa左右,使用了界面剂的 图4破坏形式:二 系统全部在挤塑板上破坏,粘接强度在0.3 MPa以上。 Fig.4.Destroy style 2 表11专用界面剂指标 图3和图4为外墙保温用机械固定件的两种破坏 一 一 一 一 一 一 Table 1 1.Index ofspecial adhesive improver 形式,破坏形式一是保温层与固定件一起整体脱落,另一 项目 性能指标 种破坏形式为保温材料被固定件拉穿。实验数据如下: 外观 色泽均匀,无沉淀 (1)OC固定件墙体拉拔力设计值0.32~0.4 kN 固含量/%(m/m1 25 f实测值为0 64~1.2 k 。 PH值 7~9 (2)固定件从FWB25拉穿力为0.6 kN,从EPS40 2.7 系统综合性能(见表12) 表12外墙外保温系统指标 Table 12.Index ofexterior wall external insulation system 3施工工艺(见图5) r…一 屋 …… 4注意事项 在实际案例中,挤塑板作外墙外保温有过一些不 是很成功的案例,主要由以下几个方面的原因。 4.1系统材料不匹配 外墙外保温系统各组成材料必须相互匹配,材料 供应商也必须是系统供应商。在挤塑板外墙外保温系 统的实际案例中也可以看出。比如,采用普通屋面用 挤塑板做墙体,其强度、平整度都达不到要求,还有, 用通常市场上EPS系统的辅料等效替代XPS系统辅 料。这些情况必然带来开裂等直接安全隐患。 4.2系统外饰面不匹配 【 囊要薹 : 面层涂料等面层或涂料腻子与系统的防开裂有 受曼塑 七一t 硒 受 极大的关系。在国内,有些用户由于个人的喜好,不顾 匮 垂 蔓堡 外保温系统对面层的要求,造成开裂。比如:用氟碳涂 一一…一 一…… …一 一一一 料、不耐水腻子、刚性涂料、油性涂料等等。而这些都 图5“惠围”系统施工工艺流程 是作“惠围”系统所不建议的。 Fig.5.Construction lfow ofFWB (下转第63页) 5 维普资讯 http://www.cqvip.com 用建筑也可根据所处的具体环境采用植被屋面、蓄水 屋面等,要灵活运用。 2.5可再生能源的利用 参考文献: [1】杨善勤.民用建筑节能设计手册[M1.北京:中国建筑工业出版社, 1997. 太阳能是取之不尽,用之不竭的无价能源,不会 造成居住环境的大气污染。在节能建筑设计中,是一 大热门课题。有许多国家已经进入太阳能技术应用推 广阶段,建筑用能基本来自太阳能,几乎不消耗常规 能源。在孝感市的节能建筑设计中,也应该尽量少消 (YANG Shan—qin.Manual ofEn ̄gy Eficifency Design for Civil Buildings [M】.Beijing:China Architecture&Building Press,1997.) [2】1寸祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[M】 E京:中国建筑工业出版社, 2002. fFU Xing—zhao.Energy aEficifency of Buildings Technology in Hot Sum— 耗常规能源,多多采用利用太阳能提供生活用热水、 室内采暖、制冷、照明等已经成熟的节能技术。 沼气能作为太阳能应用的补充,有效地解决了农 村内排泄物的处理和应用问题。利用沼气能做饭、家 用照明,既节约了煤炭资源,又避免了环境的污染,极 好地形成建筑可持续发展过程。而且,在我国广大农 村,沼气技术已经相当成熟。因此,孝感市政府应大力 提倡农村普遍应用沼气能,成立专门的领导小组支持 和促进农村的沼气应用,切实地为农民办实事。 从地面向下达到一定的深度以后,地温不再受太 阳辐射的影响,常年保持不变。目前,欧洲一些国家已 经可以利用地下恒温的特点,在冬季将地下热量引入 所需空间进行采暖、在夏季利用地下冷量实现室内制 凉,避免了大量消耗常规能源,他们成功的示例是值 得孝感市学习借鉴的。 mer nd Colad Wi ̄er Zones[M】.Beijing:China Architecture&Building Press,2002.) [3】杨博.建筑装饰工程材料[M】.合肥:安徽科学技术出版社,2004. (YANG Bo.Building Decoration Engineering Materials[M】.Hefei:Anhui Scientiifc nd aTechnical Press,2004.) [4]龙惟定.我国的能源形势和建筑节能[A].第十届全国空调技术信息 网大会论文集[D】 E京:中国建筑工业出版社,2001—07. fLONG Wei—ding.China’S Enery Sigtuation and Building Enery—savigng [A].Thesis ofThe 1 lth National Conference ofAir Conditioning Technol— ogy Information Network[D】.Beijing:China Architecture&Building Press,200 1—07.) [5]GB 50189---2005,公共建筑节能设计标准[s】.北京:中国建筑工业出 版社,2005—07. (GB 501 89_一2005,Desin Stgandard of Building Energy Eficifency for Public Buildings[s】.Beijing:China Architecture&Building Press, 2005—07.1 3结束语 能不能做好建筑节能工作,是孝感市解决21世 纪能源危机的一项重要工作,是孝感市环境保护工 作的一部分,是孝感市和谐发展的关键因素。要搞好 建筑节能工作需要孝感市全体公民的共同努力,人 人参与,人人监督,人人执行,让节能意识成为一种 社会公德。 (上接第35页) 作者简介:任磊(1986一),主要从事节能和环保方面的研究。 指导教师:杨子江(1974一),湖北应城人,孝感学院城市建设学院教 Jl币,在职硕士研究生,主要从事节能和环保方面的研究。 单位地址: 孝感学院土木工程系办公室(432000) 联系方式:E—mail:yangzijiang0088@126.com 参考文献: 4-3系统技术不完善 有些外保温体系采用刨皮XPS以提高黏结面积 和黏结强度,在实际案例中发现该方案并不具备可操 作性。主要原因就是现场施工过程中工地的浮灰和刨 皮过程中的碎屑会由于静电作 I牢牢地吸附于XPS 的表面,无论如何用水冲洗和清洁措施都难以清除。 这些碎屑和浮灰在聚合物面层砂浆和XPS之间实际 上起到了隔离层的作用。无法起到提高黏结强度的作 用,反而会降低。 5结论 通过以上叙述,我们可以看出“惠围”系统是完全 满足现有的薄抹灰系统国家标准的。同时在大部分参 [1]GB/T10801.2-2002,绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(Ⅺ,s)[s】 E京:中 国标准出版社. (GB/T10801.2-2002,Stndard of XPS faor Heat Insulation[s】.Beijing: Standards Press ofChina.) [2]王义英.外墙聚苯板保温的应用与施工工艺[J】.1氏温建筑技术,2001,83 (1):59—61. (WANG Yi—ying.The Application and Construction of Polyphenyl Board on Exterior Wall External[J】_Low Temperature rchiAtecture Technology, 2001,83(1):59—61.) [3】涂逢祥.建筑节能技术[M】 E京:中国计划出版社,1996:104-405. (TU Feng—xing.Eneray gEficifency in Buildings[M】.Beijing:China Pln—a ning Press,1996:104—105. 数上有明显的提高。但是,对于技术方案的把控和落 实也非常重要,主要有以下几点。 ( ̄XPS必须用外墙专用板,:其强度不能超过250 kPa,尺寸误差也必须符合表3的要求;②材料必须系 统供应,严禁系统的简单拼凑;③界面剂必须双面涂 刷;④慎用刨皮板。 作者简介:王旭东(1977一),男,黑龙江汤原人,工程蛹。 单位地址:上海市浦东新区东方路710号(200122) 联系方式:E—mail:xueyan@sjzu.edu.cn 3 

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