节能建筑工程的质量缺陷及产生原因分析

张守领，黄胜方

(淮北职业技术学院 建筑工程系,安徽 淮北 235000)

随着近年来建筑工业的快速发展和节能环保意识的不断提高,建筑节能技术正不断在建筑工程中得以应用,然而建筑节能工程施工过程一般都由施工总承包商负责分包,粗放式的管理模式在很大程度上影响了建筑节能工程的施工质量,并削弱了建筑节能技术在建筑中的节能环保优势[1-2]。常见的节能建筑工程质量缺陷主要有以下几个方面[3-4]:一是生产工艺和设备落后，造成产品质量先天缺陷;二是产品质量先天缺陷，导致工程质量低劣;三是具有质轻、价廉、导热率低和成型简单等优点的EPS板(可发性聚苯乙烯板)的技术指标与标准不符;四是施工工法错误造成工程质量缺陷等。

1 节能建筑工程质量缺陷

1.1 专业EPS板生产装备与生产工艺脱节

我国节能建筑工程中的EPS板的的生产工艺为:制备体积5 m3以上EPS大方、切割成形状规格相同的板材、分割成实际工程应用的尺寸,在这个过程中要想获得尺寸较大的EPS大方,就需要有与之相匹配的模具、生产工艺和设备,之外,最终EPS板的成形质量与性能还与实际操作过程中的工人经验和水平有关。图1为采用落后生产工艺制备EPS板的外观形貌。

1.2 产品质量先天缺陷,导致工程质量低劣

图2为典型的实际生产过程中遇到的EPS板存在先天质量缺陷的形貌,这主要是因为EPS板在生产过程中蒸汽压力控制不当所致而产生的夹生板[5]。图2中列出的并非个例,而是实际EPS板生产过程中常见的问题,即使在同一个模具箱体内,如果体积5 m3以上的EPS大方在制备过程中不能实现均匀受热或者受热不完全,都有可能导致大方的局部区域存在质量表里不一的缺陷。

图2 产品质量先天缺陷Fig.2 Product quality congenital defects

在我国,工程用的EPS板一直是采用经电阻丝反复切割而成的光面平板,几何尺寸误差超标,施工时EPS板之间又都是平口对接,加之EPS板连接过程中尚没有具体的实现无缝连接的措施,容易出现如图3的EPS板的贯通缝缺陷。虽然在JGJ144—2017《外墙外保温工程技术规程》中有具体的对EPS贯通缝缺陷的改进措施[6],如切割2 mm厚的板条对组合缝进行填塞,但是实际施工过程中的贯穿缝通常为楔形缝,无法用EPS板条去填塞,所形成的组合缝全部用抹面胶浆填缝刮平,导致复合墙体的热工性能根本达不到设计要求[7]。

图3 EPS板的贯通缝Fig.3 Penetration joint of EPS plate

在EPS板保温层组合拼装时,无论是墙体转角还是大面,板与板之间没有相互约束的插接企口,加之EPS板的长、短边不规方,所以自然形成组合贯通缝,混凝土浇筑时贯通缝处“跑浆”,人为造成冷桥,严重降低了复合墙体的保温效果[8]如图4所示。贯通缝随处可见,表面打磨会严重降低EPS板与抹面胶浆的抗拉强度。此外,如果EPS平板与基层墙体或面砖饰面层不能实现有效的粘结[9],也容易产生面砖饰面层或外保温层的整体脱落如图5所示。

(a)贯通缝“跑浆”

在外保温层施工时,由于EPS板为平口对接组合,板与板之间没有插接企口的相互约束,导致组合时,EPS板的外表面里出外进,凹凸不平,抹面胶浆厚薄不均如图5(a)所示。在墙体转角处,采用传统的EPS板马牙槎式平口交错对接的粘贴组合,转角处的粘贴组合缝无法得到有效控制,加之EPS板没有得到有效的陈化,粘贴后EPS板收缩变形,产生贯通板缝[10],造成“冷桥”,导致室内墙角潮湿、长毛、结露,在天气较为寒冷的时候,进入贯通缝的粘结层内,在结冰和融化过程中会产生冻胀而造成面砖饰面层或外保温层的开裂,甚至发生脱落如图5(b)所示。

(a)EPS板外表面

1.3 EPS板的技术指标与标准不符

JGJ144标准明确规定[11]:外保温层EPS板的表观密度不小于 20 kg/m3(干容重),而采用传统生产设备和生产工艺制备出的EPS板的表观密度距离规范要求还有一定差距,导致保温层的技术指标远远背离了标准规定的技术指标要求,外保温层的耐久年限大打折扣,而表中规定表观密度的要求主要与导热系数和力学性能有关,如果EPS板不能满足上述要求,最终的保温性能和力学性能将会受到极大影响。

目前,国内EPS板的生产还没有形成规模化和大型工业化,造成市场上目前可购置的EPS板的质量参差不齐,部分EPS板还没有经过养护和陈化处理,严重影响到使用性能。此外,表观密度的严重差异以及尺寸稳定性也是目前存在的普遍问题[12],如果这些指标不能满足标准要求,即使安装后也会遇到质量问题并影响到使用寿命。

1.4 施工工法错误造成工程质量低劣

由于钢丝网在生产时紧贴在EPS板上(或施工支模时压入),更有甚者钢丝网片已嵌入了EPS板中,在外墙饰面的基层施工时,抹面胶浆不能将钢丝网片有效地握裹,钢丝网片根本起不到提高EPS 板与抹面胶浆抗拉强度的作用。埋入混凝土墙体中钢筋支撑杆若不处理掉,它就是一个传热漏点,会造成室内墙面局部结露;若处理,就得将钢筋支撑杆四周的EPS板剔掉,用无齿锯将其割下(无齿锯切割时产生的火花易引燃EPS板),再用切割成小块的EPS板将该处粘贴修补,不但施工工序繁琐,而且施工质量和施工安全很难得到保证。 EPS板粘贴大多采用第一天粘贴、静置24 h后再进行打钉的施工工艺,然而,EPS板粘贴胶浆此时刚刚固化或者还没有完全固化,频繁的打钉会造成局部缺陷甚至直接脱落。所以要求在设计说明中必须要注明粘贴胶浆的强度必须达到70%以上(常温4 d)后,方可进行锚固钉的施工[13]。

由于EPS板粘贴组合时产生的贯通缝和没有得到有效的养护和陈化自身变形收缩而产生贯通缝,且寒冷季节条件下的基层墙体表面始终处在冰夹层和潮湿性环境中,此时的基层墙体除会随着使用时间的延长而产生长毛和结露外,还会发生腐蚀进而严重影响使用寿命和节能效果。此外,因EPS板的产品质量的先天不足而造成的节能建筑工程质量事故,墙体转角又是事故的高发区。

2 节能建筑质量缺陷产生的原因

综合上述分析表明,目前节能建筑质量缺陷产生的原因可归纳为:一是行业主管部门对节能建材生产工厂的建立没有验收“标准”,产品生产许可证的发放门槛太低,对其生产的产品质量未能做到动态监管;二是 GB/T10801.1—2002标准制定时,没有高端的EPS板技术指标可引入,迁就了低端产品的技术性能,至今仍未修编;三是国家对建筑节能体系、产品标准的技术升级和建筑节能工程验收规范的修编迟缓,阻碍了新体系、新材料的健康发展和科技创新与进步;四是政府对节能建材(产品)质量监管不力,因而造成市场无序竞争,劣质产品被堂而皇之地使用;五是我国在新型节能建筑体系、节能材料等方面科技研发重视不够、投入少,对EPS板外墙外保温系统多年来出现的质量缺陷没有从根本上去杜绝;六是在节能建筑竣工验收这一重要环节上,政府没有将节能标准验收纳入正常的监督管理程序,只看做了没有,不管做好了没有(对节能建筑能量消耗指标是否达到设计标准尚未列入监管程序);七是产品的送检样品与实际使用的产品质量不一；八是施工现场的监督管理没有实现数字化(影像资料),技术规范与实际施工不符,弄虚作假,技术档案失信;九是设计单位不设研发机构,设计资质评定与研发、使用新体系、新材料无关,对提档升级的新体系和新产品不能主动推广应用,过分迎合建设单位的低成本要求,对节能建筑保温层的耐久性重视不足;十是我国在新标准的制定和修编一直延续着旧的、传统的计划经济的管理体制和模式来管理,未能去探索和尝试新的、产学研相结合的、多快好省的、与时俱进的管理体制和模式,去实现我国建筑节能体系、标准和规范的跨越式技术升级和可持续健康发展。

3 结语

为了加快节能技术在建筑工程中的应用,实际施工过程中应当将建筑节能技术与传统的结构体系有机结合(剪力墙结构、框架结构、混合结构、钢结构和轻钢结构),实现保温承重一体,结构安全可靠。合理选用技术先进、性价比适宜的建筑节能体系,建筑物围护结构组合须有良好的气密性,降低围护结构的综合传热系数(外墙体、门窗、屋面、楼地面和分户隔墙),杜绝热桥。若“被动式”节能无法完全满足室内热工需求时,应首先选择以可再生能源为主,资源转换的能源为辅,能源选择要因地制宜,合理确定。