建筑外墙保温技术及施工工艺研究
2021-09-17李殷龙
李殷龙
(南充职业技术学院,四川 南充 637000)
0 引言
建筑外墙保温作为建筑节能体系中的重要组成部分,在我国建筑工程的理念革新与技术发展上起决定性作用。同时,加强外墙保温方面的技术建设与工艺进步对严抓建筑质量关、紧抓建筑节能关有积极推动效果,有利于文明型、和谐型城市的建设与可持续发展思想的落实。受施工环境问题及技术工艺限制,现阶段我国建筑外墙保温技术相较于国际前沿水平仍具有一定差距,需要从业人员因地制宜、加强研究,提升建筑工程的综合品质。
1 建筑外墙保温技术概况
1.1 外墙外保温技术
外墙外保温技术顾名思义是在外墙外侧对保温隔热体系进行安装施工的技术,通过对水分进行隔离不仅能改善墙体的含水情况,优化室内环境;更能降低热桥现象的发生频率,并延长建筑的综合寿命;同时在进行节能改造时对建筑的正常功能不造成影响,在一定程度上提高了住宅面积的综合利用率。
1.2 外墙内保温技术
相较于外墙外保温施工技术对外墙垂直度与平整度的要求,外墙内保温技术适用于外墙垂直度不高,建筑造型复杂的建筑。主要在室内进行施工,保障施工安全,原材料不必考虑外界环境的干扰,施工周期短、物料运输便利、成本较低。但建筑原本功能无法使用,须进行搬迁,热桥现象频繁、压缩居住空间,所以实际选择时要多加考量。
1.3 外墙夹心保温技术
外墙夹心保温技术是综合外墙外保温技术与外墙内保温技术的技术理念,其通过在施工便利的部位使用外保温技术,在施工不便利的区域使用内保温技术,通过将二者有机结合以此达到整栋建筑保温隔热改造的目的[1]。
2 建筑外墙保温技术的应用价值
2.1 保温隔热
建筑的根本目的是将建筑内部空间与外部空间隔离开,为建筑内的人员提供相对独立的生活生产活动空间,将建筑内部整体温度控制在稳定范围内,避免剧烈温度波动,确保建筑的实用性与功能性、舒适度。
2.2 环境适应力
应用建筑外墙保温技术,能在保温隔热功能的同时,兼顾建筑外墙的保护,以此避免自然环境因素对建筑质量的影响,从而保证建筑的工程质量与整体安全。
2.3 建筑主体的综合性能
外墙保护技术除最为常见的保温隔热功能外,合理利用相关工艺能在化工生产、交通运输等产业实现其他作用。例如在石油化工企业的建设过程中,建筑外墙的保温技术需要适应建筑结构,同时阻挡有害气体与紫外线,通过净化与阻隔相关因素,避免外界生产环境的不良因素影响建筑性能。
3 建筑外墙保温技术的工艺研究
3.1 反射隔热涂料保温技术
在日照充足、整体气候环境较干燥的环境下,建筑外墙的保温工艺可选用反射隔热涂料保温技术。该施工工艺通过在建筑工程的外墙外表面涂抹不透明的反射隔热涂料来形成保温隔热涂层,以此达到反射光照、吸收太阳能并转换为红外辐射、抑制墙体内部热量、提升外墙保温隔热效果的目的[2]。一方面微厚度的反射隔热涂料能达到极为优异的隔热效果,其综合热工性能优于其他材料;另一方面反射隔热涂料的防潮防水与自洁功能较为优秀,能避免金属锈蚀氧化,而隔热效果不受环境水含量影响。
3.2 外挂式保温层保温技术
外挂式保温层保温技术是将具有极强黏结性能力的保温材料直接作为建筑的保温层外挂到建筑物外墙的外表面,搭配各种作用的砂浆起到黏结与防裂等作用,搭配耐碱性玻纤网格布保证结构表面强度,搭配聚苯颗粒与聚苯乙烯泡沫板等材料保证复合结构的保温隔热效果,从而达到外墙保温效果的一种工艺手段。在实际应用中,外挂式保温层保温技术多体现为薄抹灰层岩棉外墙保温技术,将岩棉条与膨胀珍珠岩保温砂浆搭配使用,往往能达到较为理想的建筑外墙保温隔热效果,同时这种结构较为简单,施工难度较低,并适用于多种建筑结构。
3.3 外墙自保温技术
外墙自保温技术是目前最为广泛应用的建筑外墙外保温技术,具有适用范围广、应用效果好、使用寿命长的特点。因其与建筑外墙墙体较为优越的连接强度,其保温层的建筑强度较高,开裂问题较为少见,同时根据施工地区环境对外墙施工材料进行调整,提升外墙保温隔热体系的综合工作效果。综合施工成本较低,相较于前2种施工工艺具有更为宽广的发展前景[3]。
4 建筑外墙保温技术的实际应用
4.1 工程概述
以某重点开发公寓建筑项目为例,建筑单层高度为3.6m,总层数为6层,建筑总高度为23.1m,结构上采用目前较为普遍使用的钢筋混凝土一体成型结构。根据当地环境与方案设计要求,为满足相关建筑标准及规范,该工程在外墙保温上应用薄抹灰层岩棉外墙保温技术(如图1)。
图1 薄抹灰层岩棉外墙结构示意
薄抹灰层岩棉外墙技术作为外挂式保温层保温技术的一种,因其受气候环境影响较小而适用于我国大多数地区,与民用建筑、工业建筑等多种建筑形式的节能建设及现有建筑的节能改造相适宜,并在钢筋混凝土、混凝土空心砌块与多种砖类建筑的节能建设上有广泛的应用前景。其施工中使用的岩棉条、抹面砂浆与黏贴砂浆等的相关参数标准与结构特点需要施工设计人员进行调整,确保在抗拉伸强度、憎水率等指标符合标准。
4.2 施工材料的选用
施工材料的准备与选用也是施工工艺中的一部分。一方面应对在施工中使用的岩棉条、耐碱性玻纤网布、配置砂浆需要的普通水泥与聚苯颗粒等均按照施工设计阶段确定的标准进行选购,在材料选购环节根据材料强度、性能指标等参数上严把质量关,同时施工单位可与信誉及生产素质良好的厂家建立长期合作关系,按照施工要求及时购买相应原料,并配合抽样检测确保整体质量;在另一方面,对施工过程中需要使用的黏贴砂浆、抹面砂浆、防裂砂浆等原材料按照相关标准与规范进行配制,能有效加强施工现场的秩序性,确保材料强度、减少物料浪费、提高工作效率、降低施工周期,保证建筑质量。应注意对在施工各个环节使用的不同砂浆、在生产条件允许的情况下应使用单独的搅拌机进行充分搅拌加工,确保原材料之间混合均匀,避免因不同砂浆材料混合导致的强度下降、物料浪费与效能劣化。具体配置操作为先往搅拌机内倒入一定量的清水,结合设计建筑标准,添加保温胶粉,启动设备开始搅拌,持续35min左右即可,检测清水与胶粉之间的融合效果。基于此,添加约为2000L的聚苯颗粒,连续拌和5min左右,使材料呈现浆状。现场检查材料配置情况时,应检测骨料密度、尺寸形状与可用性等。刷涂操作须进行两次,第一层厚度约为25mm,第二层厚度控制在10mm左右。
单就聚苯颗粒材料来说,其保温材料主要是聚苯乙烯的泡沫颗粒,属于轻骨料,并根据设计比例添加抗裂纤维与添加剂、胶凝材料,建设中更直接在工地内搅拌混合便能应用。不仅作业难度小,材料综合性能优,呈现的保温成效显著,并克服接缝位置出现裂缝以及细节处理难度等问题,符合当前节能建筑的施工需要,即便是建筑整体结构比较复杂的情况下,也能展现出自身的价值。应当重点强调,由于是现场制作,所以须加强对拌制过程的管控。轻骨料使用量相对偏多,现场操作中,为加快建设速度,会加入水泥及砂拌和,虽然可以达到加快进度以及增加材料强度,但会弱化保温效果,本末倒置。对此,施工期间须严格根据既定的操作方案进行,监理方须安排专人在旁监督,检测各原料的添加占比,并控制建筑粉刷过程的推进效率,以免造成缝隙或空鼓等病害。
4.3 施工流程的确定
在外墙的保温节能工艺运用期间,须确保过程中的基础事项,即外墙保温层在基层出现可允许区间内的形变时,不随之产生空鼓与裂缝等病害;能完全承担自重带来的荷载,并处于许可区间中;具备较优的抵抗风荷载水平;达到基本建设标准的同时,须增加防火举措,保证建筑使用安全;材料方面,须具备防水性能;每层铺设材料均有自我稳定性,邻接材料不可出现冲突;应用年限至少达到25a。薄抹灰层岩棉外墙的保温施工是建筑外墙保温施工的核心部分,这一步一般在基层结构施工结束后按照设计方案逐渐展开。在该过程中,具体的施工流程有如下几点。
首先,在具体的工作开始前,需要对建筑的基层底座结构进行施工处理,并在该阶段对黏贴在翻包网上的岩棉条的双面均涂刷界面剂,改善其表面的物理特性与化学特性后开始岩棉板制作,须注意岩棉条的性能参数应符合相应标准(如表1)。
表1 岩棉条性能参数要求
其次,开始岩棉板的黏贴施工。在岩棉板的黏贴施工开始前需要吊垂直、弹控制线,并根据比例配置黏结砂浆与抹面砂浆,在将岩棉板利用黏结砂浆黏贴后,开始第一层胶浆抹面的施工,厚度控制在25mm左右,并压入第一层耐碱网布,利用锚栓锚固第一层抹面砂浆与第一层耐碱网布;然后抹第二道抹面砂浆,厚度为10mm左右,并压入第二层耐碱网布[4]。
最后需要薄抹第三道抹面砂浆,处理各特殊部位的细节问题,并做好施工成品的保护工作,最后喷刷防潮底漆、腻子层与饰面底漆等。至此薄抹灰层岩棉外墙保温施工基本完成(如图2)。
图2 薄抹灰层岩棉外墙保温技术流程
在施工过程中需要注意岩棉板黏贴施工阶段使用的黏贴砂浆配比,一般水与抹面胶浆的质量比例为1∶1.5,并需要使用专用搅拌机进行充分混合搅拌,单次加工的量应确保可在2h内使用完,避免因放置过久导致砂浆的理化性质发生劣化,影响建筑质量;而抹面砂浆的配制则应根据水与保温胶粉的量控制聚苯颗粒的量,其中水与保温胶粉须进行35min的充分搅拌,而水与保温胶粉的混合物须与聚苯颗粒搅拌5min,确保成品呈浆状。在进行黏贴胶浆的涂抹时,岩棉条的固定应使用条黏的形式,并确保其结构符合要求,避免该阶段问题导致的恶劣影响。
4.4 特殊部位施工工艺
建筑外墙特殊部位落成品质,关系到外墙保温的总体可使用质量,因此应当专门对此制定施工方案。如分格线、滴水线槽等特殊部位的施工效果在极大程度上影响了建筑外墙保温工程的整体质量与全局效果,相关人员应根据这些特殊部位在建筑结构中的具体作用与应用环境制定合适的施工方案,例如在对建筑外墙的分格线与滴水线槽等部位进行施工时,胶浆或砂浆的涂抹应按照相应的功能特性与结构特性进行更改,实际施工过程中通常将分格线与滴水线槽内的控制线弹出,将其中的凹槽固定后用抗裂砂浆将其填充满,使凹槽固定在深度15mm左右的位置,将表面残留砂浆刮下,完成施工[5]。
4.5 抗裂砂浆施工要点
抗裂砂浆抗拉伸性能好、施工难度低、温度耐性大,是广泛应用于外墙保温技术施工的施工原料。其在具体应用中在标准、浸水、冻融循环处理3种状态下与水泥砂浆的拉伸黏结强度;在标准、浸水2种状态下与胶粉苯颗粒浆料的拉伸黏结强度2个方面的要求在JG/T158-2013中有说明,如表2。为在实际施工进程中确保相关标准的落实,一方面需要对抗裂砂浆这一施工原料的配置过程进行科学化、严格化、规范化的配比加工,其中抗裂剂、普通硅酸盐水泥与中砂的比例应为1∶1∶3,在进行搅拌调制的过程中须注意避免任何水分的掺入,掺入水分会导致抗裂砂浆的质量与性能受到影响,可能会出现渗水、空鼓、龟裂、脱落等现象;另一方面则应该对施工中外墙的抗裂砂浆涂抹施工进行控制,在对建筑外墙进行抗裂砂浆涂抹时,应按照建筑要求将砂浆厚度控制在5mm左右,并在确定厚度适宜后将耐碱网格布尽快压入砂浆中,网格布的分格距离需要控制在45mm~50mm,避免网格间距过大或过小导致网格布与砂浆之间结合的不充分而留下漏洞,同时在进行压入时应按照一定顺序,对阴阳角等重点位置进行精细化处理;此外,施工过程中涉及窗套门套、凸出结构件或者预留孔洞等结构部位时,需要以20mm为半径进行空间预留,不涂抹抗裂砂浆,便于后续的器材安装工作。抗裂砂浆施工环节完成后,需要进一步处理,以维护抗裂砂浆落实的最终品质。从中不难发现,运用外墙保温工艺,应当在材料、程序和特殊位置等方面进行设计分析,使该技术更全面、有效,提高建筑外墙的使用价值。
表2 抗裂砂浆性能参数要求
4.6 科学处理防火问题
应用外墙保温工艺,在使保温层具备所需保温性能的同时,还须考虑防火方面的性能,而在外墙处理中,关于防火问题牵扯到的事项较多,关键在于材料、工艺和管理,并进行统一考量。实践中未达到安全防火效果,应注意以下几点:1)材料方面。有关研发团队须主动开发新的抗燃性材料,并保留材料原本的优良性能。在无新型材料的当下,可借助隔离带达到防火需要。2)工艺方面。工地现场建设期间,施工方须充分应用当代可选择的防火工艺,安装高敏锐度的报警系统,维护建筑使用安全。3)管理方面。保温工艺实践运用中,须对保温系统进行全程动态管理,从施工人员至所用设施,均应采用完善且详尽的管理方式,保障保温工艺使用的安全性。
4.7 施工控制相关要点
建筑施工的工程成果应满足相关标准规范的要求,因此在施工进程的各个阶段应从基层出发,对建筑结构的各个部分进行施工控制,以此对外墙保温的施工效果进行监测与验收。外墙保温施工的控制工作中,需要注意以下6点:1)在进入施工现场时,应对施工需要使用的原材料与器械设备进行清点确认,保证其数量、规格、有效期、质量检测报告与合格证明等细节符合施工设计的需求。同时确保建筑物外表面无污染、浮土、油渍或松动脱落等现象。尽量选购整套的材料,以维护统一性,通常建筑项目中包括涂料、保温板、面砖等,而且施工期间,不可随意改动设定构造。另外,尽量选择涂料饰面,假设为块材,应使保温板的使用面积占比至少达到60%,并且面层厚度须保持在5mm~10mm。根据面砖自身黏结效果,设置砂浆配合比。在贴砖处理时,应确保基面完全干透,以免影响黏结的效果。2)在外墙墙体表面的保温工作完成后,需要通过在施工过程中设置的节点对外墙保温层的厚度进行检查,确保保温层厚度符合设计要求与施工标准,同时注意生产垃圾与工程废料的处理,避免对建筑外墙的平整度造成不良影响,严防保温层空鼓、龟裂、脱落等现象。3)对控制线、基准线等重要参照标准的精度按照建筑设计方案与施工图纸进行严格对照,确保误差在允许范围之内,并阶段性进行施工检查,确保水平控制与垂直控制符合设计要求与建筑规范,实现施工控制在外墙保温施工进程中的积极作用[6]。4)对伸缩缝、外墙角、窗套、管道预留、凸出结构件等特殊施工部位的抗裂砂浆涂抹质量应进行重点关注,在施工阶段需要根据特殊施工部位具体情况选择继续施工或是保留空白部分;同时严格检查分格线与滴水线槽的施工质量,对不符合质量要求的部分工程需要及时返工。在饰面施工环节中,接缝宽度应达到5mm,同时深度要在3mm以内,合理设置伸缩缝,注重边角区域防水问题。5)抗裂砂浆的配置作为建筑外墙保温技术应用中的关键环节,在进行实际施工时应时刻关注砂浆的质量。施工人员需要根据施工环境、生产器材、建筑结构等因素综合调整砂浆的配料标准与调配手段,使砂浆符合施工需要与质量需求,避免因材料配比、中砂粒度等因素导致的施工问题。6)在建筑竣工后交付前需要对外墙的整体施工情况进行检查,确保收光效果与整体平整度符合标准,具体可根据前阶段施工中使用的垂直节点进行判断。在验收结束后应及时对不符合要求的部分进行处理,并将过程控制结果与竣工验收结果进行综合记录。
5 结论
综上所述,建筑外墙保温技术在实际应用时有细节琐碎、要点繁多的特点,技术选用及使用方式的不同会对施工效果与质量控制造成较大影响。因此相关工作人员应根据建筑结构设计与地区环境,合理设计技术方案,科学安排施工工艺,并结合以往施工经验,对细节问题与相关要点进行调整修正,以此保证建筑的实用性与功能性,从提升建筑的综合品质出发,达到推动建筑产业发展的最终目的。