工程案例北方地区节能墙体优选.docx
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工程案例北方地区节能墙体优选
案例-北方地区节能墙体优选
一、几种节能墙体作法及对比
（一）构造作法
目前，在北方地区，节能墙体的实现方式主要有三种：
夹心复合墙、外墙内保温、外墙外保温，其中，夹心复合墙和外墙外保温方案在东北地区应用比较广泛，技术也比较成熟，外墙内保温方案所选用的材料主要有保温砂浆、保温涂料和保温苯板等，但由于采用保温砂浆裂缝现象难以控制，保温涂料性能达不到要求、保温苯板存在火灾时释放有毒气体等原因，一直没有得到大规模应用，只是在局部采用。
三种方案的典型构造作法见下图。
1、夹心复合墙
2、外墙内保温方案
3、外墙外保温
（二）三种墙体的对比
1、构造特点——以常规370砖墙节能50％为标准
墙体形式
墙体厚度增减（mm）
外墙面积增减率（％）
对主体结构的保护作用
对结构安全度的影响
结构自重
夹心复合墙
－50～＋50
－13.5～＋13.5
外置方案时有
有抗震问题
大
外墙内保温
－70～－120
－32.4～－18.9
无
无抗震问题
小
外墙外保温
－70～－120
－32.4～－18.9
良好
无抗震问题
小
2、可控性
墙体形式
质量控制
综合工期
热桥
抗墙面渗漏
可维修性
夹心复合墙
在同一作业面上同时进行墙体拉接筋、苯板安装等、砌筑多道隐蔽工程，质量较难保证
不受其他工序影响
难以解决
外墙存在渗漏点不易在室内表现
极难维修
外墙内保温
分次隐蔽，检查方便，容易控制
受内抹灰制约
难以解决
外墙存在渗漏点不易在室内表现
非常方便
外墙外保温
分次隐蔽，但检查不太方便
受外抹灰限制
理论上可以完全解决
完全依靠系统自身防水能力，一旦失效，室内即可表现出来
比较方便
3、其他
墙体形式
舒适程度
延长建筑物使用寿命的能力
造价增加
对装饰作法的限制
夹心复合墙
可利用墙体自身的蓄热、蓄湿能力，对室内环境进行调节
可缓解因温度变化、导致内部结构变形产生的应力，避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的内部结构破坏，减少了空气中有害气体和紫外线对内部结构的侵蚀，但对外片墙本身不能提供任何保护，由于外片墙损坏后维修比较复杂，因此必须在设计中注意考虑外片墙的使用寿命
10元/m2
可选用石材、面砖、涂料等多种装饰作法
外墙内保温
不可以
对主体结构无任何保护作用
根据不同作法差异较大
墙外侧不受限制，但墙内侧只能选用涂料
外墙外保温
可利用墙体自身的蓄热、蓄湿能力，对室内环境进行调节
有效解决主体及维护结构的保护问题，由于维修方便，可以随时进行维修，因此可以不特殊考虑保温层使用寿命对主体结构使用寿命的影响
不考虑Stuccolast：
10元/m2；
考虑Stuccolast：
52元/m2；
墙内侧不受限制，但墙外侧只能选用涂料
注：
1、比较基准为370黏土空心砖墙，造价按辽宁省2001定额，三类取费计算值为72.53元；
2、夹心墙构造为190非承重空心砖＋50苯板＋90非承重空心砖，外保温墙为190非承重空心砖＋60苯板；
3、本比较未考虑由于保温体系的自重而导致的主体结构费用增加差异。
从上述对比分析，外墙外保温方式虽然存在着受外抹灰制约而导致的工期延长、对自身防水性能要求高，必须考虑特殊饰面材料从而导致成本增加幅度较大，可选用的外装饰方式收到制约等缺陷，但是明显存在以下不可替代的优势：
1、可以最大限度地杜绝冷桥从而提高建筑物总体保温性能；
2、可以较大幅度减少外墙面积从而增加使用面积；
3、可以不必特殊考虑结构安全性且有利于延长主体和维护结构的使用寿命；
4、施工工艺简单，质量控制较易实现且维修也比较方便。
因此，在三种节能墙体的实现方式中，外墙外保温应该作为首选方案。
事实上，在沈阳地区，外墙外保温方案也得到了大面积的应用，并且出现了众多系统提供外保温材料并负责施工的专业队伍，相比较下，夹心复合墙及外墙内保温方案应用不论是从绝对数量上还是发展速度上都远远不及外墙外保温方案。
二、外保温系统配置的基本性能要求
对外墙外保温方案而言，所选择的外保温系统除了要满足计算需要的热阻值外，还应考虑以下基本性能要求：
（一）安全性
一般而言，外保温系统由于存在着自重小（完整EPS系统重量≤15kg/m2，≤250kg/m3）且结构松软的特点，安全问题并不是十分突出，甚至容易被人忽略。
但是由于外保温系统处于主体结构之外，事实上其所受到的自重和风荷载作用并不能忽略，如果与主体结构的连接措施可靠度不足，则外保温系统整体脱落的可能性是完全存在的，我们也确曾看到过某项目西山墙部位的外保温整体剥落的事实。
因此，在选用外保温系统与主体结构的连接形式时，必须考虑其在自重及风荷载作用下的安全性。
（二）抗裂性
裂缝不但影响墙体的外观效果，对于外保温系统性能也极为不利。
裂缝的存在，本身就会降低保温系统的保温性能，同时由于裂缝存在，还会导致雨水渗漏，不但加剧保温性能降低，还会加速保温系统的老化变性，如果渗入保温层内部的水分不能及时排出，在冬天还会导致冻涨发生，可能会使保温系统自身或者是保温系统与主体结构的连接发生冻涨破坏。
一般说来，裂缝形成的原因主要有两方面，一方面是由于基层在各种应力作用（主体结构沉降、变形，抹灰层收缩或质量问题等）下产生裂缝，当裂缝宽度达到一定程度时，外保温系统无法抵抗和协调，最终使外保温系统也产生裂缝；另一方面就是保温系统自身的收缩和在各种外营力（温度、湿度、光照、冻融）作用下产生的应力超过保温系统自身的抵抗能力导致的裂缝。
因此，在确定外保温系统的系统配置时，必须充分考虑到各种材料和构造作法的抗裂性能和变形协调能力。
（三）防水性能
由于选用外墙外保温方案后，对框架结构而言，维护结构的墙体厚度变薄，且一般采用空心砌块，灰缝饱满度难以保证，因此，防止外墙雨水渗漏的重任必须完全依靠外保温系统自身的防水性能实现。
（四）适度透汽
要求外保温系统自身具有适度的透汽性能，一方面便于存留在墙体及外保温系统中的水分以水蒸气的形式及时排出，另一方面是便于室内的水蒸气通过墙体及时散发，以避免因室内湿度过大导致结露及使人产生不舒适感。
但是透汽性能也不是越大越好，冰点线内侧过大的透汽性能将导致水蒸气不断凝结而使冰点线不断向内推移，因此最理想的透汽性能设计是冰点内侧透汽性能适中，冰点外侧透汽性能越大越好。
而实际上要实现这一点是不可能的，因为冰点线的设计位置在苯板中间某个部位，要使苯板做到一侧透汽性大，一侧透汽性小，除非采用复合作法，否则无法实现，因此，比较现实的作法是尽量增大苯板外保护层的透汽性（见附图）。
（五）抗冲击性
外保温系统在工作状态中，不可避免地要受到各种原因造成的外力冲击，如硬物打击和雨水冲刷等，因此要求整个系统必须具有一定的表面硬度，并能有效吸收冲击能量，否则容易造成保温系统破坏。
（六）耐候性
由于外保温系统长期暴露在大气中工作，日照、风雨、冻融作用不可避免，因此必须有很强的耐候能力，要有较长的使用寿命，否则将会增加维修量。
（七）系统性
完整的外保温系统应该同时实现保温功能及装饰功能，因为外保温系统本身属于建筑物不可分割的一部分，并且处在建筑物的最表层，对建筑物的整体观感效果具有不可忽视的意义。
因此，完整的外墙外保温系统应该包括保温子系统和饰面子系统。
从外保温的实现方式来看，有两种作法，即粘接法（EPS外保温系统）和外挂法。
目前，在沈阳地区，运用比较成熟的外墙外保温系统还是EPS外保温系统，外挂法虽然也有一定的应用实例，但总量较少，时间较短，出现的问题也较多，还处在逐步完善阶段。
三、几种EPS外保温系统配置介绍及对比
目前，在沈阳地区从事专业EPS外保温系统配套供货及施工的队伍已为数不少，其中多数是从涂料经销和保温材料经销转行过来，据我们掌握的数据，在沈阳及周边地区有工程实例的主要有以下几家：
专威特、舒泰龙、中科隆信、辽河油田、欧文思克宁、沈阳华宇、新加坡特艺、申纽丽、上海凯钛等。
各家的系统配置五花八门，材料性能也存在着较大的差异，现将几种典型的系统配置及材料性能对比介绍如下。
（一）几种典型的系统配置
1、专威特系统
子系统
构造
材料
生产商
工艺作法
参考单价（墙面实贴面积）
保温
苯板粘接层
战力神胶：
32.5mpa水泥＝1：
2（重量比）
胶－专威特；
水泥－公源
点粘
92.00
保温层
18kg级发泡苯板80厚
凯隆
保护涂层
战力神胶：
32.5mpa水泥＝1：
1（重量比），中间夹4.0×4.0mm耐碱玻纤网格布
玻纤网－美国专威特
饰面
中涂一遍，面涂一遍
纯丙烯酸涂料
专威特
平涂
27.00
2、欧文斯科宁系统
子系统
构造
材料
生产商
工艺作法
参考单价（墙面实贴面积）
保温
苯板粘接层
特用粘接剂
欧文斯科宁
点粘加钉
115.00
尼龙膨胀钉
欧文斯科宁
保温层
27kg挤塑苯板50厚
欧文斯科宁
保护涂层
聚合物砂浆中间夹耐碱玻纤网格布
欧文斯科宁
饰面
底层
标准型质感涂料
FABRICO（上海）
粗糙质感
36.00
中层
无
面层
弹性外墙涂料
FABRICO（上海）
3、上海凯钛系统
子系统
构造
材料
生产商
工艺作法
参考单价（墙面实贴面积）
保温
苯板粘接层
纯丙烯酸乳液胶粘剂：
32.5mpa水泥＝1：
1（重量比）
乳液－上海凯钛；
水泥－冀东水泥
满批
88.00
保温层
18kg级发泡苯板80厚
沈阳中兴
保护涂层
纯丙烯酸乳液胶粘剂：
32.5mpa水泥＝1：
1.2（重量比）中间夹耐碱玻纤网
玻纤网－陕西玻纤厂
饰面
底层
无
粗糙质感
55.00
中层
带大理石颗粒的弹性纯丙烯酸防水涂层
上海凯钛
面层
纯丙弹性外墙涂料
上海凯钛
从上述几个典型系统配置方案来看，各家之间主要存在以下差异：
1、从苯板粘接层材料来看，有单组份和双组份两个流派，但目前仍以双组份为多；
2、从保温材料来看，有挤塑苯板和发泡苯板两种，但目前仍以发泡苯板为多；
3、从保护涂层来看，有聚合物砂浆和乳液胶泥两种，目前以聚合物砂浆为主；
4、从饰面系统来看，有配置专用饰面系统和简单平涂工艺两种，目前多数为简单平涂；
5、从保温系统与主体结构的连接方式来看，有点粘（或条粘）、点粘（或条粘）加钉、满批三种，目前以点粘为多。
（二）主要材料性能对比
1、粘接材料
主要性能指标
试验条件
检测数据
专威特
欧文
凯钛
中科隆信
辽河油田
沈阳华宇
申纽丽
压剪强度（MPa）
28d标养
23±2℃
3.9
无数据
14d1.94
3.45
2.44
1.9
0.91
28d标养后浸水
23±2℃浸水24h
1.5
无数据
14d＋7d1.80
1.83
2.50
1.8
0.56
28d标养后浸碱
饱和Ca（OH）2溶液浸泡4d
无数据
无数据
14d1.36
无数据
无数据
无数据
无数据
抗拉强度（MPa）
14d标养
23±2℃
1.5
无数据
7d1.01
1.12
1.31
1.2
1.19
14d标养后浸水
23±2℃浸水7d
0.65
无数据
0.97
0.78
0.85
0.7
0.78
14d标养后浸碱
饱和Ca（OH）2溶液浸泡4d
0.64
无数据
0.60
0.63
0.69
0.8
0.65
耐冻融
在－15～－20℃的冷冻箱中存放4h后取出立即放入15～20℃的水槽中融化时间不少于4h为一个循环
28d标养后压剪强度（Mpa）
无数据
50次冻融0.78
14d20次1.32
30次无龟裂、剥落
无数据
无数据
无数据
28d标养后抗拉强度（Mpa）
无数据
50次冻融0.64
无数据
14d20次0.32
14d50次0.4
无数据
2、保温材料
主要性能价格指标
参考值
XPS
EPS
导热系数（W/m.k）
0.028
0.038
吸水率（%）
1～2
3～5
抗压强度（kpa）
192
110
密度（kg/m3）
27
18
氧指数（％）
30
32
参考单价（元/m3）
1150
210
3、耐减玻纤网格布
主要性能指标
试验条件
检测数据
专威特
欧文
凯钛
中科隆信
辽河油田
沈阳华宇
申纽丽
抗拉强度（N/50mm）
经向
493
1334
1390
1596
1384
2500
无数据
纬向
720
1947
1580
1605
1141
2890
无数据
碱处理抗拉强度保持率（%）
100℃饱和Ca（OH）2溶液浸泡4h
经向
93
101
无数据
92
50
96
无数据
纬向
94
90
无数据
92
95
95
无数据
四、EPS外保温系统在沈阳公司的应用
（一）基本情况
沈阳万科地产公司2000年首次在花园新城一期工程应用EPS外保温系统。
最初的系统配置从里到外构造如下：
①墙体基层表面抹1：
2.5水泥砂浆找平；
②专威特粘接胶浆（战力神）：
32.5mpa水泥＝1：
2（重量比）粘接层点粘工艺；
③18kg苯板；
④战力神胶：
32.5mpa水泥＝1：
1（重量比），中间夹4.0×4.0mm耐减玻纤网格布；
⑤TOA或迪诺瓦外墙乳胶漆平涂两遍。
当时的施工组织方式是：
胶和网由甲方采购（甲供）、苯板甲方指定厂家和单价（甲控），保温系统施工由土建承包商负责，涂料由甲方外委施工（包工包料）。
当施工开始后，发现以下问题：
1、土建承包商普遍反映专威特提供的平米用量定额不够，且在人工费的计费额度上也与我们存在较大分歧；
2、由于土建承包商不够专业，且工期紧等原因，苯板粘贴完成后墙面打磨程度不够，对表面挂胶和网的技术掌握不到位，完工后墙面存在凹凸不平、露网等质量缺陷，最后不得不将平涂改为小拉毛以遮丑；
3、由于涂料属于甲方外委，对于基层的遮盖力和与基层的相容性得不到土建施工队和专威特的高度认同，再加上抢工期导致墙面未干透等原因，对于网格外露、涂料退色脱落等现象的质量问题界定很难达成一致意见；
4、由于节点设计不到位，细部处理不到位，导致后期产生结露、长霉等现象时有发生。
通过对新城一期的问题总结和对外保温系统的深化认识，2001年从新城二期开始，我们引入了上海凯钛的系统，当时主要的考虑是：
1、凯钛的系统比较完整，在饰面涂层中增加了一遍带大理石颗粒的纯丙底层（Stuccolast），由于该底层有一定厚度（1～3mm），能有效缓解由于苯板打磨不到位及苯板后期轻微变形导致的表面平整度差异和由于挂面胶时施工控制不到位而产生的局部露底现象；
2、凯钛的粘接材料、面胶、饰面涂层生产是系统化的，其母公司的产品在美国已有多年的应用历史，该厂的产品除大理石颗粒是产自国内外，其他的原料全部从母公司进口，并且严格按照母公司的配方进行生产，产品相容性的问题不大；
3、凯钛负责从保温一直到外饰面的全部施工，充分缩小了管理界面，有利于质量责任的区分和成本控制。
4、凯钛独特的满粘工艺比较有吸引力，我们认为，该工艺对于苯板粘接部位受力均衡性、减少风荷载破坏危害、减少一旦出现的墙面渗漏点串水现象都十分有利。
从2001年至今，新城二期、三期采用凯钛系统施工的建筑面积共计24.7万平方米，墙面面积达到12.4万平方米，从很大程度上改善了保温系统的外观缺陷，尤其是三期工程，外观平整度、垂直度阴阳角方正等指标都达到了较高的水平，而且，除了个别节点处理不合理部位外墙面上基本上看不到裂缝。
目前四季花城、金色家园两个项目也全面应用上海凯钛系统。
并在原有的基础上，研究开发EPS外墙外保温系仿面砖的施工工艺。
附表：
沈阳万科EPS外墙外保温应用面积情况
年度
花园新城
四季花城
金色家园
2000
一期
建筑面积
83000
外保温面积
41000
2001
二三期
建筑面积
164000
外保温面积
82800
2002
一期
建筑面积
91000
一期
建筑面积
46700
外保温
面积
45000
外保温
面积
23300
（二）EPS外保温系统应用的体会
通过对EPS外保温系统应用经验的总结及对EPS系统的进一步深化认识，我们认为，在外保温系统的应用中，必须充分重视以下几点。
1、建筑设计要点
1）必须统一考虑节能要求和建筑外观要求
建筑是凝固的艺术，富有冲击力的建筑外观也容易激发购房者的购买欲，因此不论是开发商还是建筑师在进行建筑外观设计时都全力求新、求特，希望建成的建筑物外形丰富，表现力强。
但是过于复杂的外形对于外保温是极为不利的，如果处理不当，将引发一系列问题，如结露、渗漏等。
另一个在建筑上需要考虑的因素是恰当的窗墙比，因为窗的散热能力是保温墙体散热能力的4～5倍，如果一个房间的窗面积过大，那么无论如何加强墙体的保温性能，对于房间热量的保持都是无济于事的。
2）必须有足够的设计深度和细度
在建筑节点构造设计上，对门窗口、阳台、空调位、挑檐、女儿墙、变形缝等部位，必须精心设计，一方面要尽量避免冷桥，另一方面还必须考虑到各种材料的变形差异，避免在各种因素导致的变形作用下，不同材料之间的交接处开裂。
在EPS系统的应用中，容易发生的问题主要是结露和渗漏，按我们目前的经验看，下面的节点必须高度重视。
2、材料选择要点
选用符合设计和相关标准的保温系统材料是保证工程质量的基础。
由于外墙外保温系统所用的材料既有有机材料，又有无机材料，因此除了必须考虑各种材料自身的物理化学力学指标之外，还必须充分重视各种材料之间的相容性和配套性。
目前国内外保温系统的材料生产厂家为数众多，但从我们招标的情况看，并没有执行一个统一的生产和检测标准，各家提供的检测数据也是五花八门，因此必须认真推敲，恰如其分的选择相关的材料性能指标。
在外保温体系中，下面指标是比较重要的，选用时尽量做到心中有数。
①粘接剂
要求固化时间短，剪压强度及抗拉强度高，经过碱处理和冻融处理后的剪压强度和抗拉强度；
②苯板
主要有导热系数，尺寸稳定性，吸水率，抗拉强度及抗剪强度，经过碱处理和冻融处理后的抗拉强度、抗剪强度和导热系数；
③玻纤网
抗拉强度，弹性模量、经过碱处理后的抗拉强度，弹性模量；
④抹面胶浆（与玻纤网共同）
与苯板的拉伸粘结强度；经过浸水处理后与苯板的拉伸粘结强度，经过冻融处理后的拉伸粘结强度，断裂伸长率，水蒸气渗透阻；
⑤外饰面系统
粘结强度，耐洗刷性，耐碱性，耐水性，耐老化性，耐温变性，断裂伸长率，经碱处理后的断裂伸长率，水蒸气渗透阻
注：
目前国内对于EPS外保温体系及其材料的主要判定和检测参考依据如下：
粘接剂：
Q/DHJ.J02.01-2001（国际标准）——强力水泥胶垂直拉伸粘结强度，压剪粘结强度；
《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统（征求意见稿）》——水泥胶拉伸粘结强度，压剪粘结强度；
GB/T12954－1991——拉伸粘结强度；
JC/T547-1994——胶粘剂、底涂及表面找平剂压剪胶接强度；
聚苯板：
GB10801－1989；
QB/T3807－1999；
玻纤网：
GB/T7689.5－2001——拉伸断裂强力，断裂伸长率；
外保温系统：
GB/17146——水蒸气传递阻；
《UEAtcEPS外保温坚定指南》——抗冲击、不透水性。
3、施工组织要点
1）优先考虑系统化专业化的队伍
外保温系统涉及到的材料品种繁多，工序也不少，如果组织管理不善，出现质量问题，极易出现扯皮现象。
尽量缩小管理跨度，使质量责任人明确化是有效的手段，在条件允许的前提下，寻求一家既负责供货、又负责外保温及外饰面施工的专业队伍是一个最佳方案，一方面可以有效界定质量责任，另一方面能够充分照顾到各种材料的兼容性问题。
2）强化技术培训
目前外墙外保温系统刚刚开始普及应用，设计和施工还缺少理论和实践的经验。
通过技术培训，了解外墙外保温系统的基本原理，掌握施工工艺和质量标准。
3）样板引路
外保温大面积施工前，要做样板工程，每道工序、每个构造节点要有样板。
通过样板的操作，统一思想、统一认识、统一标准。
五、目前EPS外保温系统应用中的局限性
虽然沈阳公司在EPS外保温系统的应用中已经具备一定的宏观把控能力，但是，在实际的应用过程中，我们仍然感觉到EPS外保温系统或者是我们对EPS外保温系统应用的认识还是非常有局限性的，具体表现在以下几个方面：
（一）我们还没有掌握EPS外保温系统的结构安全度和使用寿命的分析计算理论。
由于受此制约，
1、我们在对于苯板粘接工艺采用满粘、点粘（或条粘）或点粘加钉三者之间孰优孰劣尚未形成统一认识，对各种工艺的潜在风险也缺乏足够的预知能力；
2、对于EPS外保温系统在高层建筑上的应用的信心缺乏理论计算依据；
3、对于EPS外保温系统的表面装饰作法不敢轻易突破传统方式（涂料），无法满足建筑设计采用贴面砖方式以增加建筑表现力的要求，今年研究开发的涂料仿面砖的装饰作法，实际上是被迫选用的一种“瓜菜代”的手段。
（二）我们还没有从本质上掌握EPS外保温系统中各种材料在系统中的工作机理和对各项性能指标的最佳要求。
受此制约，我们在选用材料时只能是对各项性能指标要求都越高越好，对系统的配置（如是否必须采用Stuccolast）也是从保险角度出发，但是这些指标也好、这些配置也好，究竟我们选用得是否是最经济的？
又是否真的足够满足EPS外保温系统的需要了呢？
我们确实没有肯定的答案。
现在的系统配置，实际上只是根据从可获得资源中选用价格性能比最优的产品的原则确定的，是被动选择而不是主动选择的。
（三）对节点构造的处理手段尚处于摸索和验证阶段，还有较多考虑不周到的地方，在保温性能上概念设计多余于计算设计。
六、节能墙体作法发展方向的探讨
（一）外挂式外保温体系
应该说，节能墙体的三种作法（夹心复合墙、外墙内保温、外墙外保温），各有各的缺陷，但也各有各的优势，虽然目前应用外墙外保温的方案已经逐渐成为主流，尤其是现阶段大家都自觉或不自觉地选用外墙外保温中的粘贴作法，并且多渠道开发出各种材料、配置、工艺，但是粘贴作法的局限性（缺乏系统的理论计算体系、缺乏严谨的经过足够实践验证的材料标准、对装饰作法的较大制约等）并没有得到根本性解决。
在外墙外保温方案中，其实还有一种目前虽然还处于完善阶段，但是未来极具发展前景的作法——外挂式外保温体系。
该方案的优越性是：
1、采用机械连接，受力计算明确，可以根据现有的力学计算理论进行安全性设计；
2、采用传统的材料（钢板网、水泥砂浆、钢制连接件等），材料理化性能指标为广大工程及设计人员熟悉，系统的耐久性和相容性经过充分的实践验证；
3、采用传统操作
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