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建筑干式饰面的保温构造
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建筑干式饰面,是相对于使用砂浆(包括建筑胶)抹面或粘贴饰面的“湿式”施工方式而言的。此种分类方式是笔者在日本进修时日方对外墙外保温的分类方式,区别是饰面层与保温层间会形成空气层。国内常用的不透明幕墙外墙外保温系统就是此种方式的典型做法,包括金属和石材幕墙、人造板材幕墙以及PVC挂板(连环甲)等饰面与保温层、主体结构通过固定件干挂的技术。（参考《建筑中文网》）
与湿式外保温系统相比,干式饰面技术将饰面材料与主体结构通过预埋件、龙骨、固定件可靠连接,荷载传导更明确清晰,提高了外饰面安装的牢固度和安全性,建筑效果好。因为设置龙骨,在饰面材料与保温材料间能形成与室外连通,可流动的空气层,可以提高墙体的保温效果,也因为设置龙骨,会局部削弱保温层,产生热桥,并且如果保温材料选择不当或保护不利在施工中会引起火灾,因此应特别注意保温材料选择和节点的构造。
1 对保温层的影响
1·1 降低夏季环境温度,提高保温系统耐久性
在常用的保温材料(聚苯板、挤塑板、硬质聚氨酯喷涂)增强网聚合物砂浆薄抹灰外保温系统中,外保温隔热体系被置于外墙外侧,保温层外侧的抗裂防护层只有3~10mm,直接承受来自自然界的各种因素影响,因为保温材料具有较大的热阻,保护层的热量不易通过传导扩散,夏季在阳光照射下,外保温抗裂保护层温度变化速度比无保温情况下主体外侧温度变化速度提高了8~30倍,温度可高达80℃。而当聚苯板的温度超过70℃时,聚苯板会产生不可逆的热收缩变形,造成较为严重的开裂变形。这种情况在干燥高温地区及天气变化较快的多暴雨地区比较明显。直射的紫外线、空气中的氧气、二氧化碳和水分的作用会破坏保护层的有机粘结材料,加快了苯板等保温材料的老化并影响系统的耐久性。这也是在工程实例中,受阳光直射的外墙更易产生裂缝的原因。
干式饰面层在夏季对保温层起到了很好的遮阳、隔热作用,保温板外形成的流动空气层,也能减少太阳辐射的影响,降低保温层表面温度,并通过空气的流动带走饰面层受热后产生的热量,有效地避免保温层变形和保护层的开裂,提高保温系统耐久性。
1·2 减少墙体气密性及雨水渗透对保温性能的影响
正常情况下,无论是采用砖混、框架还是钢筋混凝土剪力墙承重,建筑主体结构的热阻都较大,气密性较高,蒸汽渗透阻使室内水蒸气在饰面层和保温材料之间不会产生冷凝水,保温材料冷凝受潮增量不大,不会影响保温效果。但实际施工中,当采用砌筑承重砖、砌块,尤其是框架填充墙时,经常会出现灰缝不饱满的现象,使建筑的气密性大大降低,冬季室内水蒸气会通过灰缝渗透进苯板内侧,造成保温材料受潮,降低保温效果,如果此时饰面层不透气,水蒸气没有出路,还会产生冻融,造成饰面层开裂、空鼓,直至脱落。同时当饰面保护层开裂后,雨水甚至积雪融水也会渗入保温层,造成透水透寒,并加速开裂空鼓的产生。哈市松北某2004年建成的大型小区,在2008年就发现多处外墙渗水现象,因找不到渗漏点,维修困难。哈市的哈建质发[2009]17号文件要求在基层墙体外侧用20厚1:3水泥砂浆找平后方可施工保温层,也是为了避免此类现象的发生。
当采用饰面层干挂后,保温材料外侧是流动的空气,会持续带走水蒸气,保持保温层的干燥,维持保温层的持久保温效果;饰面板材的接缝是开放式的,空气层与外界空气等压,能有效地防止雨水渗入流动空气层,更不会渗入保温层。
1·3 局部减少保温层厚度,易产生热桥
无论何种饰面,干挂时均需要以螺钉、挂件等钉固到一定间距的龙骨上,龙骨则通过预埋件与主体结构连接,这样就会局部穿透保温层,并在龙骨处减薄保温层,局部产生“热桥”或加大局部外墙的传热系数。
1·4 施工中更易产生火灾
当采用钢结构龙骨时,施工中一般工艺为立主龙骨-铺设保温层-焊接次龙骨-安装连接件及板材,如果采用泡沫类保温材料,焊接火花极易引燃保温材料引发火灾。
2 干式饰面的一般构造
构造方式视外饰面材料的种类而定。一般外饰面材料包括人工板材、钢板、石材、干式面砖等。当采用压型钢板或PVC挂板等自身有凹凸,可形成通气层的材料时,多用导热系数小的塑料、木制龙骨,在保温板外侧留设沟槽,压入保温板与之平齐,将饰面板材钉固在龙骨上。市场上成套系统技术成熟,有专用各种边角、端头、收口等配件,固定件采用工程塑料制作,能隔绝热桥,系统完备。
饰面板为铝塑板、水泥纤维板等轻质板材时,采用轻钢龙骨,设于保温层外侧。利用龙骨空隙形成横向或竖向通长的空腔作为通气层,龙骨用五金件固定于主体墙上,其配套五金件多采用工程塑料钉等断桥技术。
石材的干挂是经常使用的外装饰做法,空气层较大,一般用聚氨酯发泡隔断龙骨热桥;干式面砖与干挂石材接近,面砖的配套背板干挂在龙骨上,背板上的沟槽用以固定面砖,并辅以胶条,保证其牢固,面砖的缝隙用胶浆勾缝,避免雨水渗入。
保温材料在施工现场安装,多采用苯板、挤塑板、聚氨酯板等,采用粘贴法或锚固法固定在主体外墙上。应设保护层,其作用仅用于防潮、防老化,并有利于施工及使用过程中的防火。
选择其他透湿性高的保温材料也可以,如岩棉、玻璃纤维、矿棉等,采用机械固定方式固定在主体外墙上,优点是防火性能好。
3 设计中应注意的要点
以某办公楼设计为例介绍石材幕墙设计中应注意的要点。
3·1 材料的选择及构造
办公楼为12层,框架结构,层高3·6m,办公室开间3·9m,填充墙为混凝土空心砌块,外饰面为石材幕墙。保温材料选择成品玻璃棉毡,燃烧性能为不燃材料A级,消除了火灾隐患。成品棉毡外表面外覆防风防水透气膜,使材料中的水汽可被空气带走;在内表面设置隔汽膜,防止室内水蒸气渗入。这是因为低密度的棉质建筑保温材料在使用过程中极易吸潮,从而造成导热系数的大幅度升高,影响保温效果。
玻璃棉导热系数0·039W/m2·k,经计算厚度为85mm时,可以满足外墙传热系数0·45W/(m2·k)的要求,考虑混凝土梁柱部位及主龙骨处保温为50厚聚氨酯发泡等因素,采用加权平均,设计厚度为100mm,此时外墙传热系数为0·425W/(m2·k)。
施工时在框架梁上预埋200×150×8钢板,间距1·5~2·4m,梁上下各一处;角钢角码成对与预埋板焊接;在角码空隙内喷涂50厚聚氨酯发泡后,用螺栓通过角码固定竖向8#槽钢主龙骨,龙骨与墙体间留50mm空间,喷涂50厚聚氨酯发泡保温;将玻璃棉毡用尼龙锚栓与墙梁固定,数量为5~7个/m2;用螺栓通过主龙骨固定成对角钢角码,间距与石材尺寸相符,为600mm,用螺栓固定角码另一端与5#角钢横向次龙骨;安装L型铝合金主挂件、背槽式U-2型锚固件,安装30厚花岗岩火烧板见图1。
3·2 设计要点
保温材料厚度计算应考虑热桥部位的加权,居住建筑还应考虑线传热系数的影响,适当增加墙体主断面保温厚度。要注意对易产生热桥的附墙构件,如龙骨埋件、连接件等做好构造处理,主龙骨与墙(梁)之间应留有空间,放置保温材料;次龙骨在保温层外侧或包裹在保温层之间;预埋件均在保温层内侧;连接件采用包裹措施。施工中保温材料安装后,钢结构的连接应尽量采用螺接,避免电焊火花引燃保温材料。
4 结语
建筑干式饰面是建立在可回收利用基础上的饰面多样化的做法,在安全、耐久、美观方面有不可替代的优势,应用前景广阔。 来源: 《建筑中文网》.
与湿式外保温系统相比,干式饰面技术将饰面材料与主体结构通过预埋件、龙骨、固定件可靠连接,荷载传导更明确清晰,提高了外饰面安装的牢固度和安全性,建筑效果好。因为设置龙骨,在饰面材料与保温材料间能形成与室外连通,可流动的空气层,可以提高墙体的保温效果,也因为设置龙骨,会局部削弱保温层,产生热桥,并且如果保温材料选择不当或保护不利在施工中会引起火灾,因此应特别注意保温材料选择和节点的构造。
1 对保温层的影响
1·1 降低夏季环境温度,提高保温系统耐久性
在常用的保温材料(聚苯板、挤塑板、硬质聚氨酯喷涂)增强网聚合物砂浆薄抹灰外保温系统中,外保温隔热体系被置于外墙外侧,保温层外侧的抗裂防护层只有3~10mm,直接承受来自自然界的各种因素影响,因为保温材料具有较大的热阻,保护层的热量不易通过传导扩散,夏季在阳光照射下,外保温抗裂保护层温度变化速度比无保温情况下主体外侧温度变化速度提高了8~30倍,温度可高达80℃。而当聚苯板的温度超过70℃时,聚苯板会产生不可逆的热收缩变形,造成较为严重的开裂变形。这种情况在干燥高温地区及天气变化较快的多暴雨地区比较明显。直射的紫外线、空气中的氧气、二氧化碳和水分的作用会破坏保护层的有机粘结材料,加快了苯板等保温材料的老化并影响系统的耐久性。这也是在工程实例中,受阳光直射的外墙更易产生裂缝的原因。
干式饰面层在夏季对保温层起到了很好的遮阳、隔热作用,保温板外形成的流动空气层,也能减少太阳辐射的影响,降低保温层表面温度,并通过空气的流动带走饰面层受热后产生的热量,有效地避免保温层变形和保护层的开裂,提高保温系统耐久性。
1·2 减少墙体气密性及雨水渗透对保温性能的影响
正常情况下,无论是采用砖混、框架还是钢筋混凝土剪力墙承重,建筑主体结构的热阻都较大,气密性较高,蒸汽渗透阻使室内水蒸气在饰面层和保温材料之间不会产生冷凝水,保温材料冷凝受潮增量不大,不会影响保温效果。但实际施工中,当采用砌筑承重砖、砌块,尤其是框架填充墙时,经常会出现灰缝不饱满的现象,使建筑的气密性大大降低,冬季室内水蒸气会通过灰缝渗透进苯板内侧,造成保温材料受潮,降低保温效果,如果此时饰面层不透气,水蒸气没有出路,还会产生冻融,造成饰面层开裂、空鼓,直至脱落。同时当饰面保护层开裂后,雨水甚至积雪融水也会渗入保温层,造成透水透寒,并加速开裂空鼓的产生。哈市松北某2004年建成的大型小区,在2008年就发现多处外墙渗水现象,因找不到渗漏点,维修困难。哈市的哈建质发[2009]17号文件要求在基层墙体外侧用20厚1:3水泥砂浆找平后方可施工保温层,也是为了避免此类现象的发生。
当采用饰面层干挂后,保温材料外侧是流动的空气,会持续带走水蒸气,保持保温层的干燥,维持保温层的持久保温效果;饰面板材的接缝是开放式的,空气层与外界空气等压,能有效地防止雨水渗入流动空气层,更不会渗入保温层。
1·3 局部减少保温层厚度,易产生热桥
无论何种饰面,干挂时均需要以螺钉、挂件等钉固到一定间距的龙骨上,龙骨则通过预埋件与主体结构连接,这样就会局部穿透保温层,并在龙骨处减薄保温层,局部产生“热桥”或加大局部外墙的传热系数。
1·4 施工中更易产生火灾
当采用钢结构龙骨时,施工中一般工艺为立主龙骨-铺设保温层-焊接次龙骨-安装连接件及板材,如果采用泡沫类保温材料,焊接火花极易引燃保温材料引发火灾。
2 干式饰面的一般构造
构造方式视外饰面材料的种类而定。一般外饰面材料包括人工板材、钢板、石材、干式面砖等。当采用压型钢板或PVC挂板等自身有凹凸,可形成通气层的材料时,多用导热系数小的塑料、木制龙骨,在保温板外侧留设沟槽,压入保温板与之平齐,将饰面板材钉固在龙骨上。市场上成套系统技术成熟,有专用各种边角、端头、收口等配件,固定件采用工程塑料制作,能隔绝热桥,系统完备。
饰面板为铝塑板、水泥纤维板等轻质板材时,采用轻钢龙骨,设于保温层外侧。利用龙骨空隙形成横向或竖向通长的空腔作为通气层,龙骨用五金件固定于主体墙上,其配套五金件多采用工程塑料钉等断桥技术。
石材的干挂是经常使用的外装饰做法,空气层较大,一般用聚氨酯发泡隔断龙骨热桥;干式面砖与干挂石材接近,面砖的配套背板干挂在龙骨上,背板上的沟槽用以固定面砖,并辅以胶条,保证其牢固,面砖的缝隙用胶浆勾缝,避免雨水渗入。
保温材料在施工现场安装,多采用苯板、挤塑板、聚氨酯板等,采用粘贴法或锚固法固定在主体外墙上。应设保护层,其作用仅用于防潮、防老化,并有利于施工及使用过程中的防火。
选择其他透湿性高的保温材料也可以,如岩棉、玻璃纤维、矿棉等,采用机械固定方式固定在主体外墙上,优点是防火性能好。
3 设计中应注意的要点
以某办公楼设计为例介绍石材幕墙设计中应注意的要点。
3·1 材料的选择及构造
办公楼为12层,框架结构,层高3·6m,办公室开间3·9m,填充墙为混凝土空心砌块,外饰面为石材幕墙。保温材料选择成品玻璃棉毡,燃烧性能为不燃材料A级,消除了火灾隐患。成品棉毡外表面外覆防风防水透气膜,使材料中的水汽可被空气带走;在内表面设置隔汽膜,防止室内水蒸气渗入。这是因为低密度的棉质建筑保温材料在使用过程中极易吸潮,从而造成导热系数的大幅度升高,影响保温效果。
玻璃棉导热系数0·039W/m2·k,经计算厚度为85mm时,可以满足外墙传热系数0·45W/(m2·k)的要求,考虑混凝土梁柱部位及主龙骨处保温为50厚聚氨酯发泡等因素,采用加权平均,设计厚度为100mm,此时外墙传热系数为0·425W/(m2·k)。
施工时在框架梁上预埋200×150×8钢板,间距1·5~2·4m,梁上下各一处;角钢角码成对与预埋板焊接;在角码空隙内喷涂50厚聚氨酯发泡后,用螺栓通过角码固定竖向8#槽钢主龙骨,龙骨与墙体间留50mm空间,喷涂50厚聚氨酯发泡保温;将玻璃棉毡用尼龙锚栓与墙梁固定,数量为5~7个/m2;用螺栓通过主龙骨固定成对角钢角码,间距与石材尺寸相符,为600mm,用螺栓固定角码另一端与5#角钢横向次龙骨;安装L型铝合金主挂件、背槽式U-2型锚固件,安装30厚花岗岩火烧板见图1。
3·2 设计要点
保温材料厚度计算应考虑热桥部位的加权,居住建筑还应考虑线传热系数的影响,适当增加墙体主断面保温厚度。要注意对易产生热桥的附墙构件,如龙骨埋件、连接件等做好构造处理,主龙骨与墙(梁)之间应留有空间,放置保温材料;次龙骨在保温层外侧或包裹在保温层之间;预埋件均在保温层内侧;连接件采用包裹措施。施工中保温材料安装后,钢结构的连接应尽量采用螺接,避免电焊火花引燃保温材料。
4 结语
建筑干式饰面是建立在可回收利用基础上的饰面多样化的做法,在安全、耐久、美观方面有不可替代的优势,应用前景广阔。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201101/14670.htm
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