岩棉外保温墙体在住宅建筑中的应用

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伊敏河矿区位于内蒙古东北部,由于地处的高纬度和经常受西伯利亚强冷空气影响,冬季气候严寒,最低气温低于-40℃,寒冷的1月份平均气温为-28℃,整个冬季取暖期长达七个月。
寒冷气候给矿区的生产建设和人民生活带来诸多不便,也给房屋建筑提出了许多值得研究、探索的课题,其中改造传统外墙构造,以提高建筑保温性能和降低能源消耗就是一个很重要的方面。
由于以往技术、经济条件所限,房屋建筑大多是采用普通实心砖外墙作为围护结构,这种墙体具有施工简便、可以就地取材等优越性。但长期以来的实践证明,这种墙体不能适应北方严寒地区的情况,主要是它的保温性能差,需三砖半以上的墙体厚度才能满足要求,而且多数墙体内表面长期潮湿结露,产生霉斑,甚至掉皮脱落,影响美观和正常使用。另外,墙体厚度占用建筑面积较多,减少了建筑平面的有效利用。同时,由于建筑标准偏低,墙体保温性能不好,势必造成供热负荷大和能源消耗较多的现状,这对于我们取暖期长达七个多月的地区来说,情况更为不利。
近几年来,国家把“节约能源”工作作为加速国民经济发展的一项长期战略方针,建筑能耗约占全国总能耗的1/4,建筑节能是国家节能工作的重要组成部分。当前,国家已陆续颁布了《民用建筑热工规程》、
《民用建筑节能设计标准》等规程和规定,要求各地贯彻和落实执行。因此,建筑保温和节能,势在必行。1岩棉外保温复合墙体的采用与效果搞建筑的保温和节能,如用增加外墙厚度的办法是不经济的,因而,必须另择新路。
我们在东煤公司基建局、矿区指挥部和有关领导的积极倡导和支持下,进行了一次技术革新的大胆尝试,在我们矿区1988年I类住宅设计中首次采用了“岩棉外保温复合墙体”作为建筑外围结构,建造了每栋建筑面积为247m2的两栋楼,在交付使用后两年多的时间里,对住户进行了多次回访调查,
1992年又由中国建研院物理所对该楼进行了热工测试,初步鉴定分析证明,这项实验工程基本达到了预期保温效果。外保温复合墙体的实用效果可以大致总结以下几点:住宅室内采暖温度比较正常和稳定,二层楼以上住宅温度最高可达25℃左右,条件稍差的底层住户一般也不低于16℃;室内外墙内表面均无结霜、结露和产生冷桥现象,手感觉不凉,不潮湿;热工测试是选择在住宅底层西山墙的住户进行的。我们用北居室的23号室温测点,73号南室室温测点分别与北居室北墙面、南居室南墙面的内墙面中心测点相对照分析表明,室温和内墙面的温差均小于6℃,符合《民用建筑热工规程》中关于围护结构保温设计的规定;改进后的墙体厚度减少了,就等于相应增加了有效实用面积,和过去同类型住宅相比确有宽敞舒适之感;复合墙体的各构造层次结合牢固。钢板网抹灰装修无掉皮脱落现象,局部装修面有轻度裂缝,但对保温墙体的使用功能并不影响。经两年多的实际观察发现,复合墙体的各构造层次在任何季节里能保持干燥状态,并不存在潮湿现象。
2墙体构造
复合墙体结构见附图,内里24cm砖墙承重,砖墙内每隔半米预埋外挑钢筋承重挂岩棉板、钢板网,然后抹灰装修。主墙面岩棉厚度为5cm,门窗外框包角用3cm厚岩棉。
为了防止出现冷桥,我们用挑梁承重的方式把阳台台板、屋檐板等处与外墙断开,用岩棉板填充缝隙,做到保温层不间断,实用效果很好。
岩棉板具有保温、隔热、隔音、不吸水、不燃烧等优点,是寒冷地区较理想的保温材料。岩棉的导热系数2=0.4kcal/m·
h·k,属于轻质高效的保温材料。保温墙体热工性能计算结果是:热阻R=1.86m·h℃/kcal;传热系数K=1/R
=0.54。
把保温层置于主体结构外侧,主要有以下优越性:
对主体结构有保护作用,可以减少温度应力及冻融交变的影响,提高结构的耐久性,延长使用寿命;外保温有利于室内水蒸气通过复合墙体向外散发。这是因为冬季采暖期室内外湿度和相对湿度差而形成了室内外水蒸汽分压力差,在压力差的作用下,水蒸汽便从室内通过围护结构向室外扩散渗透,将导热系数小、蒸汽渗透系数大的保温层置于主体结构的外侧,正符合围护结构中“进难出易”的原则,其结构本身就是具有防止内部冷凝、避免墙体材料受潮的功能;外保温有利于防止复合墙体的弱点产生热桥(俗称冷桥),防止表面出现结露,如外墙角、内外墙连结处等结点部位,外保温做法就有利于防止弱节点部位热桥的产生;保温层置于主体结构外侧,对房间的热稳定度有利。由于主体材料(砖墙体)的热容量远比保温材料(岩棉板)大,保温层在外侧,主体结构在室内一侧,当供热不均衡时可以保证围护结构表面温度不至于急骤下降,从而不会使室温很快降低,室内具有较为稳定的热环境。3结语
490cm砖墙住宅热耗为95.5kcal/h,岩棉保温住宅热耗为66.8kcal/h,减少热耗30%。按标准计算两栋岩棉保暖住宅楼每年节省采暖费用为8827元。平均每户年节能费用91.6元。
保温住宅楼1988年决算价格为360元/
m2,49cm砖墙住宅楼1985年决算价格为347.44元/m2,前者提高工程造价3.6%。因为近几年来原材料及施工费用提价幅度远远超过3.6%,所以,按照可比价格核算实际应该是降低了造价。
岩棉保温楼每户实用面积增加2~3m°,平面利用率增加4~6%。按每户增加2.5m2计算,增加实用面积折合节省工程造价为83385.6元。
我们本着贯彻国家“节约能源”的经济方针和提高设计水平、改善人民生活环境的意愿,经过几年来的探索与实践,在各方面的积极支持下,实施了“岩棉外保温墙体”这个技术革新项目,总的来说是成功的。但是,也还存在以下一些不足的方面,有待改进。
如:
岩棉板有些部位对缝不严密,影响保温效果,应加强施工质量管理;外墙装修保护层有轻度裂缝,应改善抹灰砂浆配比,采用聚合物砂浆提高饰面层的抗拉、抗裂性能;底层住宅由于邻近单元入口和受半地下菜窖的冷气影响,室温稍低,地面显凉,应该在底层地面适当增铺保温材料层,并改入户门为保温门,这样才有利于提高室内保温性能。

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