高层建筑保温砂浆外墙面开裂的原因探析

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摘 要：高层建筑无机保温砂浆外墙保温系统产生开裂有多种可能的因素,在分析各主要影响因素的基础上,指出应关注各主要材料的性能指标与施工工艺的要求以及管理层面的因素,以保证建造过程的各个关键环节得以正确的进行,使建筑外墙整体的保温节能效果达到预期目标.

关 键 词：高层建筑；外墙开裂

中图分类号：TU755.7

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）01-0104-01

1前言

建筑节能是实现我国节能战略的重要途径之一,是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分.建筑通过外墙消耗的热量占建筑总热耗的1/3多,高层建筑由于其高度的原因,在相同条件下热能耗要比多层建筑高.众所周知,在城市地价日益攀升的背景下,加上土地开发要考虑综合效益及节能、节地、节水的大政方针,城市中高层建筑的建设在近十年来一直呈现出持续快速的发展状态,其节能效果的好坏直接影响着国家总体节能目标的完成情况,其重要性不言而喻.另一方面,由于建成后的高层建筑其外墙维护远比多层建筑困难,从这个角度上说,做好高层建筑外墙保温体系,使之不致因外墙产生破坏性裂缝而影响建筑实际的保温效果,具有十分重要的意义.

公消[2011]65号文件的规定使无机保温砂浆成了建筑外墙保温材料的首选.另一方面,由于安全的原因,规定建筑物高度超过24米即不允许使用面砖、板材一类的易因掉落伤人的材料,在这种情况下,高层建筑大都以各种外墙涂料做面层,也是由于涂料相对来说易于施工,装饰效果好,造价适中等优点.由于建筑外墙保温节能体系要能承受较长时间的风吹、日晒、雨淋、酸雾等因素的侵扰,这对保温系统中各种材料的性能及质量、施工工艺、各层材料组合后的整体性能等提出了严格的要求.任何一个环节出现问题均可能导致建筑外墙出现不同程度的裂缝、空鼓甚至渗水、剥落的现象,这些问题无疑会影响建筑外观,破坏建筑整体保温节能效果,甚至影响建筑物的寿命,也对室内使用者的舒适度产生不同程度的影响.基于上述原因,研究高层建筑保温砂浆外墙开裂的影响因素具有重要的现实意义.

2调研与分析

通过实际调查发现,高层建筑建成使用几年后外墙出现不同程度裂缝的情况不在少数.有的外墙裂缝甚至清晰可见（图1）,而多数裂缝是不为人所注意的（图2）.绝对不产生裂缝的外墙是不存在的,我们所关注的是裂缝的大小.一般而言,裂缝可分为破坏性裂缝与非破坏性裂缝.前者可导致建筑外墙的渗水、透风,降低建筑的整体保温节能效果,影响建筑室内的舒适度；后者属于建筑外墙保温体系随着时间的推移而产生的正常变化,这种裂缝对建筑外墙的保温节能效果影响基本上可以忽略,文中所说的建筑裂缝是指破坏性裂缝.

除去由于地基不均匀沉降而引起的建筑外墙开裂现象外,造成无机保温砂浆外墙开裂的可能性有多种,这主要是由于建筑外墙保温系统（图3）是由多种不同的材料通过不同方式与工艺组成的,也包括了在不同气候条件下施工造成的差异,任何一个环节出了问题都会影响建筑外墙整体保温节能的效果.根据实地调查与走访工地技术员、设计师等相关人员,认为从材料和施工层面特别要注意以下几个环节：

2.1界面剂.该种材料的作用是保证无机保温砂浆保温层与墙体基层的黏结强度,在排除施工工艺方面的因素外,其强度大小直接影响建筑外墙会不会产生空鼓、甚至剥落的情况.这一构造层的关键是除了保证材料的质量外还要严格按照施工工艺要求进行.

2.2抗裂砂浆是外装饰层的基面层,对保温层的抗裂、保温效果得到进一步的保护与加强,其关键之处是严格按照配方要求,控制各种材料的比例以及抹面的厚度,而厚度不均匀则会导致表面吸热后产生较大的应力,从而影响该层材料的防裂效果.

2.3玻纤网格布的主要功能是增强抗裂砂浆层的拉伸强度,分散建筑外墙因温度变化等原因而产生的局部应力,从而有效的防止破坏性裂缝的产生.由于抗裂砂浆呈碱性,所以网格布的耐碱性应作为重要指标未考虑.常见的问题是施工中以普通网格布代替耐碱网格布,这样就会导致建成后一年内网格布粉化而失去其拉伸强度.由于网格布是铺设在结合层内,属于隐蔽工程,其效能如何只能在看到外墙切面后才可以判断,所以严把材料的质量关与施工操作步骤是其关键.

2.4柔性耐水腻子主要是对防裂砂浆或保温层面层的进一步找平,为建筑外墙饰面层涂料提供合格的基层,并增强面层涂料与墙体的黏结强度.该层的关键是耐水腻子的产品质量与施工工艺.

2.5外墙涂料作为建筑外墙最外面的一层,其种类多,性能指标也各不相同.近年来外墙涂料不断有新品种推出,尤其值得关注的是外墙弹性乳胶漆这种材料,其良好的弹性及较好的耐候性,对于防止建筑外墙的开裂具有较好的保护作用.无论外墙面层材料怎样发展,作为长时间直接暴露在各种大气物理环境下的材料,在价格合适的情况下其耐候性、抗裂性仍是最重要的指标.另外也要注意选用的乳胶漆其强度等级尽量与无机保温砂浆强度等级接近,而不是强度越高越好.因强度等级差距过大造成对温度应力的反应不一致也是导致外墙保温层开裂、空鼓甚至剥落的重要原因.所以在预防外墙保温系统开裂方面二者强度的匹配度才是最重要的.

2.6锚固件对于高层建筑外墙保温层的牢固与稳定也很关键.一般而言,高层建筑因其高度原因,迎风面产生的风压对外墙的保温系统稳定性影响相对较小,而负压所产生的吸力会影响保温层与基层墙体的黏结牢固度,可能会导致二者之间产生缝隙,甚至引起保温层的开裂、剥落.常见的问题是锚固件的质量性能达不到相应的技术要求用、或锚固件的钉入深度过浅而减弱保温系统与基层墙体之间的结合牢固度.

2.7以长沙地区的建筑东西墙面为例,夏季昼夜温差可达40度左右,这种反复的热胀冷缩加上因雨雾等干湿交替循环对表面材料的抗裂性能及抗疲劳性能都是很大的考验.基于此,选取合适的外墙保温节能方案,并对各种材料的性能指标相配度进行精心的比较与选择,是避免高层建筑外墙产生破坏性开裂的又一关键.

2.8案例的实际调研情况表明,单纯的建筑外墙外保温或者外墙内保温体系都有各自的优点与不足,而采用二者相结合的保温作法在总体保温节能效果方面得到较好的保证.这种组合保温形式避免了结构性冷热桥等不利因素的基础上,对于防止外墙保温层的开裂、提高与基层墙体的黏结强度与整体安全性均有显著的优点.

2.9预防高层建筑外墙开裂的另一个容易被忽视的是外墙分格缝的设置要求.这一点尽管在各地方性建设主管部门颁布的相应标准图集中有明确的说明,但由于不是强制性的条文,所以在设置墙面分格缝时建筑师更多的是依据美学的考虑,而忽略不同的面层材料特性对分格缝设置的间距要求,合理的设置分格缝能避免因温度应力而引起的无机保温砂浆保温体系产生破坏性裂缝,这一点尤其值得设计师关注.

在管理层面,不少项目为了赶工期而人为的提高建设速度,这种现象在我国建筑界并不少见.而从技术的角度看,要求建筑外墙每天砌筑的高度控制在1.8m以下是合适的,这一点实际上却不一定得到严格的保证,这种情况也是导致高层建筑外墙开裂的原因之一.

3结语

影响高层建筑外墙保温体系开裂的原因是复杂多样的,建筑材料、施工工艺、管理决策等任何一个环节出了问题都可能引起墙体的开裂.高层建筑由于其高度的原因,使得外墙维护工作较多层建筑困难的多,而且从修补后的实例来看,其整体的保温节能、防水、防风的效果还是没有一次性建成的合格外墙好.事后修补工作是不得已而为之的事,应该在建造过程中严把各个环节质量关,并在管理层面给予科学严格的计划与安排,使高层建筑外墙保温节能体系在其使用寿命期间充分发挥应有的效益与作用.