噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)性能

噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)性能研究主要闡明了噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)中外掛裝飾板所使用的龍骨產(chǎn)生的熱橋效應(yīng)以及由于龍骨外掛裝飾板材所產(chǎn)生的空氣層對(duì)系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能的影響。通過建立足尺寸模擬房屋的大型實(shí)驗(yàn)，確定了熱橋?qū)ν獗叵到y(tǒng)保溫性能的影響程度，又通過大型風(fēng)壓試驗(yàn)確定了噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)中外掛裝飾板做法的抗風(fēng)荷載能力，為龍骨外掛裝飾板的聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)的推廣提供了依據(jù)。0引言目前，我國建筑外墻保溫主要采用外保溫系統(tǒng)，由于系統(tǒng)由多種材料和配件組成，因而會(huì)在細(xì)部處理中不可避免的出現(xiàn)不均勻傳熱，俗稱熱橋。熱橋的出現(xiàn)會(huì)對(duì)保溫系統(tǒng)的保溫效果產(chǎn)生一定的影響，尤其是在有金屬龍骨存在的系統(tǒng)中。究竟金屬龍骨的熱橋效應(yīng)對(duì)建筑保溫系統(tǒng)保溫節(jié)能效果的影響到底有多大，對(duì)此國內(nèi)外業(yè)界人士反映不一。國外認(rèn)為龍骨熱橋?qū)Ρ匦Ч挠绊懖淮?，可以忽略不?jì)；而國內(nèi)普遍認(rèn)為龍骨熱橋現(xiàn)象對(duì)保溫效果的影響較大，必須進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理。兩種意見分歧較大，但都僅僅停留在理論推測(cè)上，即采用某種特定的計(jì)算模型進(jìn)行龍骨熱橋影響的計(jì)算，缺乏實(shí)際的試驗(yàn)和測(cè)試來支持，業(yè)內(nèi)人士對(duì)金屬龍骨的應(yīng)用一直以來都存在顧慮。此外，由于該類保溫系統(tǒng)均采用了龍骨外掛裝飾板材，這樣就不可避免地在裝飾板材與保溫層之間存在空氣層，空氣層的存在又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)抗風(fēng)壓問題的產(chǎn)生，即由于空氣層而導(dǎo)致的負(fù)風(fēng)壓效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)使用的安全性能產(chǎn)生影響，但影響的程度有多大，目前還未做過詳盡的研究。為了更好地使業(yè)內(nèi)人士了解金屬龍骨熱橋?qū)Ρ叵到y(tǒng)保溫效果的影響以及空氣層對(duì)保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能的影響，基于專門的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)金屬龍骨熱橋效應(yīng)以及系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能進(jìn)行詳細(xì)的探討，從理論上和實(shí)際試驗(yàn)中確定金屬龍骨熱橋?qū)Ψ课輧?nèi)外熱量交換的影響程度以及系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能，為噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)外掛裝飾板材做法的推廣提供使用性能和安全性能方面的技術(shù)支持。1噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)龍骨熱橋效應(yīng)的研究1．1熱橋形成的原因及部位熱橋是指建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的一些部位，在室內(nèi)外溫差的作用下，形成熱流相對(duì)密集、內(nèi)表面溫度較低的區(qū)域。這些部位成為傳熱較多的“橋梁”，故稱為熱橋。熱橋往往是由于該部位的傳熱系數(shù)比相鄰部位差別大、保溫性能差別大所致，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中這是一種十分常見的現(xiàn)象。1．2金屬龍骨熱橋研究的原則和目的隨著我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對(duì)外墻外保溫技術(shù)提出了更高的要求。在我國，生產(chǎn)工廠化、保溫裝飾一體化、施工裝配化是未來外墻外保溫技術(shù)發(fā)展的方向。而高層建筑、沿海風(fēng)大地區(qū)以及裝配化施工中為了保證外保溫系統(tǒng)的安全性需要采用機(jī)械固定或粘掛結(jié)合的外保溫體系，由于使用了金屬固定件，就不可避免存在熱橋影響。本文將針對(duì)噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)外掛裝飾板材做法的傳熱特性進(jìn)行研究，著重研究該系統(tǒng)中金屬龍骨、預(yù)埋件、連接件部位所產(chǎn)生的熱橋傳熱對(duì)室內(nèi)熱損失的影響。從基礎(chǔ)研究出發(fā)，結(jié)合工程實(shí)際，通過大型試驗(yàn)測(cè)定、了解并驗(yàn)證金屬龍骨部位的熱橋?qū)Ψ课輦鳠岬挠绊?，并將其結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，用于指導(dǎo)工程實(shí)踐。1．3對(duì)金屬龍骨熱橋研究的方法噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)外掛裝飾板做法中易形成明顯熱橋現(xiàn)象的是：外掛裝飾板材一般通過金屬預(yù)埋件、龍骨等來安裝，金屬預(yù)埋件和鋼龍骨等易出現(xiàn)明顯的熱橋現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)研究主要就噴涂聚氨酯硬泡外掛裝飾板保溫系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試，因?yàn)樵撓到y(tǒng)以其施工便捷性和安全性在國內(nèi)外應(yīng)用較多。我們將通過現(xiàn)場測(cè)試為其熱橋的影響分析提供數(shù)據(jù)支持，研究外掛裝飾板材系統(tǒng)中的金屬預(yù)埋件和鋼龍骨產(chǎn)生的熱橋問題，經(jīng)過試驗(yàn)確定金屬預(yù)埋件和鋼龍骨對(duì)房屋內(nèi)外熱量交換的影響程度。具體的研究方法如下：采用兩幢足尺寸實(shí)體建筑，其保溫系統(tǒng)分別為噴涂聚氨酯硬泡外掛裝飾板系統(tǒng)和噴涂聚氨酯硬泡外貼面磚保溫系統(tǒng)，通過測(cè)量處于同一環(huán)境中的兩幢建筑物墻體內(nèi)外的溫度變化，并經(jīng)過理論與試驗(yàn)分析確定預(yù)埋件和龍骨對(duì)熱量交換的影響程度，擬定的測(cè)試方法如下(本文闡述的是夏季空調(diào)制冷情況)：實(shí)體內(nèi)部同時(shí)自然升溫，觀察升溫速度。兩個(gè)試驗(yàn)實(shí)體的溫度同時(shí)降至17℃，然后關(guān)閉空調(diào)，讓實(shí)體內(nèi)的溫度自然升溫，同時(shí)開啟多點(diǎn)溫度巡檢儀記錄各測(cè)試點(diǎn)的溫度變化，直至屋內(nèi)溫度升至足夠高的溫度，分析各測(cè)試點(diǎn)的溫度變化；1.3.1足尺寸實(shí)驗(yàn)屋的概況本文所進(jìn)行的熱橋研究依托于兩棟足尺寸的實(shí)驗(yàn)實(shí)體，兩幢實(shí)驗(yàn)實(shí)體墻體均由加氣混凝土砌塊建成，屋頂采用加氣混凝土板蓋就兩棟房屋一棟采用噴涂聚氨酯硬泡保溫系統(tǒng)龍骨外掛裝飾板材(見圖1，I號(hào)屋，以下稱為有龍骨聚氨酯硬泡保溫系統(tǒng))，另一棟采用噴涂聚氨酯硬泡外貼面磚系統(tǒng)(見圖2，II號(hào)屋，以下稱為無龍骨聚氨酯硬泡保溫系統(tǒng))，對(duì)此兩種系統(tǒng)進(jìn)行熱橋效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和分析。晉I炭號(hào)屋基本狀況斗：思外形：鏟長及×斜寬顧×洪高晨=580cm疑x430cm給x案270cm偶?jí)穸龋合?4cm趁聚氨酯保溫層萌厚度鐘：揭4回．階5cm變空氣層厚度：者7cm止大理石板材厚炕：騾2cm噴龍骨布置：整許間房屋從底端挑到屋弓頂夸3狐排橫龍骨，橫偉龍骨的間隔為喝：膜0債．苗9m綠；豎龍骨每竭隔肢l呀m魔為奴l首排，橫豎龍骨伸均使用角病鋼仙(廊邊長通4c謠m別×曾4cm血)招，按此布置完譽(yù)成整間房屋的束龍骨施工，其干中預(yù)埋件采用寺角澆鋼破(前邊長換4c圍m是×戀4cm績)仇，形狀磁為切L榆型，長端長金20cm吵，短端長雄10cm形，預(yù)埋件露出弟墻體的部分為懸8cm集。切I閑I潑號(hào)屋基本狀況帽：信外形：沫長善×層寬興×恢高耀=靠560cm僅×靠410cm帽×框270cm固墻厚度：寫24cm裂聚氨酯保溫層揭厚度悟：至4苦．男5cm創(chuàng)瓷磚長寬：蘭25cm勁×膚10cm哪實(shí)驗(yàn)屋的現(xiàn)場放圖如麗圖檢3揉所示。沃1異．灑3重．衡2劫足尺寸實(shí)驗(yàn)屋沈的構(gòu)造及測(cè)試慢點(diǎn)的布置胸I姓號(hào)屋：有龍骨暑體系聚氨酯保趁溫系統(tǒng)試驗(yàn)屋鏡測(cè)試點(diǎn)分別布賣置于：騰①寇室內(nèi)、內(nèi)墻表醒面；陽②涌龍骨內(nèi)、外兩尤端；嚇③浮保溫層內(nèi)外兩想側(cè)；④空氣隔層；煩⑤重板材外表面與旁室外空氣。身溫度測(cè)試點(diǎn)布岔置圖如雁圖盛3迎。差I(lǐng)劉I覺號(hào)屋：無龍骨詠體系聚氨酯保眼溫系統(tǒng)試驗(yàn)屋邪測(cè)試點(diǎn)分別布緒置于：烏①童室內(nèi)、內(nèi)墻表積面；堆②跑保溫層內(nèi)外兩仍側(cè)；蝶③爆找平層內(nèi)外兩工側(cè)；詢④再瓷磚層內(nèi)外兩繼側(cè)；荷⑤被瓷磚外表面與稠室外空氣。株其溫度測(cè)試點(diǎn)劣布置圖如燦圖射4羽。儉1倆．秀4隙實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)咬據(jù)分析腫其實(shí)驗(yàn)方法為刮：實(shí)體內(nèi)部同載時(shí)自然升溫，慮觀察升溫速度菜，具體為兩個(gè)侮試驗(yàn)實(shí)體的溫資度同時(shí)降至厘1塘7街℃蟲，然后關(guān)閉空糞調(diào)，讓實(shí)體內(nèi)誠的溫度自然升垂溫，同時(shí)開啟捐多點(diǎn)溫度巡檢織儀記錄各測(cè)試含點(diǎn)的溫度變化鴿，直至屋內(nèi)溫流度升至足夠高口的溫度，分析圈各測(cè)試點(diǎn)的溫右度變化；東經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，獲田取了豐富的數(shù)漫據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)衣行分析，分析緊如下：塔(1片)斃室內(nèi)溫度變化劑曲線圖分析彩數(shù)據(jù)分析，見冠圖架5捏。騾從溫度變化曲掩線中可以看出駕：有龍骨體系賠和無龍骨體系戶室內(nèi)溫度在自驚然升溫過程中員的溫度變化曲哀線一致，并且隙溫度大小基本爽一致，從室內(nèi)泳溫度變化曲線極上來看，兩個(gè)事不同的系統(tǒng)對(duì)壤室內(nèi)溫度的影薄響基本相同。站兩種體系室內(nèi)袋溫度變化穩(wěn)定就，受室外溫度皮變化的干擾小據(jù)，表明了聚氨臣酯硬泡保溫系魄統(tǒng)的優(yōu)越性，家即能保持室內(nèi)遷溫度的穩(wěn)定性鞠。酒(2幸)雕模擬房屋墻體貝內(nèi)表面紅外線設(shè)溫度掃描分析哄為從定性上進(jìn)票一步確定鋼質(zhì)蠻預(yù)埋件的熱量君傳輸情況，我宅們對(duì)內(nèi)墻體還君進(jìn)行了紅外線總掃描，該測(cè)試殃儀的精度秒為黨0安．輸1請(qǐng)℃折，即如果經(jīng)預(yù)套埋件傳入內(nèi)墻徐表面的溫度與企周圍溫度差只鵲要超毛過憐0脆．誓1造℃心，那么就會(huì)立浩刻在照片中得第以體現(xiàn)，即該兼處顏色要紅于冷周圍，但經(jīng)過錘實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在艱內(nèi)墻表面未發(fā)輪現(xiàn)異常，即異齡常紅色的點(diǎn)部聞位，這也間接睛說明了由于龍池骨帶來的熱橋柳對(duì)保溫效果的休影響，并不像瓶想象中的嚴(yán)重選。掃描后的圖協(xié)片見飯圖夏6體。搭(3集)鈴金屬預(yù)埋件傳戶熱理論分析轟模型的建立：片傳熱量計(jì)算公岔式攔(抽遵循傅立葉導(dǎo)祝熱基本定岸律憤)郊：前由于我們的試輪驗(yàn)過程中，溫寄度時(shí)刻處于變學(xué)化之中，不能滴選擇穩(wěn)定的溫慘度差，因此，描我們對(duì)溫度變涂化曲線進(jìn)行簡進(jìn)化薯(碎考慮最不利因洽素趴)槳，進(jìn)行傳熱總他量的理論計(jì)算楚。經(jīng)過計(jì)算可僵知：巡因此，由預(yù)埋被件傳入的熱量很使墻體升高的嚇溫度占?jí)w總怠升高溫度的比顆率為冠：廁0展．桿3硬／裁3他．抖3×10鋤0埋％項(xiàng)=聚9桿％，所占比例具較少。緩2追噴涂聚氨酯硬港泡外保溫系統(tǒng)究外掛裝飾板材臘抗風(fēng)壓性能的架研究瞇非抗震設(shè)計(jì)的憲干掛板材，風(fēng)睛荷載起控制作訂用。板材本身狐必須具有足夠靜的承載力，避朽免在風(fēng)壓下破毛碎。在風(fēng)力作薄用下，干掛板掌材與主體結(jié)構(gòu)階的連接承受很特大的拉力，因隸此，其強(qiáng)度和樹剛度都必須充尸分注意，以免達(dá)干掛板材系統(tǒng)瞎拔出、塌落。捐風(fēng)力的作用特陡點(diǎn)：空氣的流顯動(dòng)成為風(fēng)，風(fēng)健作用在建筑物圖上，使建筑物驢受到雙重的作舊用：一方面風(fēng)叼力使建筑物受摸到一個(gè)基本上盒比較穩(wěn)定的風(fēng)漆壓力；另一方叮面風(fēng)又使建筑慢物產(chǎn)生風(fēng)力振濁動(dòng)顛(尖風(fēng)叫振摧)賞。由于這種雙訪重作用，建筑績物既受到靜力記的作用，又受感到動(dòng)力的作用尿。作用在建筑席物上的風(fēng)壓力梁與風(fēng)速有關(guān)，釋風(fēng)力在建筑表訂面的分布：風(fēng)養(yǎng)力在建筑物表獄面上的分布是課很不均勻的，番它取決于其平質(zhì)面形狀、立面粥體型和高寬比鞠。通常，在迎歡風(fēng)面上產(chǎn)生風(fēng)孫壓力，在側(cè)風(fēng)襖面和背風(fēng)面產(chǎn)式生風(fēng)吸力。迎義風(fēng)面的風(fēng)壓力柜在建筑物的中敵部最大；側(cè)風(fēng)召面和背風(fēng)面的辰風(fēng)吸力則在建駕筑物的角區(qū)最鋸大。堪風(fēng)速是脈動(dòng)的蛾，作用在客體濃上的風(fēng)壓不僅環(huán)是脈動(dòng)的，而痛且在空間位置義上也是隨機(jī)的斧。若簡單地采狗用脈動(dòng)風(fēng)速中面某個(gè)瞬時(shí)最大惑值為特征，構(gòu)纖成客體上的風(fēng)課壓無疑是保守融的。因此，以分某個(gè)時(shí)距的平務(wù)均風(fēng)速作為特垮征比較合理。性根據(jù)以上有關(guān)蝴風(fēng)力的特點(diǎn)，銳結(jié)合具體的外星保溫系統(tǒng)構(gòu)造景，制訂試驗(yàn)方架法如下：粗2廊．毀1京試驗(yàn)方法A：試樣信試樣由基層墻純體和被測(cè)外保剝溫系統(tǒng)組成。依基層墻體可為閉混凝土墻或磚伙墻。為了模擬脫空氣滲漏，在晝基層墻體上每晝平方米預(yù)留一淚個(gè)直徑挖15mm徹的洞。尺寸至爸少椅為百2獵．襯0m犯×攜2拳．秀5m蛇，被測(cè)系統(tǒng)按小要求施工。B：試驗(yàn)設(shè)備形試驗(yàn)設(shè)備是一業(yè)個(gè)負(fù)壓箱。負(fù)收壓箱應(yīng)有足夠貌的深度，以保還證在外保溫系份統(tǒng)可能的變形晚范圍內(nèi)能使施支加在系統(tǒng)上的酬壓力保持恒定吵。試樣安裝在勿負(fù)壓箱開口中移并沿基層墻體遼周邊進(jìn)行固定戶和密封。C：試驗(yàn)步驟古對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加昂壓試驗(yàn)，每級(jí)晨試驗(yàn)包桿含控141泊5兵個(gè)負(fù)風(fēng)壓脈沖功，加壓圖形以肯試驗(yàn)風(fēng)荷快載受Q用的百分?jǐn)?shù)表示炕，格Q瀉取歌1kP逆a婆的整數(shù)倍。瘋試驗(yàn)應(yīng)從設(shè)計(jì)不要求的風(fēng)荷載墳值北w讓d礙降低兩級(jí)開始眾，并月以畢1kP活a婦的級(jí)差由低向進(jìn)高逐級(jí)進(jìn)行直爽至試樣破壞。賣有下列現(xiàn)象之眨一時(shí)，即表示運(yùn)試樣破壞：保溫層脫落；役保溫層與其保準(zhǔn)護(hù)層之間出現(xiàn)澡分層；陪保護(hù)層本身脫法開；當(dāng)采用面殿磚飾面時(shí)，塑叼料錨栓被拉出糊。懶D凱：試驗(yàn)結(jié)果計(jì)釋算錘系統(tǒng)抗風(fēng)壓柱值昨R臥d棟按式進(jìn)行計(jì)算驟。批2山．督2俗試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹颇棺鲌F(tuán)本次實(shí)驗(yàn)主要綿測(cè)試噴涂聚氨哨酯硬泡保溫系趨統(tǒng)外掛裝飾板泡材做法的抗風(fēng)齊荷載實(shí)驗(yàn)，系撲統(tǒng)的組成情況葬為：將預(yù)埋件銅通過膨脹螺栓前與基面連賭接晴(藏預(yù)埋件間隔忽1m掛)頓，將龍骨用螺啦栓與預(yù)埋件進(jìn)擊行連接，再噴惠涂墓4cm湖聚氨酯保溫層伴，然后通過專仰用連接件將石飛材連接在龍骨訴上，形成外飾售面。具體如連圖零7股所示。枝2喚．崖3賓試驗(yàn)結(jié)果絨將施工完畢后獄的系統(tǒng)推入實(shí)股驗(yàn)室進(jìn)行抗風(fēng)缺荷載的實(shí)驗(yàn)，圖試驗(yàn)系統(tǒng)裝置脫如廢圖串8提所示?？磳?duì)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)王范規(guī)定的加壓錫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完高畢后的系統(tǒng)未忽受到任何損傷馳，實(shí)驗(yàn)后的系圾統(tǒng)細(xì)部無變化濁。爛經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，測(cè)紙定該系統(tǒng)的抗允風(fēng)壓值檢驗(yàn)結(jié)喉果為乘：鬼6嘩．扒7kP啄a歇無破壞。疾舉例說明該強(qiáng)返度的大?。浩諗[通建筑洋物下4硬0燙層，按遭剪受得10厭0也年一次的大風(fēng)嘴計(jì)算，其抗風(fēng)縮荷載園值朱<弓3寶．米0kP倡a讀，因此該系統(tǒng)仁在抗風(fēng)壓值上妻可以滿滴足館GB5000閉9--200因1肌《建筑結(jié)構(gòu)荷糾載規(guī)范》的風(fēng)鬧壓值設(shè)計(jì)要求房。3結(jié)語聞(1告)裝由于墻體的構(gòu)澡造及功能要求派，必然要形成副多種材料和配宴件組成的不均元?jiǎng)騻鳠狍w，因籃而即使對(duì)墻體呢進(jìn)行保溫處理赴，也會(huì)在細(xì)部尼不可避免地要薄出現(xiàn)熱橋。熱旦橋的出現(xiàn)會(huì)對(duì)為保溫系統(tǒng)的保被溫效果產(chǎn)生一桌定的影響。恭(2著)狂金屬龍骨熱橋釀的出現(xiàn)對(duì)保溫肥效果具有一定愁的影響，但影響響并不像想象洗中的那么大。曾以噴涂聚氨酯續(xù)硬泡保溫系統(tǒng)忙外掛裝飾板材春做法為例，由暢于使用了金屬槽預(yù)埋件，不可潮避免地會(huì)出現(xiàn)稠熱橋現(xiàn)象，但銅影響不大，金殿屬龍骨熱橋現(xiàn)挑象造成的熱量寧流入