(北京振利高新技術公司黃振利劉鋼)
【摘要】 本文從裂縫的基本概念出發。對外牆保溫體系面層裂縫產生原因進行系統分析。提出了外牆外保溫的抗裂機理以及控制技術指南，並對外牆外保溫質量管理提出了相應的建議。
1 前言
外牆保溫是節能建築的主要措施之一，而外牆保溫面層的裂縫是保溫建築的質量通病中的重症,防裂是牆體保溫體系要解決的關鍵技術之一，因為一旦保溫層、保護層發生開裂，牆體保溫效能就會發生很大改變，非但滿足不了設計的節能要求，甚至會危及牆體的安全。保溫牆體裂縫的存在，降低了牆體的質量，如整體性、保溫性、耐久性和抗震效能。外保溫體系是非承重復合結構，其牆面裂縫的危害主要是水的滲透對保溫體系的破壞以及對住戶的感觀上和心理上造成不良影響。
特別是隨著我國牆改、住房商品化的迸程，人們對居住環境和建築質量的要求不斷提高。對減少建築物保溫牆體裂縫的要求越來越高。由於住宅工程的質量問題，保溫牆體裂縫等涉及的糾紛或官司也越來越多，建築物的裂縫已成為住戶評判建築物安全的乙個非常直觀敏感性的問題和首要的質量要求。
因此，加強保溫牆體結構研究，特別是保溫牆體的抗裂措施研究，已成為建設行政主管部門以及科研、設計、材料生產、施工和房屋開發商共同關注的課題。
由於保溫系統的構造功能，使得牆體保溫建築與傳統沒有另做保溫的建築處於不同的溫度環境，建築物的熱物理環境有了變化，建築物所受熱應力也產生了變化，從而改變了人們常規的技術習慣和思考習慣。本課題重點對典型產生裂縫及無裂縫工程進行了實地調研並進行了深入分析，總結出一些產生裂縫的原因以及減少裂縫的經驗，並與科研院所及大專院校合作進行了抗裂機理及試驗驗證等多項試驗研究。通過調研、分析、試驗、研究明確了目前各類外牆外保溫體系產生裂縫的原因，提出了控制裂縫的技術理念相技術措施，並為行業監管提供了建設性意見。
本課題針對目前比較常見的外牆保溫體系，不僅從材料因素和施工因素分析總結了裂縫產生的原因及控制措施，而且針對構造設計因素加以分析，並考慮了熱應力、水、風壓、火及**力的影響。根據工程實踐和統計資料顯示:溫度裂縫或者由溫度和乾縮共同產生的牆體裂縫，幾乎佔全部可遇裂縫的70%以上;溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時， 牆體就會產生溫度裂縫，熱應力的影響必須給予足夠的重視。
因此，控制溫度和乾縮裂縫十分重要。本課題根據研究成果提出了"外保溫體系抗裂優於內保溫體系"、"堅持逐層漸變、柔性釋放應力的抗裂技術路線"、"普通水泥砂漿不應作為保溫層的保護層材料"、"外牆保溫體系**商應對體系材料成套**"、"無空腔構造提高體系穩定性"、"各層材料自身變形性外還應充分考慮材料的相容性及匹配性」等一系列抗裂技術理念及抗裂技術的一些基本原則。對抗裂技術的發展具有指導意義。
2 裂縫的基本概念
裂縫是固體材料中的某種不連續現象，在學術上屬於結構材料強度理論範疇。通常把裂縫分為微觀裂縫和巨集觀裂縫。肉眼可見的裂縫範圍一般以0.
05mm為界，小於0.05mm的裂縫稱為微觀裂縫，大於等於0.05mm的裂縫稱為巨集觀裂縫,巨集觀裂縫是微觀裂縫擴充套件的結果。
由於外保溫體系是非承重復合牆面，(如水的滲透、凍融破壞等)。從水的滲透看，水分子的直徑約(0.3×1o-6mm)可穿過任何肉眼可見的裂縫，所以從理論上講是不允許有裂縫的。
由於裂縫具有發展性，因此對裂縫的判定和分級應包含時間、裂縫寬度和長度、以及面積發生率。擬定的外牆外保溫面層有害裂縫和無害裂縫的評級標準見表1。
外牆外保溫面層有害裂縫與無害裂縫評級標準表1
本分級標準適用於內、外保溫面層發生的裂縫等級評定。
判定裂縫寬度應用帶刻度的十倍放大鏡觀察，一般肉眼可見的裂縫縫寬約為0.03～0. 05mm.判定裂縫長度:每條肉眼可觀察的裂縫不論寬窄應按寬縫延續計算。
裂縫寬度經一冬一夏後穩定後再評定。
每處空鼓應不大於0.2omm×o.2omm。
外牆裂縫評估等級參照《混凝土結構設計規範》(gb5o010—2002)的規定提出。
等級4、5應視為不合格。
３ 外牆保溫體系面層裂縫產生的原因分析
３．１構造設計
由於外牆保溫技術在我國還是乙個新興技術，保溫市場良莠不齊，系統構造形式五花八門，各類保溫牆面裂縫質量問題不斷出現。依靠市場本身優勝劣汰的淘汰機制發揮作用還需要相當長的使用和認識過程，而這必將造成更大的損失。本課題從保溫體系結構設計、節點設計上進行了調研、總結、分析、試驗研究及驗證，指出了一些設計方面引起裂縫的原因。
3.1.1外牆內保溫構造設計存在的缺陷
內保溫是將保溫體系置於外牆內側從而使內、外牆體分處於兩個溫度場，建築物結構受熱應力的影響而始終處於不穩定的狀態，使結構壽命縮短。在相同氣候條件下做內保溫不僅比做外保溫、甚至比不做保溫時，外牆與內部結構牆體的溫差更大,受外界各種作用力的影響更直接。外牆更易遭受溫差應力的破壞。
在冬季採暖、夏季製冷的建築中，室內溫度隨晝夜和季節的變化幅度通常不大(約為10℃左右)，這種溫度變化引起建築物內牆和樓板的線性變形和體積變化也不大。但是，外牆和屋面受室外溫度和太陽輻射熱的作用而引起的溫度變化幅度較大（晝夜溫差可達20～40℃，年溫差可達80～100℃)。當室外溫度低於室內溫度時，外牆收縮的幅度比內保溫體系的速度快，當室外氣溫高於室內氣溫時，外牆膨脹的速度高於內保溫體系，這種反覆形變使內保溫體系始終處於一種不穩定的牆體基礎上。
根據資料和實測證明，6m開間的混凝土牆面在年溫差80℃的變化條件下約發生4.8mm的形變。這樣的形變應力反覆作用不僅使外牆易遭受溫差壓力的破壞，也易造成內保溫體系的空鼓開裂。
見圖1。
內保溫的另乙個明顯的缺陷是:結構冷(熱)橋的存在使區域性溫差過大導致產生結露現象，而結露水的浸漬或凍融極易造成保溫牆面發霉、開裂。
2023年1月採用紅外熱像檢測技術對北京某內保溫住宅進行實際測試（見圖2），圖2（a）是該住宅外牆屋角結露**，圖2(b)是該處紅外熱像圖，圖2(c)是紅外熱像圖中a線的溫度分布圖。由圖可知外牆與樓板交接處內表面溫度僅僅4.0℃，與主體牆內表面溫差達lo℃以上，與室內空氣溫度差15.
1℃。從而造成結露。
目前許多住戶在住進新房時，大多先進行裝修。在裝修時、安裝家具時房屋內保溫層往往遭到破壞，破壞後自身不易修復。正因為內保溫固有的缺陷使內保溫牆體出現裂縫成為普遍現象，而內保溫裂縫時時刻刻處於住戶的視野中。
對住戶的審美和心理也會產生長期和強烈的影響，成為投訴焦點。
因此，從構造設計上看，內保溫使外牆、屋面和內牆處於不同的溫度場。建築體系始終處於不穩定的狀態，建築物的壽命因此而縮短·所以內保溫具有自身先天的缺陷。
3. 1.2外牆外保溫構造設計存在的不足
圖3、圖4是內保溫和外保溫溫度變化示意圖。
外保溫是將保溫體系置於外牆外側從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結構牆體起到保護作用並可有效阻斷冷(熱)橋，有利於結構壽命的延長。因此從有利於結構穩定性方面來說·外保溫具有明顯的優勢，在可選擇的情況下應首選外保溫。
但由於外保溫體系被置於外牆外側，直接承受來自自然界的各種因素影響,因此對外牆外保溫體系提出了更高的要求。就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說，置於保溫層之上的抗裂防護層只有，3～20mm,且保溫材料具有較大的熱阻。因此在得熱量相同的情況下，外保溫抗裂防護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外牆溫度變化速度提高8～30倍。
因此,抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂效能起著關鍵的作用。在外保溫構造設計應充分考慮熱應力、水、風、火及**力的影響。
3.1.2.1 聚苯板薄抹灰外保溫構造設計存在的不足
這類外保溫通常採用貼上的方式(也有加錨栓輔助錨固的)固定在牆體的外側，然後在保溫板上抹抹面砂漿並將增強網鋪壓在抹面砂漿中。目前，國內做聚苯板薄抹灰外保溫工程的廠家有上千家，除了少部分企業的保溫工程外，相當數量的工程在3個月時即出現了超過4級的裂縫。而經過一年(一冬一夏)很多板縫處的裂縫超過lmm，該類體系從構造設計上分析有以下原因:
(1)從保溫材料的因素來講，膨脹聚苯板在自然環境中的自身收縮變形時間長達60天，試驗證明在自然環境條件下42天或60℃蒸氣養護條件下5天的自身收縮變形己完成99％以上，因此要求膨脹聚苯板在自然環境條件下42天或60℃蒸氣養護條件下5天後再上牆。但在實際情況中很少有達到以上要求的。一是膨脹聚苯板長時間的養護需要占用大量的場地。
二是生產企業由於資金占用、成本控制等因素通常是以銷定產，有了定單後才生產，因此大量工程是膨脹聚苯板自然養護不到乙個星期就已上了牆。結果造成膨脹聚苯板上牆後繼續收縮，而這種收縮應力均集中在板縫處，對粘附在膨脹聚苯板上的防護層產生拉應力而造成面層開裂。另外膨脹聚苯板在晝夜及季節變化發生熱脹冷縮、溼脹乾縮時也會在板縫處集中產生變形應力，因此該類體系板縫處裂縫是比較常見的現象。
擠塑聚苯板比膨脹聚苯板密度大、強度高，由於自身變形及溫差變形而產生的變形應力也大，與膨脹聚苯板相比更易造
成板縫處開裂(參見圖5)。
該體系通常採用純點粘或框點粘，採用純點粘時，該體系存在整體貫通的空腔。即便是筐粘時由於必須留有排氣孔，每塊板的空腔通過排氣孔及板縫仍是貫通的，當建築物垂直度偏差通過粘結點粘結砂漿厚度來調整時，特別是牆體偏差較大時，空腔的大小是不確定的。由於該體系存在整體貫通的空腔，正負風壓對保溫牆面進行擠或拉，而這些力的釋放點均為板縫處，也易造成板縫處開裂。
極端情況下負風壓甚至會將保溫板掀掉(參見圖6)
（2）從抗裂防護層受熱壓力的因素上看，該體系聚苯板保溫層外僅是3mm的抗裂砂漿復合網格布，膨脹聚苯板的導熱係數為0.042w/（m·k），而抗裂砂漿的導熱係數為0.93w/（m·k），兩材料的導熱係數相差22倍。
由於聚苯板保溫層熱阻很大而使防護層的熱量不易通過傳導擴散，因此當受太陽直射時熱量積聚在抗裂砂漿層，其表面溫度將高達50～70℃，部分地區甚至可達80℃，遇突然降雨降溫則溫度會降至15℃左右，溫差可達35～65℃,這樣的溫差變化以及受晝夜和季節室外氣溫的影響，對抹面砂漿的柔韌性和網格布的耐久性提出了相當高的要求。另外乙個應考慮的因素是當聚苯板的溫度超過70℃時，聚苯板會產生不可逆熱收縮變形造成較為嚴重的開裂變形，這種情況在高溫乾燥地區更為明顯。
外牆外保溫面層裂縫產生的原因與控制
關鍵詞 外牆 保溫面層 裂縫控制 技術 措施 引言發泡水泥保溫板是目前牆體保溫和牆體保溫防火隔離帶最理想的保溫材料，其優點是 導熱係數低，保溫效果好，不燃燒，防水，與牆體粘結力強，強度高，無毒害放射物質，環保。發泡水泥板現在已廣泛應用於大跨度工業廠房 倉庫 大型機車庫 體育場館 展覽館 飛機場 等各...
外牆外保溫體系滲漏原因分析
匿名簡介 目前，該體系在國外的牆體保溫市場中占有絕對的統治地位，如在德國約有85 的牆體保溫採用外牆外保溫體系。關鍵字 外牆，外保溫，體系，滲漏，原因，分析，節能 外牆外保溫體系是20世紀70年代全球石油危機時期，歐洲國家為緩解能源問題而展開的一次大範圍的政策性工作的產物。20世紀90年代以後，該體...
EPS外牆保溫體系調研報告
編號 2006 09 001 作者 劉成全 編審 工程管理部 編者按 摘要 分析了eps外保溫做法,以及詳細接點處理措施,材料各項效能指標要求,檢測規定等 關鍵詞 河西板塊 eps外保溫 面磚 膨脹聚苯板 抗裂抗滲 錨固件 耐鹼玻纖網格布 鍍鋅鋼板網 原因分析 措施 日期 2007 4 5 1.工程...