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1 概述1

1.1 外墙外保温技术的发展1

1.1.1 我国建筑能耗的现状1

1.1.2 国外外墙外保温技术的发展1

1.1.3 国内外墙外保温技术的发展2

1.2 我国建筑节能标准化概况3

1.2.1 建筑节能设计标准3

1.2.2 建筑节能工程建设标准4

1.2.3 建筑节能产品标准4

1.2.3.1 《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》4

1.2.3.2 《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》6

1.2.3.3 《现浇混凝土复合膨胀聚苯板外墙外保温技术要求》6

1.3 国内外墙外保温技术理论研究6

1.3.1 外墙外保温技术理论的基本点6

1.3.2 外保温技术理论研究的进展7

2 保温外墙体的温度场理论研究8

2.1 保温外墙体的温度场数值模拟8

2.1.1 保温外墙体温度场计算模型8

2.1.1.1 热传导方程8

2.1.1.2 初始条件和边界条件9

2.1.2 有限差分法求解保温外墙体的一维热传导方程9

2.1.2.1 外墙体内表面的对流换热边界条件10

2.1.2.2 外墙体外表面的对流换热边界条件10

2.1.2.3 太阳辐射热环境的数值模拟10

2.1.2.4 保温外墙体温度场计算的有限差分方程13

2.1.3 温度场计算结果及分析14

2.1.3.1 计算的墙体保温形式14

2.1.3.2 室内外空气温度14

2.1.3.3 初始条件及加载时间15

2.1.3.4 材料参数15

2.1.3.5 计算结果与分析16

2.1.4 小结28

2.2 保温墙体的温度应力计算29

2.2.1 保温墙体温度应力计算模型29

2.2.1.1 墙体的温度应力模型29

2.2.1.2 复合墙体的温度应力模型31

2.2.1.3 材料参数32

2.2.2 保温墙体温度应力计算结果及分析33

2.2.2.1 胶粉聚苯颗粒涂料饰面外保温墙体34

2.2.2.2 胶粉聚苯颗粒面砖饰面外保温墙体37

2.2.2.3 胶粉聚苯颗粒涂料饰面内保温墙体40

2.2.2.4 胶粉聚苯颗粒面砖饰面内保温墙体44

2.2.2.5 加气混凝土自保温墙体46

2.2.2.6 混凝土岩棉夹芯保温墙体50

2.2.3 小结52

2.3 ANSYS软件模拟外墙外保温系统的温度场和温度应力52

2.3.1 ANSYS软件温度场和温度应力计算原理52

2.3.1.1 ANSYS软件模拟温度场53

2.3.1.2 ANSYS软件模拟温度应力54

2.3.2 温度场和温度应力计算实例55

2.3.2.1 计算模型56

2.3.2.2 温度场计算结果分析57

2.3.2.3 温度应力计算结果分析58

2.3.2.4 温度变形59

2.3.3 小结59

2.4 总结60

3 保温外墙体防水透气性能研究61

3.1 湿迁移的基本原理62

3.1.1 液态水在多孔材料中的流动63

3.1.2 水蒸气在多孔材料中的迁移63

3.2 建筑墙体的防潮64

3.2.1 水蒸气渗透64

3.2.2 空气温湿度66

3.2.2.1 相对湿度和露点温度66

3.2.2.2 湿球温度、空气温湿图66

3.2.2.3 室内空气湿度67

3.2.3 内部冷凝和冷凝量的检验67

3.2.3.1 冷凝判别67

3.2.3.2 冷凝强度计算67

3.2.3.3 采暖期累计凝结量估算68

3.2.4 建筑墙体内表面冷凝及防止措施68

3.2.5 不同保温层位置的设置对墙体水蒸气渗透的影响69

3.2.5.1 外墙外保温冷凝分析70

3.2.5.2 外墙内保温冷凝分析71

3.2.5.3 外墙夹芯保温冷凝分析72

3.2.5.4 外墙自保温冷凝分析73

3.2.5.5 四种保温构造冷凝结果的对比分析73

3.2.6 外保温系统露点位置分析73

3.3 外保温系统的防水性和透气性75

3.3.1 Kuenzel外墙保护理论75

3.3.2 材料吸水性能75

3.3.3 材料憎水性能75

3.3.4 材料透气性能76

3.3.5 外保温系统防水和透气性能76

3.3.6 外保温系统的防水性和透气性设计原则77

3.4 外保温系统防水屏障和水蒸气迁移扩散构造78

3.4.1 高分子弹性底涂层78

3.4.1.1 涂膜防水透气的基本原理79

3.4.1.2 影响涂层透气性的因素79

3.4.2 水分散构造层80

3.5 总结82

4 外保温系统耐候性能研究83

4.1 试验简介83

4.1.1 试验目的83

4.1.2 试验设备83

4.1.3 试验方法84

4.2 耐候墙体温度场的数值模拟84

4.2.1 耐候性试验环境状态模拟84

4.2.2 模拟计算结果与分析85

4.2.3 小结92

4.3 试验案例分析92

4.3.1 概述92

4.3.2 聚氨酯外保温系统耐候性试验分析报告94

4.3.2.1 试验目的94

4.3.2.2 系统构造及材料选择94

4.3.2.3 耐候性试验记录与分析95

4.3.2.4 小结101

4.3.3 挤塑聚苯板（XPS板）外保温系统耐候性试验分析报告102

4.3.3.1 试验目的102

4.3.3.2 系统构造及材料选择102

4.3.3.3 耐候性试验记录与分析102

4.3.3.4 小结106

4.3.4 EPS板、XPS板、聚氨酯外保温系统耐候性试验情况对比分析107

4.3.4.1 试验目的107

4.3.4.2 系统构造及试验结果107

4.3.4.3 试验结果分析108

4.3.4.4 小结110

5 外保温系统防火性能研究111

5.1 外保温系统防火安全性分析111

5.1.1 外保温材料应用的现状111

5.1.1.1 岩棉、矿棉类不燃材料的燃烧特性112

5.1.1.2 胶粉聚苯颗粒浆料的燃烧特性112

5.1.1.3 有机保温材料的燃烧特性112

5.1.1.4 国内外应用现状112

5.1.2 外保温系统火灾事故分析113

5.1.3 解决外保温系统防火问题的思路113

5.1.4 影响外保温系统防火安全性的关键要素114

5.1.5 外保温系统防火研究的重点116

5.2 外保温材料和系统防火试验116

5.2.1 锥形量热计试验116

5.2.1.1 锥形量热计试验原理116

5.2.1.2 试验对比一118

5.2.1.3 试验对比二120

5.2.1.4 小结123

5.2.2 燃烧竖炉试验123

5.2.2.1 试验原理123

5.2.2.2 试验结果124

5.2.2.3 小结130

5.3 外保温系统大尺寸模型火试验130

5.3.1 防火试验方法简介130

5.3.1.1 UL 1040墙角火试验130

5.3.1.2 BS 8414-1窗口火试验131

5.3.2 窗口火试验133

5.3.2.1 试验汇总133

5.3.2.2 试验结果分析139

5.3.2.3 小结140

5.3.3 墙角火试验142

5.3.4 小结144

5.4 外保温系统防火等级划分及适用建筑高度研究144

5.4.1 防火分级重点考虑的因素144

5.4.1.1 保温材料燃烧性能等级144

5.4.1.2 保温系统热释放速率144

5.4.1.3 保温系统火焰传播性144

5.4.2 系统防火等级划分及适用建筑高度研究145

5.4.2.1 防火等级划分的依据145

5.4.2.2 防火分级试验方法及指标145

5.4.3 系统对火反应性能及适用建筑高度研究146

5.4.4 外保温系统防火构造和适用高度147

5.4.4.1 采用有机保温材料的薄抹灰外保温系统147

5.4.4.2 保温浆料外保温系统及其他外保温系统147

5.4.4.3 《建筑设计防火规范》148

6 风荷载对外保温系统的影响149

6.1 正负风压产生的原因149

6.2 与风压有关的因素150

6.3 被风吹落的外保温工程案例151

6.4 负风压计算与外保温系统抗风压安全性152

6.4.1 负风压计算及系统抗风压安全系数152

6.4.2 连通空腔152

6.4.3 粘结面积与安全系数152

6.4.4 合理的构造153

6.5 风荷载下岩棉外保温系统的安全性154

6.5.1 负风压荷载标准值计算方法154

6.5.2 岩棉板固定方式155

6.5.3 岩棉带固定方式157

6.5.4 增强竖丝岩棉复合板固定方式157

6.6 总结158

7 外保温系统抗震性能研究159

7.1 外保温系统抗震要求159

7.1.1 外保温系统的抗震159

7.1.2 外墙外保温系统抗震的基本要求159

7.2 外保温系统抗震计算159

7.2.1 外保温系统水平地震作用计算方法160

7.2.2 外保温系统抗震计算实例160

7.3 外保温系统抗震试验161

7.3.1 振动台试验161

7.3.1.1 试验原理161

7.3.1.2 试验装置162

7.3.1.3 测点布置162

7.3.1.4 试验步骤162

7.3.1.5 试验数据162

7.3.1.6 试验报告162

7.3.2 拟静力试验163

7.3.2.1 试验原理163

7.3.2.2 试验装置163

7.3.2.3 测点布置163

7.3.2.4 试验步骤163

7.3.2.5 试验数据163

7.3.2.6 试验报告164

7.4 外保温系统抗震试验实例164

7.4.1 胶粉聚苯颗粒贴砌模塑聚苯板外保温贴瓷砖系统振动台试验164

7.4.1.1 试验目的164

7.4.1.2 试验试件164

7.4.1.3 试验结果及分析166

7.4.2 外保温复合聚苯颗粒自保温墙体拟静力试验167

7.4.2.1 试验目的167

7.4.2.2 试验试件167

7.4.2.3 试验结果与分析168

8 外保温粘贴面砖的安全性170

8.1 外保温系统粘贴面砖现状170

8.1.1 外保温系统粘贴面砖的相关规定170

8.1.2 外保温粘贴面砖的质量问题170

8.1.3 外保温粘贴面砖的研究内容171

8.2 粘贴面砖系统安全性的研究171

8.2.1 自重产生的剪力和拉力计算模型171

8.2.2 系统构造及材料参数171

8.2.3 力学模型172

8.2.4 计算结果172

8.2.5 系统抗自重安全系数173

8.3 粘贴面砖系统增强构造的研究173

8.3.1 采用增强构造的必要性173

8.3.1.1 单层玻纤网格布173

8.3.1.2 双层玻纤网格布175

8.3.1.3 镀锌电焊网176

8.3.1.4 锚固件179

8.4 粘贴面砖系统相关材料的研究179

8.4.1 抗裂砂浆180

8.4.1.1 性能指标180

8.4.1.2 抗裂砂浆的厚度180

8.4.2 面砖粘结砂浆180

8.4.2.1 性能指标180

8.4.2.2 聚灰比对粘结砂浆柔韧性的影响181

8.4.2.3 养护条件对粘结性能的影响182

8.4.2.4 可使用时间对粘结性能的影响182

8.4.2.5 面砖吸水率对粘结砂浆的粘结性能影响182

8.4.3 勾缝料183

8.4.3.1 性能指标183

8.4.3.2 聚灰比对面砖勾缝料的柔韧性的影响183

8.4.4 面砖184

8.4.5 外保温粘贴面砖系统性能要求184

8.5 外保温粘贴面砖系统的施工与工程实例185

8.5.1 工艺流程185

8.5.1.1 玻纤网格布增强粘贴面砖的工艺流程185

8.5.1.2 钢丝网增强粘贴面砖的工艺流程185

8.5.2 施工要点185

8.5.2.1 玻纤网增强粘贴面砖抹面层施工要点185

8.5.2.2 钢丝网粘贴面砖抹面层施工要点185

8.5.2.3 粘贴面砖186

8.5.2.4 面砖勾缝186

8.5.3 工程实例186

8.5.3.1 北京滨都苑186

8.5.3.2 北京永泰花园小区186

8.5.3.3 青岛鲁信长春花园187

8.6 总结187

9 胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术研究与应用188

9.1 胶粉聚苯颗粒保温系统材料的发展与研究188

9.1.1 胶粉聚苯颗粒浆料的发展188

9.1.1.1 胶粉聚苯颗粒浆料在国外的发展188

9.1.1.2 胶粉聚苯颗粒浆料在中国的深入发展188

9.1.2 外墙外保温技术理念190

9.1.2.1 外墙外保温优于外墙内保温190

9.1.2.2 外保温应采用“逐层渐变、柔性释放应力”的抗裂技术路线190

9.1.2.3 外保温应采用无空腔的构造设计192

9.1.3 胶粉聚苯颗粒浆料研究192

9.1.3.1 EPS颗粒形貌和级配对导热系数的影响192

9.1.3.2 表观密度与压缩强度、导热系数的对应关系192

9.1.3.3 粘结性能194

9.1.3.4 耐久性能194

9.1.3.5 抗裂性能196

9.1.3.6 防火性能197

9.1.3.7 隔热性能197

9.1.3.8 水对浆料性能的影响198

9.1.3.9 胶粉聚苯颗粒浆料研究总结200

9.1.4 抗裂防护层研究200

9.1.4.1 抗裂砂浆的研究200

9.1.4.2 耐碱玻纤网研究202

9.1.4.3 高分子弹性底涂的研究205

9.1.4.4 柔性耐水腻子的研究206

9.2 保温板性能的分析研究208

9.2.1 保温板的基本性能分析208

9.2.2 保温板的变形研究211

9.2.2.1 保温板在短时间内高温环境下的变形211

9.2.2.2 保温板长期受热变形研究212

9.2.2.3 保温板的热膨胀系数测定213

9.2.3 保温系统变形和应力研究214

9.2.3.1 上墙后保温板材的变形214

9.2.3.2 保温板与砂浆之间的应力214

9.2.3.3 过渡层对保温板变形的影响216

9.2.4 结论218

9.3 胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温技术工程应用指南219

9.3.1 基本规定219

9.3.2 性能要求219

9.3.2.1 系统219

9.3.2.2 组成材料220

9.3.3 系统构造226

9.3.3.1 基本规定226

9.3.3.2 保温浆料系统227

9.3.3.3 贴砌聚苯板系统228

9.3.3.4 现浇混凝土无网聚苯板系统230

9.3.3.5 现浇混凝土有网聚苯板系统231

9.3.3.6 喷涂聚氨酯系统232

9.3.3.7 锚固岩棉板系统234

9.3.3.8 贴砌增强竖丝岩棉复合板系统235

9.3.3.9 粘贴保温板系统236

9.3.4 工程设计237

9.3.5 工程施工237

9.3.5.1 一般规定237

9.3.5.2 保温浆料系统施工要点238

9.3.5.3 贴砌聚苯板系统施工要点240

9.3.5.4 现浇混凝土无网聚苯板系统施工要点241

9.3.5.5 现浇混凝土有网聚苯板系统施工要点242

9.3.5.6 喷涂聚氨酯系统施工要点244

9.3.5.7 锚固岩棉板系统施工要点245

9.3.5.8 贴砌增强竖丝岩棉复合板系统施工要点246

9.3.5.9 粘贴保温板系统施工要点247

9.3.6 施工质量验收248

9.3.6.1 一般规定248

9.3.6.2 主控项目249

9.3.6.3 一般项目249

9.4 总结250

10 外保温系统资源综合利用252

10.1 概述252

10.2 资源综合利用评价252

10.2.1 外保温系统及组成材料固体废弃物含量252

10.2.2 外保温系统及组成材料生产能耗量和废物排放量253

10.3 固体废弃物综合利用253

10.3.1 固体废弃物在保温材料中的综合利用253

10.3.1.1 废聚苯乙烯泡沫塑料253

10.3.1.2 废聚酯塑料瓶254

10.3.1.3 废聚氨酯255

10.3.2 固体废弃物在砂浆产品中的综合利用256

10.3.2.1 粉煤灰256

10.3.2.2 尾矿砂258

10.3.2.3 废纸纤维261

10.3.2.4 废橡胶颗粒261

10.3.2.5 砂浆产品中固体废弃物含量262

10.3.3 外保温系统固体废弃物综合利用262

10.3.4 综合评价263

10.4 保温材料生产能耗和环境污染分析263

10.4.1 模塑聚苯板263

10.4.2 挤塑聚苯板265

10.4.3 聚氨酯266

10.4.4 酚醛保温板267

10.4.5 无机保温砂浆268

10.4.6 胶粉聚苯颗粒保温浆料269

10.4.7 岩棉269

10.4.8 综合评价270

10.5 资源综合利用发展前景271

11 外保温工程质量案例分析272

11.1 模塑聚苯板外保温工程272

11.1.1 EPS板脱落的案例272

11.1.2 EPS板脱落的原因272

11.1.2.1 风压破坏273

11.1.2.2 连通空腔274

11.1.3 防止EPS板脱落的措施274

11.1.3.1 闭合小空腔构造274

11.1.3.2 无空腔构造275

11.2 挤塑聚苯板外保温工程276

11.2.1 XPS板外保温质量问题案例276

11.2.2 XPS板薄抹灰系统开裂起鼓原因分析277

11.2.2.1 XPS板应变剧烈277

11.2.2.2 XPS板温差变形明显277

11.2.2.3 XPS板透气性差278

11.2.2.4 风压影响279

11.2.2.5 结露影响279

11.2.2.6 XPS板的尺寸影响279

11.2.3 XPS板应用中存在问题的处理方法280

11.3 现浇混凝土模塑聚苯板外保温工程281

11.3.1 质量问题案例281

11.3.1.1 现浇混凝土无网EPS板外保温系统281

11.3.1.2 现浇混凝土网架EPS板外保温系统282

11.3.2 质量问题原因分析283

11.3.2.1 现浇混凝土无网EPS板外保温系统283

11.3.2.2 现浇混凝土网架EPS板外保温系统283

11.3.3 解决方案284

11.3.3.1 现浇混凝土无网EPS板外保温系统284

11.3.3.2 现浇混凝土网架EPS板外保温系统284

11.3.4 结语286

11.4 聚氨酯复合板外保温工程287

11.4.1 聚氨酯复合板尺寸稳定性研究287

11.4.2 系统构造研究分析289

11.4.2.1 常用构造做法289

11.4.2.2 样板墙对比研究289

11.4.2.3 各构造层表面温度计算研究290

11.4.3 耐候性试验验证分析292

11.4.4 防火性能验证分析293

11.4.4.1 聚氨酯复合板的氧指数测试分析293

11.4.4.2 燃烧竖炉试验分析293

11.4.5 工程案例分析294

11.4.6 结语295

11.5 酚醛板外保温工程295

11.5.1 酚醛板外保温工程质量事故分析296

11.5.1.1 酚醛板吸水率高296

11.5.1.2 酚醛板强度低296

11.5.1.3 酚醛板尺寸稳定差296

11.5.1.4 酚醛板弹性模量大297

11.5.1.5 酚醛板弯曲变形小297

11.5.1.6 酚醛板保温构造存在缺陷297

11.5.1.7 酚醛板质量不合格298

11.5.2 防止质量事故的措施299

11.5.2.1 设置热应力阻断层299

11.5.2.2 设置水分散构造层300

11.5.2.3 设置防水透气层300

11.5.2.4 设置分仓贴砌构造300

11.5.2.5 选择质量可靠的酚醛板300

11.5.3 结语301

11.6 岩棉板外保温工程301

11.6.1 岩棉板外保温工程质量问题案例301

11.6.2 岩棉板外保温工程质量问题原因分析302

11.6.2.1 岩棉板自身缺陷302

11.6.2.2 风压破坏303

11.6.2.3 构造设计不合理304

11.6.3 解决方案304

11.6.3.1 完善构造设计304

11.6.3.2 改进岩棉板305

11.7 岩棉防火隔离带外保温工程306

11.7.1 工程案例分析307

11.7.2 解决方案307

11.7.2.1 选择增强竖丝岩棉复合板作为防火隔离带材料307

11.7.2.2 设置找平过渡层308

11.7.3 耐候性验证308

11.7.4 工程应用308

11.7.4.1 粘贴保温板做法308

11.7.4.2 现浇混凝土聚苯板做法309

12 结论312

12.0.1 中国外墙外保温经验十分丰富312

12.0.2 外墙外保温是一种最合理的外墙保温构造方式312

12.0.3 外墙外保温工程必须能耐受多种自然因素的考验312

12.0.4 外保温墙体内的湿传递必须得到控制313

12.0.5 采用柔韧性过渡层可以分散热应力起到抗裂作用313

12.0.6 施工现场防火与保温系统整体构造防火是外保温防火安全的关键314

12.0.7 负风压可能导致带空腔的外保温系统脱落314

12.0.8 外保温粘贴面砖必须采取妥善的安全措施314

12.0.9 采用柔韧性连接构造缓解地震对外保温系统的影响315

12.0.10 胶粉聚苯颗粒复合外保温技术是符合我国国情、满足不同地区建筑节能设计要求的先进适用技术315

12.0.11 以固体废弃物为原料是发展保温技术的一个重要方向316

12.0.12 外墙外保温技术是在总结正反两方面的经验教训的基础上通过试验研究、开拓创新才取得不断发展的316

参考文献318

跋320

再版跋321