（博士学位论文）建筑外墙外保温系统耐久性及评价研究.pdf

华中科技大学博士学位论文
摘要
建筑节能已成为国家的重大战略问题,建筑外墙外保温系统是目前国内应用最
多的建筑外墙围护结构节能措施,但在实际使用过程中出现了系统结构开裂、材料
脱落等问题,特别对其耐久性的质疑,已经影响到了它的推广使用,对建筑外墙外
保温系统的耐久性评价,已成为建筑节能领域亟待解决的难题。
本文结合工程实际使用的 EPS 板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外
保温系统、复合灌注聚氨酯硬泡外墙外保温系统,通过大型耐候性试验,研究了它
们的粘结强度在耐候性条件下的变化规律,并进行了对比分析。三种工程实际使用
的外墙外保温系统的粘结强度都能达到相应标准规范要求,其使用安全性可以得到
保证。耐候性试验中的加热—冷冻循环过程,对 EPS 板薄抹灰外墙外保温系统和胶
粉聚苯颗粒外墙外保温系统粘结强度影响较大,加速粘结强度衰减;此过程对复合
灌注聚氨酯硬泡外墙外保温系统粘结强度的变化没有显著影响。复合灌注聚氨酯硬
泡外墙外保温系统虽然初始粘结强度最小,但其下降趋势最缓,受气候温度变化影
响最小,故从长期使用来看,该系统粘结最为牢固。
根据有限元理论,用 ANSYS 软件研究了 EPS 板薄抹灰外墙外保温系统温度应
力、位移的变化,分析了保温层厚度对保温效果的影响。分析表明该系统受到的温
度应力变化影响较大,窗户的四周和墙体中间部位应力比较集中,特别是窗户的四
周。该系统产生的变形位移在耐候性试验墙的边缘处最大,中部最小。该系统具有
很好的保温隔热性能;其保温层厚度到一定程度后,厚度的继续增加对保温效果的
影响减小。
针对结露现象进行了计算分析,提出了防止和控制建筑结露最重要的基本原则:
增大围护结构的热阻;提高室内表面温度;减少室内空气的湿度。
建筑外墙外保温系统裂缝的产生主要受建筑结构、外保温层的构造设计、材料
及施工四个方面因素的影响。应该优先采用无空腔的外墙外保温系统,来抵抗风荷
载对外墙外保温系统产生的应力。外墙外保温系统的面层材料的吸水率要比内部材
料的吸水率低;外墙外保温系统构造设置从内至外,材料的透气性应越来越好;整
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个外墙外保温系统每一种材料的透气性指标要相互匹配。从大型耐候性实验、保温
系统各功能层温度场和温度应力的分析计算、保温系统材料的性能检测和微观研究
等方面来研究建筑外墙外保温系统的耐久性,对建筑外墙外保温系统耐久性进行评
价。

关键词:外墙外保温耐久性评价粘结强度建筑结露结构裂缝

II
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Abstract
Building energy efficiency has e the country's major strategic issues, and the
External Thermal Insulation System is currently the most widely used building's exterior
envelope energy efficiency measures. However, the cracking, shedding problems,
especially the durability problems that occurred in actual use of the system, have affected
the promotion of its use, so the evaluation on the durability of external thermal
insulation system has e a problem that demand prompt solution in the field of
building energy efficiency.
In this paper, we conduct a research on the analysis of the variation of the cohesive
strength of the EPS board thin-plastering external insulation system, external insulation
system with rubber powder polyphenyl granule and perfusion polyurethane foam
composite external insulation system, via large-scale atmospheric exposure test