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既有建筑外墙外保温系统诊断修复

2020-05-07 20:34:09

既有建筑外墙外保温系统耐久性诊断与修复是目前的社会和行业热点、痛点话题！

城市建设“存量”时代凸显新问题

　　上海市于21世纪初开展建筑节能的工作至今，城市建设逐步迈入“存量”时代，全市既有建筑存量超过9亿平方米，其中墙体保温系统使用量超过2.5亿平方米(建筑面积4.2亿平方米)，无机保温砂浆系统使用量近1亿平方米。

　　部分墙体保温系统的服役期已经达到设计使用年限的60% - 80%，大量的建筑外墙外保温系统面临耐久性失效的安全风险隐患。2017年至今，本市涉及墙体保温空鼓、脱落等严重问题的新闻报道近60起。

　　2018年，上海市住建委发文明确“禁止在新建、改建、扩建的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统使用水泥基无机保温砂浆”。

　　上海市建筑科学研究院有限公司作为《上海市建材发展报告(2019)》主编单位，开展既有建筑外墙外保温系统耐久性失效机制研究及诊断修复系统技术的实践服务。

外墙外保温病害形式与原因分析

　　外墙外保温病害表现形态有开裂、空鼓、起皮、粉化、脱落、瓷砖饰面泛碱、发霉、渗漏、易燃可燃等表现形态。

外墙外保温病害影响因素的外因

温度：

　　热胀冷缩，围护材料产生拉应力;

风压：

　　负风压力对外保温系统的推力;

水及水蒸气渗透：

　　材料软化、湿胀、冻融、冷凝结霜;

紫外光照

　　：材料老化。

　　围护材料在温度、瞬时温差作用下不断产生应力应变，同时在水分等作用下发生软化侵蚀，环境因素耦合作用使得材料发生不可逆变形或开裂、空鼓。

　　基于实际监测温度，利用有限元模拟外保温系统内部应力应变情况。外保温系统在四周固定状态下，夏季和冬季处于不同的膨胀、收缩状态，最大应变发生在保温材料与面层抗裂砂浆的界面处。

外墙外保温病害影响因素的内因

材料因素：

　　材性不合格;相邻材料间变形系数差异大;保温材料、粘结材料、防护层材料匹配性差;

施工工艺：

　　界面处理不到位，基层处理不良，网格布使用不当，接缝处理不当，施工条件不符合材料要求的温湿度环境，分隔缝处理不当等;

设计构造

　　：分隔处理，纯点粘结方式下保温系统负风压下易撕裂，锚栓设置不当等。

　　建筑围护材料耐久性分析模型

　　外墙外保温系统耐久性诊断修复需要依托整套解决方案

缺陷诊断方法探索与创新

　　现场检测是判断外保温系统性能现状的必要手段，是确定修复边界和制定修复方案的重要依据。

　　无人机搭载红外检测缺陷

　　相控阵超声检测缺陷

　　探地雷达检测缺陷

综合评估技术体系

　　基于现场检测的结果，以缺陷与材性相结合的技术路线建立综合评估技术体系。

多层次的修复技术体系

　　要求“安全、无扰，满足不同项目特征个性化需求”。

整体置换修复工艺：

　　墙体保温系统更新在国内处于初期发展阶段，目前主要修复方法为对系统整体或局部进行铲除后置换，以新建标准进行选材、设计和施工。

　　但是，这类做法缺乏对更新特殊性和复杂性的全面考虑，不少保温系统修复后服役一段时间再次出现开裂、空鼓等质量问题，同时，更新施工造成的环境污染、扰民、消防安全、施工复杂等问题一直未能全面解决。

　　以铲除置换为特征的现有修复方法

“不铲除”

　　上海建科院提供以为特征的外墙外保温整体修复解决方案，包括、和等。

　　综合考虑施工周期、施工便利、修复安全、建筑垃圾、工程造价、建筑美观等因素，外墙外保温系统修复有多种方案可以选择，具体设计方案涵盖修复关键技术、修复工艺流程、系统构造和修复材料等内容。

　　整体置换修复案例

　　原外保温系统为无机保温砂浆+瓷砖饰面

　　整体薄层原位修复案例

　　原外保温系统为无机保温砂浆+质感涂料饰面

　　整体厚层原位修复案例

　　原保温层为岩棉外保温系统+涂料饰面

　　整体S型加固修复案例

　　原外保温为无机保温砂浆+涂料饰面

建立监管长效机制保障城市运行安全

　　既有建筑外墙外保温系统耐久性维护亟需社会各界共同参与建立长效监管机制。

明确责任主体：

　　对超出维修期限的建筑外墙及其附着物，通过制定相关法律及规定，进一步明确房屋使用安全的主体责任、监管责任及相关利益人的权利义务。

制定监管机制：

　　针对外墙及附着物的安全、耐久性能随服役年限增长有不同程度衰减这一实际情况，建议管理部门制定监管长效机制，进行监管和评估，并督促主体责任单位应依法依规委托有资质单位对外墙及其附着物进行检测和维护。

充分排查为政府发布提供决策依据：

　　排查和评估本市建筑外墙及附着物的使用现状，一是通过掌握既有建筑外墙及附着物的性能水平，提前消除一些隐患;二是可为本市针对达到设计使用年限的外保温系统，提前规划或制定的处置政策和法规，提供相关依据。

通过项目示范不断完善技术体系：

　　鉴于目前外保温修复过程存在的诸多问题，当务之急是推行安全可靠、环保和不扰民的修复技术，通过项目示范逐步在全市形成成熟和完善的既有建筑外墙外保温修复技术体系，并加快完善、发布相关修复标准。

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