• 住宅小區房屋外墻保溫空鼓檢測及原因分析

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    • 2019-07-31
    • 來源:上海鈞測檢測機構
    • 作者:鄭銀柱
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    核心提示:外墻保溫是降低建筑能耗的重要措施,因材料老化、工程質量缺陷等引起的外墻保溫空鼓問題,不僅影響了城市的整體形象,對于過往行人也形成了安全隱患。文中結合某住宅小區房屋外墻保溫空鼓檢測實踐,論述了紅外熱像法在外墻空鼓現狀檢測中的應用原理及方法

     外墻保溫是降低建筑能耗的重要措施,因材料老化、工程質量缺陷等引起的外墻保溫空鼓問題,不僅影響了城市的整體形象,對于過往行人也形成了安全隱患。文中結合某住宅小區房屋外墻保溫空鼓檢測實踐,論述了紅外熱像法在外墻空鼓現狀檢測中的應用原理及方法,通過檢測與調查,詳細分析了出現房屋外墻空鼓的主要因素,并提出了來相應修補建議,對于類似工程項目的處理有借鑒意義。

    外墻保溫空鼓檢測

    1 工程概況

    某住宅小區位于2010年12月開工,并于2013年12月竣工。出現外墻保溫空鼓開裂房屋共計16幢,地上建筑面積71067m2,其中有高層、多層住宅和商鋪,建筑高度在14.4m~42.3m之間,折算外墻面積為49746m2。房屋為高層、多層住宅,外墻均采用無機保溫砂漿系統。 

    2 外墻保溫空鼓現狀紅外熱像檢測

    2.1 檢測原理

    一般建筑物的外墻面在一天中或一年中都會對因氣溫或太陽輻射熱的變化產生周期的溫度變化。建筑物的表面溫度將因墻面材料的比熱和熱傳導率的物理性質差異、表面形態及狀態的差異而有所變化,從而在墻體溫度場分布上產生差異。紅外熱成像法通過紅外熱像儀快速掃描探測建筑物外墻的溫度場分布,以二維熱像圖的形式表現物體表面的溫度場情況,并通過綜合處理分析,判斷是否存有缺陷。其優點是可以針對外墻進行非接觸的掃描,快速大面積的發現外墻飾面的紅外輻射異常,從而達到快速尋找外墻飾面質量病害區位置的目的。

    所有物體都能發出熱輻射(紅外線),理論上一個物體輻射出的紅外線決定于其溫度和輻射率,輻射率為100%的理想物體被稱為“黑體”,黑體發出的能量(光輻射強度)與波長的關系有:

    式中:

    基于上述原理,通過紅外掃描儀器可以將不同熱量的溫度轉化成熱能影像。在某些基本條件下,存在表面缺陷問題的外墻,例如面層空鼓、墻體裂縫、滲漏等,會產生不同的紅外熱輻射。使用儀器可以快速地掃描墻體表面,而有缺陷的地方會顯示不同的紅外熱輻射異常。

    2.2 檢測方法及結果判定

    通過紅外熱像儀快速掃描探測建筑物外墻的溫度場分布,以二維熱像圖的形式表現物體表面的溫度場情況,并通過綜合處理分析,判斷是否存有缺陷。這種表現反映在紅外圖象上的特點是:一般在無干擾情況下,質量良好的外墻其紅外照片溫度色彩較為均勻,沒有明顯的相對色差區,而對存在質量缺陷問題的外墻(如空鼓),紅外照片上通常就會表現出明顯的色差異常區。根據上述特征,借助計算機程序對紅外照片進行綜合處理,結合外觀調查實際情況綜合推測出外墻缺陷區的位置和范圍,檢測結果可為大樓工程維修處理提供參考。紅外圖像基本特征具體如下:

    (1)相對某一外墻平面或某一區域,正常情況下可認為整個面層(所有相似面)發生的紅外輻射應是均勻一致的。反映在紅外圖像上,通過顏色的指示為:相應區域顏色是單一均勻的,不存在明顯的色差,即無明顯溫度色差異常區。

    (2)相對某一外墻平面或某一區域,當非正常時,如表層存在空殼、嚴重風化、剝落等病害時,這些部位由于墻面層與墻體的熱導通性發生了改變,因此會存在相對與正常部位的紅外輻射異常。這種情況下,紅外熱能圖片上反映顏色(溫度場)非單一均勻,不同熱輻射條件的外墻表面對應不同的顏色區(溫度異常)。

    處理紅外熱能圖片上的顏色(溫度場)異常區,通過與數碼照片的比較分析,可以直觀明了地看到異常區在實際墻體的位置,綜合實際工程情況,可以對這些異常區域作出最終推測與評價。

    3 外墻保溫空鼓原因檢測與分析

    為了探明受檢房屋建筑外墻保溫空鼓、開裂等損傷情況的具體原因,在整理相關資料的基礎上,分別采用取芯、拉拔等方式對于標段內的部分房屋進行了抽檢。

    3.1 設計資料調查與分析

    根據委托方提供的圖紙,房屋外墻保溫砂漿采用圖集06CJ07-P14做法,參照《無機保溫砂漿系統應用技術規程》DG/TJ 08-2088-2011的要求,對于房屋無機保溫砂漿系統設計資料進行調查。

     3.2 現場調查與檢測

    (1)外墻保溫取芯調查

    為調查本次受檢房屋外墻保溫材料狀況,采用隨機抽查的方式,現場對于房屋外墻進行了取芯調查(部分位于分格縫處),經觀察鉆取后芯樣,部分芯樣斷裂面位于無機保溫砂漿先后施工交界層、部分外墻保溫芯樣表觀有泛潮現象;分格縫處砂漿連續未見柔性材料。

    (2)無機保溫砂漿強度拉拔檢測

    為分析本次受檢房屋無機保溫砂漿強度,根據不同施工標段,現場采取拉拔試驗方法外墻外保溫系統粘結強度進行了隨機抽查檢測,拉拔位置均位于墻面非空鼓部位。檢測結果表明:抽檢房屋東西立面粘結強度不合格,南北立面粘結強度基本滿足要求。

    3.3 外墻外保溫缺陷成因分析

    (1)抗裂防護層不符合設計要求

    房屋設計要求外保溫構造抗裂防護層采用5厚聚合物抗裂砂漿(一層為6厚)+鋼絲網一層,但通過調查現場取樣結果,房屋無機保溫砂漿系統抗裂防護層采用抗裂砂漿+玻纖網網格布,與設計要求不符。

    (2)無機保溫砂漿強度

    根據本次檢測結果抽檢房屋東西立面粘結強度不合格,南北立面粘結強度基本滿足要求。據此可認為,無機保溫砂漿拉伸粘結強度不是造成外保溫空鼓開裂的主要因素。

    (3)分格縫處理

    本次項目分格縫未嚴格按照圖集和規范要求進行施工,未設置柔性材料。無機保溫砂漿整體施工具有一定的收縮性能,如果連續施工的面積比較大,未按規范要求設置分格縫,則會引起無機保溫砂漿層的開裂。本項目外保溫開裂較嚴重區域基本符合上述特征,可以認為未按規范要求設置分格縫是造成外保溫空鼓開裂的一項主要因素。

    (4)兩遍施工因素

    分別對于房屋外墻面空鼓部位及非空鼓部位進行取芯,空鼓部位取芯芯樣斷裂面多數位于保溫層內,非空鼓部位取芯芯樣斷裂面位于保溫層內或界面層處,同時經觀察鉆取后芯樣,保溫層內的芯樣斷裂面位于無機保溫砂漿先后施工交界層;觀察拉拔檢測材料斷裂面位置與表觀特征,有部分斷裂面位于無機保溫砂漿先后施工交界層,同時對應的斷裂面拉伸粘結強度亦未能達到合格要求。綜合上述兩點分析,考慮是由于無機保溫砂漿兩遍施工未能處理到位,造成第一層保溫層與第二層保溫層之間粘結度不夠,使得兩層保溫層之間可能存在空鼓。

    (5)構造措施因素

    依據設計圖集06CJ07-P14做法,外墻陽角處及陰角處均應考慮附加網格布,現場于陽角處取樣檢測發現僅有一層網格布,現場取樣樣品及外墻陽角開裂典型照片下圖。可以認為外墻外保溫轉角部位未做加強處理是造成保溫層在角部開裂的主要原因。

    (6)外部因素

    考慮到在上述部分條件作用下無機保溫砂漿會出現局部開裂現象,雨水即會大量滲進無機保溫砂漿層,而無機保溫砂漿保溫層吸水后會明顯增加導熱系數,增加自重、降低粘結力等,在晝夜溫差、周期性熱濕和熱冷等氣候條件下,進而引起更大區域的空鼓開裂甚至脫落。

    4 處理建議

    根據本次受檢房屋外保溫空鼓開裂現場調查與原因排查結果,針對目前外墻出現的空鼓及開裂現象,提出以下處理建議:

    (1)鏟除出現空鼓及開裂的外墻保溫層至墻體基層,鑿除時范圍宜適當擴大。

    (2)對于外墻基層進行清理、除塵,涂刷專用界面材料(或界面砂漿)。界面材料施工時應慢抹壓實,使之與墻面結合牢固,消除空鼓,并保留粗糙面,便于與保溫層結合。

    (3)單塊修補面積達0.25m2時,應在與原先完好的保溫層交接的四周留20mm-30mm縫隙,待修補的保溫層干燥后再用保溫材料填縫。

    (4)墻面分格縫建議重新施工,并按照相關技術規程做好密閉防水措施。

    (5)重新選擇具備相應施工資質與施工經驗的單位,在確保無機保溫砂漿各項性能指標均符合國家要求的前提下進行修補。

    參考文獻

    [1]《外墻外保溫工程技術規程》JGJ 114-2004

    [2]《住宅建筑圍護結構節能應用技術規程》DG/TJ 08-206-2002

    [3]《住宅建筑節能檢測評估標準》DG/TJ 08-801-2004

    [4]《無機保溫砂漿系統應用技術規程》DG/TJ 08-2088-2011

    [5]《房屋質量檢測規程》DG/TJ 08-79-2000


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