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外保温系统锚栓加固与系统安全性
2013/11/22 10:13
来源：预制建筑网 赵如义
内外实践表明，对建筑物采用外墙外保温技术和产品是最科学、最合理、最经济的建筑节能手段，应该加以广泛推广应用。而事实上，国内各地在推广应用多种外墙外保温系统技术和产品的过程中，建筑物墙面或多或少地出现过空鼓、挠曲、裂缝和脱落等现象，不但影响到建筑物的节能效果，并直接影响到社会对此项技术的认识和应用。......
国内外实践表明，对建筑物采用外墙外保温技术和产品是最科学、最合理、最经济的建筑节能手段，应该加以广泛推广应用。而事实上，国内各地在推广应用多种外墙外保温系统技术和产品的过程中，建筑物墙面或多或少地出现过空鼓、挠曲、裂缝和脱落等现象，不但影响到建筑物的节能效果，并直接影响到社会对此项技术的认识和应用。因此，对外墙保温的牢固性和安全性问题，必须引起足够的重视，并且采取行之有效的措施加以解决。
为了确保外墙外保温系统的可靠性和安全性，在粘结固定的基础上，再采用机械锚固件进行加固是很有必要的。在2003年7月1日公布实施的《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》国家标准中，对外墙外保温系统中采用锚栓件就给出了严格的性能指标要求。从中不难看出锚栓的作用。
锚栓紧固的必要性和系统安全性
在外墙外保温系统中，风载和负压的强大破坏作用是不容忽视的。为了在不可预见情况下确保系统的安全性，通常采用机械锚栓加固的方式，特别是在高层建筑中，当保温部位标高超过20米时，须采用机械锚栓加固，而且机械锚固系统的安全系数不小于5倍，即单个锚栓抗拉承载力极限值≥1.5kN。为此，要求制作螺钉的材料是不锈钢或经表面防腐处理的金属，塑料胀管和圆压盘应采用尼龙等材料制成；锚栓套件必须是经权威机构检验合格，并出具有检验报告方可采用。
研究表明，锚栓抗拉承载力与锚栓结构形式、锁紧方式、锚固基体的材质和形式直接相关。目前常见的锚固基体外墙结构十分复杂，以往仅靠膨胀锁紧的普通膨胀螺栓或射钉等，根本不适用多样化外墙结构的锚固要求，需要一种既适用于实心墙体又适用于各类空心、蓬松和酥软墙体的多功能锚栓。德国在外墙外保温紧固件方面有很多成功的经验和作法值得我们借鉴和学习。
关于锚固件的冷桥作用
锚固件通常是由不同材质的几部分组成的，如螺钉的材料是不锈钢或经表面防腐处理的金属，因此有人担心采用锚固件会产生严重的冷热桥，以至不采用锚固件加固，造成了不可避免的安全事故隐患。忽视可靠性和安全性，而强调冷热桥作用的极端做法是不科学、不实际和不负责任的。为此，应该全面地综合考虑和解决问题，外墙外保温国家标准JG149-2003对锚固件冷热桥作用给出了科学合理的规定，即单个锚栓使系统传热的增加值≤0.004W/(m2.K)。
为了评价冷桥的大小和影响，应进行热工计算，科学的数据是最能说明问题的。以50毫米厚EPS聚苯乙烯板为例，若按每平方米配装8/80规格的锚固件计算，单个锚栓使系统传热的增加远远小于《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》标准的相关规定，即冷桥作用十分微小，带钢钉式锚栓是完全可以采用的。
只采用锚固件固定的场合
我国建筑节能工作起步较晚，既有建筑的保温节能改造不亚于新建项目。就难易程度而言，保温节能改造的施工难度要远大于新建筑，夹心保温在技术上是不可能的，内保温在技术上虽然可行但缺少可操作性。再者，既有建筑的墙体结构和饰面形式千差万别，日积月累沉积了大量的灰尘和污垢，清除和刷洗十分困难或者说实际上是不可能的，界面剂和胶粘剂无法正常施工。
外保温系统对既有建筑的保温节能改造采用机械锚固件则可以解决上述难题，既有建筑的饰面无须清除和刷洗及特殊处理，但是锚固件的结构形式、锁紧方式、承载能力、使用数量以及锚固点的设置和分布均需要严格挑选和设计。
从建筑物结构的角度看，复合墙体保温体系沿墙体厚度方向是由多种不同材料构成的，而这些具有不同导热系数的材料分别处在不同的温度场中，热胀冷缩的程度及方向均不相同，所产生的应力载荷十分复杂。另外，这些材料又处在不同的风载和负压场中，受力的大小和方向会因外界的变化而改变。所以说，复合墙体保温体系的载荷特征是非线性的、三维的、时变的，如果不采取可行的措施，出现问题也就毫不奇怪了。因此，对建筑物实施保温措施时，增加锚固件是一项必不可少的工序，只有这样，才能保证系统的安全可靠。
编辑：姜立东
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