1樓：張國榮季
兒牆根部由於受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內的推、拉力，使女兒牆根部的砌體外西域女兒牆外傾現象，形成水平裂縫。有時，由於鋼筋混凝土屋面的收縮，也可能使女兒牆處於偏心受壓狀態，從而造成女兒牆上部沿豎向開裂。
外牆保溫隔熱是節能建築的主要措施之一，一旦保溫層、保護層發生開裂，牆體保溫效能就會發生很大改變，非但滿足不了設計的節能要求，甚至會危及牆體的安全。保溫牆體裂縫的存在，降低了牆體的質量，如整體性、保溫性、耐久性和抗震效能。外保溫體系是非承重複合牆面，其牆面裂縫的危害主要是水的滲透對保溫體系的破壞以及對住戶的感觀上和心理上造成不良影響。
由於住宅工程的質量問題，保溫牆體裂縫等涉及的糾紛或官司也越來越多，建築物的裂縫已成為住戶評判建築物安全的一個非常直觀敏感的問題和首要的質量要求。因此加強保溫牆體結構研究，特別是保溫牆體的抗裂措施研究，已成為國家行政主管部門以及設計、材料生產、施工和房屋開發商共同關注的課題。
由建設部科技發展促進中心、北京市建築節能與牆體材料革新辦公室和北京振利高新技術公司共同申請、並經建設部批准的「外牆保溫體系面層裂縫產生原因及其控制技術的研究」的科研專案，自2023年4月正式立項起，對外牆保溫體系面層裂縫產生的原因及其控制技術應該採取的措施，進行了全面深入的研究。課題組針對目前比較常見的外牆保溫體系，不僅從材料和施工兩個方面分析總結了裂縫產生的原因及控制措施，而且還對構造設計因素加以分析，綜合考慮了熱應力、水、風壓、火及**力的影響。根據研究成果提出的「外保溫隔熱體系抗裂優於內保溫隔熱體系」、「堅持逐層漸變，柔性釋放應力的抗裂技術路線」、「普通水泥砂漿不應作為保溫層的保護層材料」、「外牆保溫體系**商應對體系材料成套**」、「無空腔或小空腔構造提高體系穩定性」、「各層材料自身變形性外還應充分考慮材料的相容性及匹配性」等一系列抗裂技術理念及抗裂技術的一些基本原則，其研究成果可為國內各建築行業管理部門提供管理執法的依據，對推動我國外牆保溫技術的發展起到積極的指導作用。
為了將此項技術的研究成果介紹給廣大外保溫從業人員，從即日起，本報將連續登載該課題的研究分析，以饗讀者。
★（一）裂縫的基本概念
裂縫是固體材料中的某種不連續現象，在學術上屬於結構材料強度理論範疇。通常把裂縫分為微觀裂縫和巨集觀裂縫。肉眼可見的裂縫範圍一般以0.
05mm為界，小於0.05mm的裂縫稱為微觀裂縫，大於等於0.05mm的裂縫稱為巨集觀裂縫。
由於外保溫隔熱體系是非承重複合牆面，其牆面裂縫的危害不在於影響結構安全，主要是對住戶的審美和心理的影響以及由於裂縫存在，有可能對保溫隔熱體系造成破壞（如水的滲透、凍融破壞等）。從水的滲透看，水分子可穿過任何肉眼可見的裂縫，所以從理論上是不允許裂縫的。由於裂縫具有發展性，因此對裂縫的判定和分級應包含時間、裂縫寬度和長度、以及面積發生率。
★（二）外牆保溫裂縫產生的原因分析
外牆保溫隔熱裂縫產生的原因相當複雜，包含構造設計、材料及施工的各個環節。
外牆內保溫隔熱構造設計的缺陷
內保溫隔熱是將保溫隔熱體系置於外牆內側，從而使內、外牆體分處於兩個溫度場，建築物結構受熱應力的影響而始終處於不穩定的狀態。在相同氣候條件下做內保溫隔熱，不僅比做外保溫隔熱，甚至比不做保溫隔熱時外牆與內部結構牆體的溫差更大，受外界各種作用力的影響更直接。
對冬季採暖、夏季製冷的建築物，室內溫度隨晝夜和季節的變化幅度通常不大（約為10℃左右），這種溫度變化引起建築物內牆和樓板的線性變形和體積變化也不大。但是，外牆和屋面受室外溫度和太陽輻射熱的作用而引起的溫度變化幅度較大（晝夜溫差可達20℃～40℃，年溫差可達80℃～100℃）。當室外溫度低於室內溫度時，外牆收縮的幅度比內保溫隔熱體系的速度快，當高於室內氣溫時，外牆膨脹的速度會高於內保溫隔熱體系，這種反覆形變使內保溫隔熱體系始終處於一種不穩定的牆體基礎上。
根據資料和實測證明，6m開間的混凝土牆面在年溫差80℃的溫差變化條件下約發生4.8mm的形變，這樣的形變應力反覆作用不僅使外牆易遭受溫差應力的破壞，也易造成內保溫隔熱體系的空鼓開裂。內保溫隔熱的另一個明顯的缺陷是：
結構冷（熱）橋的存在易造成區域性溫差過大導致產生結露現象，而結露水的浸漬或凍融極易造成保溫隔熱牆面發黴、開裂。
住戶在裝修時，內保溫隔熱層往往遭到破壞，破壞後自身不易修復。正因為內保溫隔熱固有的缺陷使內保溫隔熱牆體出現裂縫成為普遍現象，而內保溫隔熱裂縫時時刻刻處於住戶的視野中，對住戶的審美和心理會產生長期的影響，成為投訴焦點。因此從構造設計上看，內保溫隔熱具有自身先天的缺陷。
外牆外保溫隔熱構造設計的不足
外保溫隔熱是將保溫隔熱體系置於外牆外側從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結構牆體起到保護作用，並可有效阻斷冷（熱）橋，有利於結構壽命的延長。因此從有利於結構穩定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優勢，在可選擇的情況下應首選外保溫隔熱。但由於外保溫隔熱體系被置於外牆外側，直接承受來自自然界各種因素影響，對體系要求更高。
就太陽輻射及環境溫度變化對其影響來說，置於保溫層之上的抗裂防護層只有3mm～20mm，且保溫材料具有較大的熱阻，在得熱量相同的情況下，外保溫抗裂防護層溫度變化速度比無保溫情況下主體外牆溫度變化速度提高8～30倍，因此抗裂防護層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂效能起著關鍵的作用，在構造設計時應充分考慮熱應力、水、風、火及**力的影響。
1.聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構造設計存在的不足
這類外保溫隔熱材料通常採用貼上的方式（也有加錨栓輔助錨固的）固定在基層牆體上，然後在保溫板上抹抹面砂漿並將增強網鋪壓在抹面砂漿中。該類保溫體系在國外已有較長的應用歷史，根據來華德國專家介紹，德國一個行業協會在2023年調查的14棟外保溫工程中，除1棟有0.2mm以下的輕微裂縫，其他13棟幾乎無任何裂縫，在這13棟中，除1棟建築物外，其他都經過新做塗料、再做抗裂防護層甚至再加做保溫層等翻新手段以達到使用壽命不低於25年。
目前國內採用該保溫體系的情況遠比國外差，做該類保溫工程的廠家有上千家,除少部分企業的保溫工程外，相當數量的工程在3個月後就出現了裂縫。該類體系構造設計上分析有以下原因：
從保溫隔熱材料的因素來講,eps保溫板在自然環境中的自身收縮變形時間長達60天，由於在自然環境條件下42天或60℃蒸汽養護條件下5天的自身收縮變形已完成99%以上，因此要求eps保溫板在自然環境條件下42天或60℃蒸汽養護條件下5天后再上牆。但在實際情況中很難做到。一是eps保溫板長時間的養護需要佔用大量的場地；二是生產企業由於資金佔用、成本控制等因素，通常是以銷定產，大量工程是eps保溫板養護不到一星期就上牆，造成上牆後繼續收縮，且收縮應力均集中在板縫處。
另外，保溫板在晝夜及季節變化發生熱脹冷縮、溼脹幹縮時也會在板縫處集中產生變形應力,該類體系板間裂縫是比較常見的現象。擠塑聚苯板比發泡聚苯板密度大、強度高，自身變形及溫差變形產生的變形應力也大，與膨脹聚苯板相比更易造成板縫處開裂。
聚苯板薄抹灰外保溫隔熱體系通常採用純點粘或筐點粘，採用純點粘時，該體系存在整體貫通的空腔。即便是筐粘，由於必須留有排氣孔，每塊板的空腔通過排氣孔及板縫仍是貫通的，當建築物垂直度偏差通過粘結點粘結砂漿厚度來調整時，特別是牆體偏差較大時，空腔的大小是不確定的，該體系存在整體貫通的空腔正負風壓對保溫隔熱牆面進行擠或拉，也易造成板縫處開裂，極端情況下負風壓甚至會將保溫板掀掉。
從防護層受熱應力的因素上看,聚苯板保溫層上是僅3mm的砂漿複合網格佈防護層,由於聚苯板保溫隔熱層熱阻很大，從而使防護層的熱量不易通過傳導擴散，當受太陽直射時其表面溫度將高達50℃～70℃,南方部分地區甚至可達80℃，遇突然降雨降溫，溫度會降至15℃左右,溫差可達40℃～65℃,這樣的溫差變化以及受晝夜和季節室外氣溫的影響,對抹面砂漿的柔韌性和網格布的耐久性提出了相當高的要求。另外，當聚苯板的溫度超過70℃時,聚苯板會產生不可逆熱收縮變形，造成較為嚴重的開裂變形，這種情況在高溫乾燥地區更為明顯。
此外，在樓梯間兩側或有錯層處的牆體將易產生區域性的豎向裂縫，這是由於樓面收縮產生較大的拉力所致。
影響房屋伸縮出現裂縫的原因很多而且複雜，以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應力的影響，可採取合理地設伸縮縫;避兔樓面錯層和伸縮縫錯位;加強屋面保溫、隔熱;用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和牆體隔離，並在女兒牆根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮餘地;採用蓄水屋面域種植屋面;女兒牆設構造柱；加強結構的薄弱環節，提高其抗拉強度等技術措施。
屋面及女兒牆未做保溫隔熱或保溫隔熱效果不好。女兒牆外側牆體的保溫在設計中往往忽視了對內側的保溫。女兒牆內側的根部靠近室內的頂板，如果不對該部分採取保溫處理，極容易引起因為熱橋通路變短而在頂層房間的頂板棚根處產生返霜結露現象。
而採取保溫措施，有助於保護主體結構，使得因溫度變化而引起的應力作用都發生在外保溫層表面，避免了女兒牆牆體裂縫的發生。另外，在保溫設計中也常常忽視對結構挑出部位如陽臺、雨罩、女兒牆內外側及壓頂等部位的保溫。紅外線測試顯示這些被忽視的部位與被保溫的部位相比，其溫度受環境影響十分明顯，由此而產生的的溫差應力引起該部位與主體部位相接處產生裂縫。
（2）保溫截止部位材質變換處節點設計。因為保溫層與其它材料的材質的密度相差過大，使得材質間的彈性模量和線性膨脹係數也不盡相同，在溫度應力作用下的變形也不同，極容易在這些部位產生面層的裂縫。同時還應該考慮這些部位的防水處理，避免因凍脹作用而導致體系的破壞，影響體系的正常使用壽命和耐久性。
（3）老虎窗的保溫處理。近幾年在建築設計中對屋面倡導平改坡，為了加強頂層房間的採光效果，多在坡屋面上設定了老虎窗。老虎窗周圍的裝飾線條變化和牆體的轉折比較複雜，而且在這部分牆體和裝飾線條的處理一般都採用現澆混凝土來處理，因混凝土的傳熱係數較高，在該部分的圍護結構進行保溫處理的時候，常出現因保溫方案處理的不完善，在冬季內牆面出現返霜、結露的現象。
這個問題的主要原因是由於老虎窗處的線條過多，而在設計中這些線條又多以混凝土挑出，在其上如果再加保溫層勢必導致線條既定比例關係的失調，所以為不破壞建築的立面表現形式，只能放棄對該部分的保溫處理，由於未對裸露部位的混凝土採取保溫處理而導致室內出現返霜、結露現象。
（4）面磚密縫貼上，應力無處釋放形成開裂。另外面磚密縫貼上形成瞎縫，雨（雪）水浸漬及凍融破壞易引起開裂脫落。
（5）將增強網直接鋪設在保溫隔熱層上，沒起到抗裂作用反而形成了隔離作用。
（6）視窗周邊及牆體轉折處等易產生應力集中的部位未鋪網格布來分散其應力，從而產生裂縫。
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