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1 概述1

1.1 国内外外墙外保温发展现状1

1.1.1 外墙外保温在国外的技术发展与应用1

1.1.2 外墙外保温在国内的技术发展与应用2

1.1.2.1 国内外保温发展简史2

1.1.2.2 国内建筑节能标准介绍3

1.1.3 国内外保温发展趋势外保温是发展中的科学5

1.2 国内外墙外保温基础理论研究相关进展5

1.2.1 外墙外保温基础理论的基本点5

1.2.2 国内基础理论研究的进展6

2 保温外墙体的温度场及温度应力数值模拟7

2.1 保温外墙体的温度场数值模拟7

2.1.1 保温外墙体温度场计算模型7

2.1.1.1 热传导方程7

2.1.1.2 初始条件和边界条件8

2.1.2 有限差分法求解保温外墙体的一维热传导方程8

2.1.2.1 外墙体内表面的对流换热边界条件9

2.1.2.2 外墙体外表面的对流换热边界条件9

2.1.2.3 太阳辐射9

2.1.2.4 保温外墙体温度场计算的有限差分方程12

2.1.3 温度场计算结果及分析13

2.1.3.1 计算的墙体类型13

2.1.3.2 室内外空气温度13

2.1.3.3 初始条件及加载时间13

2.1.3.4 材料参数14

2.1.3.5 计算结果与分析15

2.1.4 小结25

2.2 保温墙体的温度应力计算25

2.2.1 保温墙体温度应力计算模型25

2.2.1.1 单一墙板的温度应力模型25

2.2.1.2 多层复合墙板的温度应力模型27

2.2.1.3 材料参数28

2.2.2 保温墙体温度应力计算结果及分析30

2.2.2.1 胶粉聚苯颗粒涂料饰面外保温墙体30

2.2.2.2 胶粉聚苯颗粒面砖饰面外保温墙体33

2.2.2.3 胶粉聚苯颗粒涂料饰面内保温墙体36

2.2.2.4 胶粉聚苯颗粒面砖饰面内保温墙体40

2.2.2.5 加气混凝土自保温墙体42

2.2.2.6 混凝土岩棉夹芯保温墙体45

2.2.3 小结47

2.3 ANSYS软件模拟外墙外保温系统的温度场和温度应力48

2.3.1 ANSYS软件温度场和温度应力计算原理48

2.3.1.1 ANSYS软件模拟温度场48

2.3.1.2 ANSYS软件模拟温度应力50

2.3.2 温度场和温度应力计算实例50

2.3.2.1 计算模型51

2.3.2.2 温度场计算结果分析52

2.3.2.3 温度应力计算结果分析53

2.3.2.4 温度变形54

2.3.3 小结54

2.4 总结55

3 防水透气56

3.1 湿迁移的基本原理57

3.1.1 液态水在多孔材料中的流动58

3.1.2 水蒸气在多孔材料中的迁移58

3.2 建筑墙体的防潮59

3.2.1 水蒸气渗透59

3.2.2 空气温湿度61

3.2.2.1 相对湿度和露点温度61

3.2.2.2 湿球温度、空气温湿图61

3.2.2.3 室内空气湿度62

3.2.3 内部冷凝和冷凝量的检验62

3.2.3.1 冷凝判别62

3.2.3.2 冷凝强度计算62

3.2.3.3 采暖期累计凝结量估算63

3.2.4 建筑墙体内表面冷凝及防止措施63

3.2.5 不同保温层位置的设置对墙体水蒸气渗透的影响64

3.2.5.1 外墙外保温冷凝分析64

3.2.5.2 外墙内保温冷凝分析66

3.2.5.3 外墙夹芯保温冷凝分析66

3.2.5.4 外墙自保温冷凝分析67

3.2.5.5 四种保温构造冷凝结果的对比分析67

3.3 外墙外保温系统的防水性和透气性68

3.3.1 Kuenzel外墙保护理论68

3.3.2 材料吸水性能68

3.3.3 材料憎水性能68

3.3.4 材料透气性能69

3.3.5 系统防水和透气性能69

3.3.6 外保温系统的防水性和透气性设计原则71

3.4 外墙外保温系统防水屏障和水蒸气迁移扩散构造71

3.4.1 水对外墙外保温系统粘结性能的影响73

3.4.1.1 粘结方式73

3.4.1.2 聚合物砂浆粘结原理73

3.4.1.3 聚合物乳液成膜的基本原理74

3.4.1.4 不同乳液对XPS板粘结性能的影响74

3.4.1.5 影响XPS板与聚合物砂浆粘结性能的因素76

3.4.2 高分子弹性底涂层78

3.4.2.1 涂膜防水透气的基本原理78

3.4.2.2 影响涂层透气性的因素79

3.4.3 水分散构造层80

3.5 总结81

4 外保温系统耐候性能83

4.1 试验简介83

4.1.1 试验目的83

4.1.2 试验设备83

4.1.3 试验方法84

4.2 耐候墙体温度场的数值模拟84

4.2.1 边界条件84

4.2.1.1 高温-淋水循环箱体内环境温度84

4.2.1.2 加热-冷冻循环箱体内环境温度85

4.2.1.3 耐候墙体内表面的对流换热边界条件86

4.2.1.4 耐候墙体外饰面表面的对流换热边界条件86

4.2.2 初始条件86

4.2.3 温度场的数值模拟结果86

4.3 试验过程及结果评价88

4.3.1 XPS板外保温系统耐候性试验88

4.3.1.1 试验方案88

4.3.1.2 试验记录与分析89

4.3.1.3 试验结果与分析90

4.3.2 喷涂硬泡聚氨酯外保温系统耐候性试验93

4.3.2.1 试验方案93

4.3.2.2 试验记录与分析93

4.3.2.3 试验结果与分析95

4.3.3 小结97

5 外保温系统防火性能98

5.1 外保温系统防火安全性分析98

5.1.1 外保温材料分类和应用98

5.1.1.1 岩棉、矿棉类不燃材料的燃烧特性99

5.1.1.2 胶粉聚苯颗粒保温浆料的燃烧特性99

5.1.1.3 有机保温材料的燃烧特性99

5.1.2 国内外应用现状99

5.1.3 外保温火灾事故分析100

5.1.4 解决外保温防火问题的思路101

5.1.5 影响外保温系统防火安全性的关键要素102

5.1.6 外保温防火研究的重点104

5.2 外保温材料和系统防火试验104

5.2.1 锥形量热计试验104

5.2.1.1 锥形量热计试验原理104

5.2.1.2 试验对比一106

5.2.1.3 试验对比二108

5.2.1.4 小结111

5.2.2 燃烧竖炉试验112

5.2.2.1 试验原理112

5.2.2.2 试验结果113

5.2.2.3 小结122

5.3 外保温系统大尺寸模型火试验123

5.3.1 防火试验方法简介124

5.3.1.1 UL 1040墙角火试验124

5.3.1.2 BS 8414-1窗口火试验124

5.3.2 窗口火试验126

5.3.2.1 试验汇总126

5.3.2.2 试验结果分析133

5.3.2.3 小结135

5.3.3 墙角火试验136

5.3.4 小结138

5.4 外保温系统防火等级划分及适用建筑高度138

5.4.1 防火分级重点考虑的因素138

5.4.1.1 保温材料燃烧性能等级138

5.4.1.2 保温系统热释放速率138

5.4.1.3 保温系统火焰传播性138

5.4.2 系统防火等级划分及适用建筑高度139

5.4.2.1 编制的基础139

5.4.2.2 防火分级试验方法及指标139

5.4.2.3 关于适用高度140

5.4.3 系统对火反应性能及适用建筑高度140

5.4.4 外保温系统防火构造和适用高度141

5.4.4.1 采用可燃保温材料的薄抹灰外保温系统141

5.4.4.2 保温浆料外保温系统及其他外保温系统141

5.5 防火软件的设计及应用142

5.5.1 软件概述142

5.5.2 项目背景143

5.5.3 编制原理143

5.5.4 软件介绍143

5.5.5 运行与维护143

5.5.5.1 防火设计软件143

5.5.5.2 防火审查软件144

5.5.6 设计结果144

5.5.7 注意事项144

5.5.8 工程实例144

6 风荷载对外墙外保温系统的影响149

6.1 正负风压产生的原因149

6.2 与风压有关的因素150

6.3 带空腔结构的系统介绍及工程案例150

6.4 负风压计算与空腔系统抗风压安全性152

6.4.1 负风压计算及系统抗风压安全系数152

6.4.2 粘结面积与安全系数152

6.4.3 粘结方式与系统抗风压安全性154

6.5 总结155

7 外墙外保温系统抗震156

7.1 外墙外保温系统抗震要求156

7.1.1 外墙外保温系统的抗震156

7.1.2 外墙外保温系统抗震的基本要求156

7.2 外墙外保温系统抗震计算156

7.2.1 外保温系统水平地震作用计算方法157

7.2.2 外保温系统抗震计算实例157

7.3 外墙外保温系统抗震试验158

7.3.1 试验原理158

7.3.2 试验装置159

7.3.3 测点布置159

7.3.4 试验步骤159

7.3.5 试验数据159

7.3.6 试验报告159

7.4 外墙外保温系统抗震试验实例160

7.4.1 试验目的160

7.4.2 试验试件160

7.4.2.1 构造设计160

7.4.2.2 模型的设计与制作160

7.4.2.3 加载及测试方案161

7.4.3 试验结果及分析162

7.4.3.1 试验结果162

7.4.3.2 结果分析162

8 外保温粘贴面砖的安全性163

8.1 外墙外保温粘贴面砖现状163

8.1.1 外保温粘贴面砖的相关规定163

8.1.2 外保温粘贴面砖的质量问题164

8.1.3 外保温粘贴面砖的研究内容164

8.2 粘贴面砖系统安全性的研究164

8.2.1 自重产生的剪力和拉力计算模型164

8.2.2 系统构造及材料参数164

8.2.3 力学模型165

8.2.4 计算结果166

8.2.5 系统抗自重安全系数166

8.3 粘贴面砖系统增强构造的研究166

8.3.1 采用增强构造的必要性166

8.3.1.1 单层玻纤网格布167

8.3.1.2 双层玻纤网格布168

8.3.1.3 镀锌钢丝网169

8.3.1.4 锚固件172

8.4 粘贴面砖系统相关材料的研究173

8.4.1 抗裂砂浆173

8.4.1.1 性能指标173

8.4.1.2 抗裂砂浆的厚度173

8.4.2 瓷砖胶174

8.4.2.1 性能指标174

8.4.2.2 聚灰比对粘结砂浆柔韧性的影响174

8.4.2.3 养护条件对粘结性能的影响175

8.4.2.4 可使用时间对粘结性能的影响175

8.4.2.5 面砖吸水率对粘结砂浆的粘结性能影响175

8.4.3 勾缝砂浆176

8.4.3.1 性能指标176

8.4.3.2 聚灰比对面砖勾缝胶粉的柔韧性的影响176

8.4.4 面砖177

8.4.5 外保温粘贴面砖系统性能要求177

8.5 外保温粘贴面砖系统的施工与工程实例178

8.5.1 工艺流程178

8.5.1.1 玻纤网格布增强粘贴面砖的工艺流程178

8.5.1.2 钢丝网增强粘贴面砖的工艺流程178

8.5.2 施工要点178

8.5.2.1 玻纤网增强粘贴面砖抹面层施工要点178

8.5.2.2 钢丝网粘贴面砖抹面层施工要点179

8.5.2.3 粘贴面砖179

8.5.2.4 面砖勾缝179

8.5.3 工程实例179

8.5.3.1 北京滨都苑179

8.5.3.2 北京永泰花园小区179

8.5.3.3 青岛鲁信长春花园180

8.6 总结180

9 外保温资源综合利用181

9.1 概述181

9.2 资源综合利用评价181

9.2.1 外墙外保温系统及组成材料固体废弃物含量181

9.2.2 外墙外保温系统及组成材料生产能耗量和废物排放量182

9.3 固体废弃物综合利用182

9.3.1 固体废弃物在保温材料中的综合利用182

9.3.1.1 废聚苯乙烯泡沫塑料182

9.3.1.2 废聚酯塑料瓶184

9.3.1.3 废聚氨酯184

9.3.2 固体废弃物在砂浆产品中的综合利用185

9.3.2.1 粉煤灰185

9.3.2.2 尾矿砂187

9.3.2.3 废纸纤维190

9.3.2.4 废橡胶颗粒190

9.3.2.5 砂浆产品中固体废弃物含量191

9.3.3 外保温系统固体废弃物综合利用192

9.3.4 综合评价192

9.4 保温材料生产能耗和环境污染分析192

9.4.1 模塑聚苯板193

9.4.2 挤塑聚苯板194

9.4.3 聚氨酯195

9.4.4 酚醛保温板196

9.4.5 无机保温砂浆197

9.4.6 胶粉聚苯颗粒保温浆料198

9.4.7 岩棉199

9.4.8 综合评价199

9.5 资源综合利用发展前景200

10 结论201

10.0.1 中国外墙外保温经验十分丰富201

10.0.2 外墙外保温是一种最合理的外墙保温构造方式201

10.0.3 外墙外保温工程必须能耐受多种自然因素的考验201

10.0.4 外保温墙体内的湿传递必须得到控制202

10.0.5 采用柔韧性过渡层可以分散热应力起到抗裂作用202

10.0.6 施工现场防火与保温系统整体构造防火是外保温防火安全的关键202

10.0.7 负风压可能导致带空腔的外保温系统脱落203

10.0.8 外保温粘贴面砖必须采取妥善的安全措施203

10.0.9 采用柔韧性连接构造缓解地震作用对外保温面层的冲击204

10.0.10 以固体废弃物为原料是发展保温技术的一个重要方向204

1 Overview（第1章 英文译文）205

10 Conclusions（第10章 英文译文）216

参考文献224

跋226