住宅小区房屋外墙保温空鼓检测及原因分析

 外墙保温是降低建筑能耗的重要措施，因材料老化、工程质量缺陷等引起的外墙保温空鼓问题，不仅影响了城市的整体形象，对于过往行人也形成了安全隐患。文中结合某住宅小区房屋外墙保温空鼓检测实践，论述了红外热像法在外墙空鼓现状检测中的应用原理及方法，通过检测与调查，详细分析了出现房屋外墙空鼓的主要因素，并提出了来相应修补建议，对于类似工程项目的处理有借鉴意义。

1 工程概况

某住宅小区位于2010年12月开工，并于2013年12月竣工。出现外墙保温空鼓开裂房屋共计16幢，地上建筑面积71067m2，其中有高层、多层住宅和商铺，建筑高度在14.4m～42.3m之间，折算外墙面积为49746m2。房屋为高层、多层住宅，外墙均采用无机保温砂浆系统。 

2 外墙保温空鼓现状红外热像检测

2.1 检测原理

一般建筑物的外墙面在一天中或一年中都会对因气温或太阳辐射热的变化产生周期的温度变化。建筑物的表面温度将因墙面材料的比热和热传导率的物理性质差异、表面形态及状态的差异而有所变化，从而在墙体温度场分布上产生差异。红外热成像法通过红外热像仪快速扫描探测建筑物外墙的温度场分布，以二维热像图的形式表现物体表面的温度场情况，并通过综合处理分析，判断是否存有缺陷。其优点是可以针对外墙进行非接触的扫描，快速大面积的发现外墙饰面的红外辐射异常，从而达到快速寻找外墙饰面质量病害区位置的目的。

所有物体都能发出热辐射（红外线），理论上一个物体辐射出的红外线决定于其温度和辐射率，辐射率为100%的理想物体被称为“黑体”，黑体发出的能量（光辐射强度）与波长的关系有：

式中：

基于上述原理，通过红外扫描仪器可以将不同热量的温度转化成热能影像。在某些基本条件下，存在表面缺陷问题的外墙，例如面层空鼓、墙体裂缝、渗漏等，会产生不同的红外热辐射。使用仪器可以快速地扫描墙体表面，而有缺陷的地方会显示不同的红外热辐射异常。

2.2 检测方法及结果判定

通过红外热像仪快速扫描探测建筑物外墙的温度场分布，以二维热像图的形式表现物体表面的温度场情况，并通过综合处理分析，判断是否存有缺陷。这种表现反映在红外图象上的特点是：一般在无干扰情况下，质量良好的外墙其红外照片温度色彩较为均匀，没有明显的相对色差区，而对存在质量缺陷问题的外墙（如空鼓），红外照片上通常就会表现出明显的色差异常区。根据上述特征，借助计算机程序对红外照片进行综合处理，结合外观调查实际情况综合推测出外墙缺陷区的位置和范围，检测结果可为大楼工程维修处理提供参考。红外图像基本特征具体如下：

（1）相对某一外墙平面或某一区域，正常情况下可认为整个面层（所有相似面）发生的红外辐射应是均匀一致的。反映在红外图像上，通过颜色的指示为：相应区域颜色是单一均匀的，不存在明显的色差，即无明显温度色差异常区。

（2）相对某一外墙平面或某一区域，当非正常时，如表层存在空壳、严重风化、剥落等病害时，这些部位由于墙面层与墙体的热导通性发生了改变，因此会存在相对与正常部位的红外辐射异常。这种情况下，红外热能图片上反映颜色（温度场）非单一均匀，不同热辐射条件的外墙表面对应不同的颜色区（温度异常）。

处理红外热能图片上的颜色（温度场）异常区，通过与数码照片的比较分析，可以直观明了地看到异常区在实际墙体的位置，综合实际工程情况，可以对这些异常区域作出最终推测与评价。

3 外墙保温空鼓原因检测与分析

为了探明受检房屋建筑外墙保温空鼓、开裂等损伤情况的具体原因，在整理相关资料的基础上，分别采用取芯、拉拔等方式对于标段内的部分房屋进行了抽检。

3.1 设计资料调查与分析

根据委托方提供的图纸，房屋外墙保温砂浆采用图集06CJ07-P14做法，参照《无机保温砂浆系统应用技术规程》DG/TJ 08-2088-2011的要求，对于房屋无机保温砂浆系统设计资料进行调查。

 3.2 现场调查与检测

（1）外墙保温取芯调查

为调查本次受检房屋外墙保温材料状况，采用随机抽查的方式，现场对于房屋外墙进行了取芯调查（部分位于分格缝处），经观察钻取后芯样，部分芯样断裂面位于无机保温砂浆先后施工交界层、部分外墙保温芯样表观有泛潮现象；分格缝处砂浆连续未见柔性材料。

（2）无机保温砂浆强度拉拔检测

为分析本次受检房屋无机保温砂浆强度，根据不同施工标段，现场采取拉拔试验方法外墙外保温系统粘结强度进行了随机抽查检测，拉拔位置均位于墙面非空鼓部位。检测结果表明：抽检房屋东西立面粘结强度不合格，南北立面粘结强度基本满足要求。

3.3 外墙外保温缺陷成因分析

（1）抗裂防护层不符合设计要求

房屋设计要求外保温构造抗裂防护层采用5厚聚合物抗裂砂浆（一层为6厚）+钢丝网一层，但通过调查现场取样结果，房屋无机保温砂浆系统抗裂防护层采用抗裂砂浆+玻纤网网格布，与设计要求不符。

（2）无机保温砂浆强度

根据本次检测结果抽检房屋东西立面粘结强度不合格，南北立面粘结强度基本满足要求。据此可认为，无机保温砂浆拉伸粘结强度不是造成外保温空鼓开裂的主要因素。

（3）分格缝处理

本次项目分格缝未严格按照图集和规范要求进行施工，未设置柔性材料。无机保温砂浆整体施工具有一定的收缩性能，如果连续施工的面积比较大，未按规范要求设置分格缝，则会引起无机保温砂浆层的开裂。本项目外保温开裂较严重区域基本符合上述特征，可以认为未按规范要求设置分格缝是造成外保温空鼓开裂的一项主要因素。

（4）两遍施工因素

分别对于房屋外墙面空鼓部位及非空鼓部位进行取芯，空鼓部位取芯芯样断裂面多数位于保温层内，非空鼓部位取芯芯样断裂面位于保温层内或界面层处，同时经观察钻取后芯样，保温层内的芯样断裂面位于无机保温砂浆先后施工交界层；观察拉拔检测材料断裂面位置与表观特征，有部分断裂面位于无机保温砂浆先后施工交界层，同时对应的断裂面拉伸粘结强度亦未能达到合格要求。综合上述两点分析，考虑是由于无机保温砂浆两遍施工未能处理到位，造成第一层保温层与第二层保温层之间粘结度不够，使得两层保温层之间可能存在空鼓。

（5）构造措施因素

依据设计图集06CJ07-P14做法，外墙阳角处及阴角处均应考虑附加网格布，现场于阳角处取样检测发现仅有一层网格布，现场取样样品及外墙阳角开裂典型照片下图。可以认为外墙外保温转角部位未做加强处理是造成保温层在角部开裂的主要原因。

（6）外部因素

考虑到在上述部分条件作用下无机保温砂浆会出现局部开裂现象，雨水即会大量渗进无机保温砂浆层，而无机保温砂浆保温层吸水后会明显增加导热系数，增加自重、降低粘结力等，在昼夜温差、周期性热湿和热冷等气候条件下，进而引起更大区域的空鼓开裂甚至脱落。

4 处理建议

根据本次受检房屋外保温空鼓开裂现场调查与原因排查结果，针对目前外墙出现的空鼓及开裂现象，提出以下处理建议：

（1）铲除出现空鼓及开裂的外墙保温层至墙体基层，凿除时范围宜适当扩大。

（2）对于外墙基层进行清理、除尘，涂刷专用界面材料（或界面砂浆）。界面材料施工时应慢抹压实，使之与墙面结合牢固，消除空鼓，并保留粗糙面，便于与保温层结合。

（3）单块修补面积达0.25m2时，应在与原先完好的保温层交接的四周留20mm-30mm缝隙，待修补的保温层干燥后再用保温材料填缝。

（4）墙面分格缝建议重新施工，并按照相关技术规程做好密闭防水措施。

（5）重新选择具备相应施工资质与施工经验的单位，在确保无机保温砂浆各项性能指标均符合国家要求的前提下进行修补。

参考文献

[1]《外墙外保温工程技术规程》JGJ 114-2004

[2]《住宅建筑围护结构节能应用技术规程》DG/TJ 08-206-2002

[3]《住宅建筑节能检测评估标准》DG/TJ 08-801-2004

[4]《无机保温砂浆系统应用技术规程》DG/TJ 08-2088-2011

[5]《房屋质量检测规程》DG/TJ 08-79-2000