外墻外保溫技術(shù)能夠避免冷熱橋的產(chǎn)生，減少建筑能耗，所以在我國不管是新建建筑還是對于既有的建筑進(jìn)行建筑節(jié)能改造，外墻外保溫技術(shù)都是建筑墻體節(jié)能發(fā)展的主要方向。但由于市場上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、工程監(jiān)管不到位等原因，致使建筑外墻隨著使用年限的增加保溫層逐漸開裂，有的甚至脫落，嚴(yán)重的會導(dǎo)致產(chǎn)生火災(zāi)等安全問題，造成人員傷亡，工程質(zhì)量存在諸多安全隱患。為了解決以上問題，建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)定義

      建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)是指集保溫隔熱功能與圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能于一體，不需另行采取保溫措施即可滿足先行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑節(jié)能技術(shù)，具有與建筑同壽命、安全可靠、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，是對傳統(tǒng)建筑保溫設(shè)計和施工方法的一次重大變革。

 

這個術(shù)語解釋不特指某一項技術(shù)或某一種保溫體系，它是一種泛指的概念。

性能特點(diǎn)及優(yōu)勢

建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)，要求建筑滿足3方面條件：

1）建筑墻體保溫與結(jié)構(gòu)同步施工，保溫層外側(cè)應(yīng)有足夠厚度的混凝土或其他無機(jī)材料防護(hù)層；

2）施工后結(jié)構(gòu)保溫墻體無需再做保溫即能滿足現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求；

3）能實(shí)現(xiàn)建筑保溫與墻體同壽命。

 

建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)不再給建筑“套棉衣”， 而是通過采取一定的技術(shù)措施，采用相應(yīng)的墻體材料及配套產(chǎn)品，使墻體本身的熱工性能達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)集保溫隔熱與圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能于一體。與傳統(tǒng)的外墻外保溫技術(shù)相比，一體化技術(shù)具有五大突出優(yōu)點(diǎn)：

 

1.保溫與建筑物整體同壽命

建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)中的外保溫層與基層墻體的連接方式為剛性連接，這樣就使保溫層能夠有效地與基層墻體共同受力，在滿足建筑節(jié)能要求的同時也提高了建筑物的整體性能，解決了外墻保溫工程的質(zhì)量隱患，與建筑物同壽命。

 

2. 優(yōu)良的防火性能，消除消防安全隱患

保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)其保溫層的部分可以由 B1級燃燒性能材料構(gòu)成，兩側(cè)墻體應(yīng)采用不燃材料且厚度均不應(yīng)小于50mm就能達(dá)到要求，因此會提高建筑物外墻整體的耐火性能，消除消防隱患。

表 1 一體化技術(shù)與傳統(tǒng)外墻外保溫防火性能對比

 

3. 具有良好的保溫隔熱性能

保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)能夠很大程度降低熱橋問題的出現(xiàn)，具有良好的保溫性能，滿足現(xiàn)行節(jié)能規(guī)范與綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

4. 施工工藝簡單，縮短工期

保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)可減少施工程序，提高施工效率，易于推廣，可以避免一般外保溫做法出現(xiàn)的開裂、脫落等質(zhì)量問題，提高建筑工程質(zhì)量。

 

5. 降低成本造價

保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)可以降低建筑圍護(hù)成本，減少人工和材料消耗，節(jié)約成本，具有較好的綜合效益。

 

常見分類

目前我們常見的建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)主要有以下幾種：

1. CCW體系

CCW體系又叫做混凝土保溫幕墻體系，組成如圖1所示，外層是普通混凝土面層和圓鋼，中間層為保溫板材，通過角鋼將保溫混凝土面層與剪力墻綁扎在一起，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑外墻外保溫構(gòu)造，包括現(xiàn)澆混凝土保溫幕墻和后置混凝土保溫幕墻。

圖1  CCW體系

現(xiàn)澆混凝土保溫幕墻體系是在工廠階段將保溫板、鋼絲網(wǎng)架、角鋼預(yù)制好，到施工現(xiàn)場吊裝，通過角鋼把保溫板、鋼絲網(wǎng)架與主體結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起，并且在施工過程中同步施工完成主體結(jié)構(gòu)與保溫結(jié)構(gòu)，按照《GB50016-2014 建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求保溫板材可選用B1、B2級的EPS板或者XPS板；后置混凝土保溫幕墻體系是在施工過程中將連接件預(yù)埋到墻體內(nèi)，鋼絲網(wǎng)架板安裝完成后，進(jìn)行混凝土涂抹，該體系適用于新建民用建筑和既有民用建筑節(jié)能改造混凝土保溫幕墻工程的設(shè)計、施工及驗收。

圖2  CCW體系產(chǎn)品圖

 

2. CL建筑體系

 

CL建筑結(jié)構(gòu)體系也稱為復(fù)合保溫鋼筋焊接網(wǎng)架混凝土剪力墻，是將一種永恒的節(jié)能技術(shù)措施融入墻體中構(gòu)成的新型復(fù)合鋼筋混凝土剪力墻建筑體系，鋼筋焊接網(wǎng)架（簡稱CL網(wǎng)架板）由一層或兩層及以上起受力或構(gòu)造作用的鋼筋焊網(wǎng)，用對拉絲扣組合成型的鋼筋網(wǎng)架與保溫層鋼絲網(wǎng)架相互連接一起形成一種空間骨架構(gòu)造，并且將保溫層置于墻體中間偏外側(cè)的CL網(wǎng)架板作為墻體的骨架，在兩側(cè)同時澆筑混凝土，從而達(dá)到保溫與建筑同壽命的無空腔復(fù)合結(jié)構(gòu)體。其構(gòu)造形式如圖4所示。

圖4  CL建筑體系

CL建筑結(jié)構(gòu)體系是把保溫層作為澆筑混凝土的永久性模板，使該體系形成空間的剪力墻結(jié)構(gòu)，能讓承重剪力墻與外側(cè)保溫層結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，使建筑物擁有良好的整體剛度，并兼具保溫隔熱的功能、滿足建筑物能耗要求等優(yōu)點(diǎn)。但是，在施工過程中還存在一些問題，如模板支設(shè)難度大、板縫處理要求高等。適用于非抗震設(shè)防地區(qū)和8度及8度以下嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)和夏熱冬暖、夏熱冬冷地區(qū)有保溫隔熱、隔聲要求的30層以內(nèi)所有居住建筑和公共建筑的內(nèi)墻和外墻。

圖5  CL工廠化產(chǎn)品 

 

3.SW建筑體系

 

 SW建筑體系是一種新型建筑結(jié)構(gòu)體系。該技術(shù)是將保溫板一側(cè)或兩側(cè)用雙層鋼筋網(wǎng)架作支撐，通過插絲穿透保溫板并留有一定長度做成“SD焊接鋼筋網(wǎng)架保溫板”，將其內(nèi)置于結(jié)構(gòu)墻體鋼筋外側(cè)，同時采用Φ6鋼筋連接保護(hù)層、保溫層和結(jié)構(gòu)層，主體結(jié)構(gòu)層與保護(hù)層形成兩個獨(dú)立空間，依次由內(nèi)向外循環(huán)澆筑結(jié)構(gòu)層與保護(hù)層，形成夾芯保溫鋼筋混凝土墻體，如圖7-8為SW建筑體系示意圖。該體系抗連續(xù)倒塌能力較好，工廠預(yù)制構(gòu)件能達(dá)到70%左右，符合建筑工程標(biāo)準(zhǔn)化、住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求，該體系適用于非抗震地區(qū)和抗震設(shè)防烈度8度及以下地區(qū)。

圖7  SW建筑體系

圖8  SW構(gòu)造體系

 

4.自保溫砌塊墻體

 

自保溫墻體分為非承重砌體自保溫體系和承重自保溫結(jié)構(gòu)體系，砌塊墻體自保溫體系是采用砌塊墻體并對熱橋采取保溫隔熱處理措施構(gòu)成的滿足建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的墻體保溫體系，砌塊墻體的材料主要包括蒸壓加氣混凝土砌塊、泡沫混凝土砌塊、復(fù)合保溫砌塊、燒結(jié)保溫砌塊等，要求砌塊墻體厚度不小于200mm，且耐火極限不小于2h，墻體砌筑應(yīng)采用專用砌筑砂漿，專用砌筑砂漿和抹灰砂漿的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa，導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)高于0.20W/（m·K），墻體中的鋼筋混凝土梁、柱等熱橋部位外側(cè)應(yīng)做保溫處理。該墻體不僅保溫隔熱性好、自重輕，而且施工簡單方便。但砌塊壁厚較小，承載力較低，只適用于層數(shù)不多、8度及8度以下抗震設(shè)防地區(qū)的民用及工業(yè)建筑或用于框架結(jié)構(gòu)填充墻。

圖9  自保溫砌塊構(gòu)造詳圖

 

 

圖11  自保溫砌塊

 

5.FS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫體系

 

FS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫體系是以水泥基雙面層復(fù)合保溫板為永久性外模板，內(nèi)側(cè)澆注混凝土基層而形成的保溫與結(jié)構(gòu)一體化體系，外側(cè)抹抗裂砂漿面層，通過加強(qiáng)筋、錨栓等連接件將雙面層復(fù)合保溫模板與混凝土牢固地連接在一起，其基本構(gòu)造如圖12所示

圖12  FS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫體系構(gòu)造

該墻體采用了多層構(gòu)造措施?，F(xiàn)澆混凝土墻體承載力較大；結(jié)構(gòu)層外側(cè)的構(gòu)造做法可緩解外部環(huán)境的不利影響，減緩溫度變形，避免抹面層空鼓、開裂等質(zhì)量問題，提高了墻體的整體性、保溫性和耐久性；保溫與模板合二為一，施工中無需再做外墻面模板拆卸工作，減少了施工工序和模板用量，不僅提高了施工效率，還降低了工程造價。該體系適用于框架、框剪、剪力墻結(jié)構(gòu)的外墻、柱、梁等現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程。

圖13  FS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫體系

 

6.IPS結(jié)構(gòu)自保溫體系

 

IPS結(jié)構(gòu)自保溫體系全稱為現(xiàn)澆混凝土剪力墻自保溫體系，這種體系是以現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻為基層，將在工廠制作的帶鋼絲網(wǎng)架的保溫層置于外模板內(nèi)側(cè)，并在鋼絲網(wǎng)架保溫板上采用端部為“羊角”型、“丁字”型或“Ｌ”型結(jié)構(gòu)鋼筋作為錨固連接件，在鋼絲網(wǎng)架保溫板兩側(cè)同時澆筑混凝土形成的結(jié)構(gòu)保溫一體化體系。

圖13  IPS結(jié)構(gòu)自保溫體系構(gòu)造詳圖

鋼絲網(wǎng)架保溫板在工廠制作時用界面砂漿層包覆，不但提高了保溫材料的防火性能，而且能夠增加保溫板與混凝土的黏結(jié)力；保溫板外側(cè)均勻設(shè)置預(yù)制掛式混凝土墊塊，使保溫板與鋼絲網(wǎng)片之間的距離得到了有效控制，既保證了鋼絲網(wǎng)片混凝土保護(hù)層的厚度，又防止了保溫板在混凝土現(xiàn)場澆筑過程中受內(nèi)側(cè)側(cè)壓力向外的偏移。鋼絲網(wǎng)架保溫板通過外側(cè)鋼絲網(wǎng)片、腹絲和連接件與基層墻體鋼筋牢固連接并澆筑在一起，實(shí)現(xiàn)了墻體保溫與結(jié)構(gòu)同步施工，減少了施工工序，具有保溫效果好、防火性能優(yōu)良和建筑保溫與墻體同壽命等優(yōu)點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)保溫體系適用于８度及８度以下抗震設(shè)防地區(qū)民用建筑現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)工程。

圖14  IPS保溫板

 

小   結(jié)

      建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)是對傳統(tǒng)建筑外保溫技術(shù)的一次變革，它將保溫節(jié)能功能與墻體圍護(hù)功能融為一體，從根本上改善了結(jié)構(gòu)節(jié)能和結(jié)構(gòu)防火的問題，有效解決了外墻外保溫技術(shù)普遍存在的質(zhì)量問題，實(shí)現(xiàn)保溫系統(tǒng)與建筑物同壽命，越來越廣泛地得到關(guān)注，并形成巨大的市場需求。制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成新的建筑節(jié)能技術(shù)，將會有很好的市場應(yīng)用前景。

 

       推廣應(yīng)用建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)，是有效解決節(jié)能保溫工程質(zhì)量通病和消防安全問題的重要舉措，符合國家節(jié)能減排發(fā)展形勢和產(chǎn)業(yè)政策，對于提高國家建筑節(jié)能工作水平、促進(jìn)建設(shè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

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