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(guó)不管是新建建筑還是對(duì)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(chǎng)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(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生火災(zāi)等安全問(wèn)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(wèn)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(duì)傳統(tǒng)建筑保溫設(shè)計(jì)和施工方法的一次重大變革。

 

這個(gè)術(shù)語(yǔ)解釋不特指某一項(xiàng)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(shì)

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(wú)機(jī)材料防護(hù)層；

2）施工后結(jié)構(gòu)保溫墻體無(wú)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(guò)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(shí)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(jí)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(huì)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(duì)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(wèn)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(jiǎn)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(wèn)題，提高建筑工程質(zhì)量。

 

5. 降低成本造價(jià)

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(guò)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(chǎng)吊裝，通過(guò)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(guò)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(jì)防火規(guī)范》的要求保溫板材可選用B1、B2級(jí)的EPS板或者XPS板；后置混凝土保溫幕墻體系是在施工過(guò)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(jì)、施工及驗(yàn)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(jiǎn)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(duì)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(shí)澆筑混凝土，從而達(dá)到保溫與建筑同壽命的無(wú)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(guò)程中還存在一些問(wèn)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(guò)插絲穿透保溫板并留有一定長(zhǎng)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(shí)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(gè)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(duì)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(jiǎn)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(guò)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。現(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(wèn)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(wú)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(jià)。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(shí)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(shí)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(chǎng)澆筑過(guò)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(guò)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(duì)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(wèn)題，有效解決了外墻外保溫技術(shù)普遍存在的質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)保溫系統(tǒng)與建筑物同壽命，越來(lái)越廣泛地得到關(guān)注，并形成巨大的市場(chǎng)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(huì)有很好的市場(chǎng)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(wèn)題的重要舉措，符合國(guó)家節(jié)能減排發(fā)展形勢(shì)和產(chǎn)業(yè)政策，對(duì)于提高國(guó)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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