建筑節(jié)能 與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)

張君

現(xiàn)階段，我國房屋建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫普遍采用粘貼聚苯板或擠塑聚苯板、巖棉板等保溫材料，外表面薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)，此系統(tǒng)普遍存在易產(chǎn)生裂縫、滲漏、空鼓、脫落等隱患；主體結(jié)構(gòu)施工與外墻保溫系統(tǒng)分別施工，導(dǎo)致施工周期長且使用壽命短于結(jié)構(gòu)壽命，后期維護(hù)困難。建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)主要由HF永久性復(fù)合保溫模板（簡稱HF模板）現(xiàn)澆混凝土保溫系統(tǒng)和斷熱節(jié)能自保溫復(fù)合砌塊（簡稱斷熱復(fù)合砌塊）墻體保溫系統(tǒng)構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)了建筑保溫防火向結(jié)構(gòu)保溫防火的轉(zhuǎn)變，外保溫二次施工向主體結(jié)構(gòu)同步施工轉(zhuǎn)變，保溫壽命周期短向全壽命周期轉(zhuǎn)變，工程現(xiàn)場作業(yè)向工廠化加工方向轉(zhuǎn)變。

在當(dāng)今日益稀缺的能源環(huán)境中，有效降低建筑物的能源消耗具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，住宅建筑的工業(yè)化和節(jié)能減排已成為建筑業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，節(jié)能建材和綠色施工已成為世界建筑業(yè)的研究重點(diǎn)。本文提出了一種用于外墻的建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)集保溫結(jié)構(gòu)一體化，保溫與結(jié)構(gòu)同壽命，施工方便，操作簡單，經(jīng)濟(jì)性好，易于推廣等特點(diǎn)。

一、建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.工廠化加工，效率高、損耗小

甘肅海能新材料科技有限公司建成HF模板和斷熱復(fù)合砌塊自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī)模化流水線生產(chǎn)，節(jié)能環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，無污廢排放。施工單位通過電腦排版、樣板引路等，合理利用材料，損耗控制在3%以內(nèi)，現(xiàn)場無粉塵、污廢水等污染。

2.具有良好的保溫性能

原材料微孔混凝土層導(dǎo)熱系數(shù)≤0.14W(m·k),聚苯芯板導(dǎo)熱系數(shù)≤0.039W(m·k)，擠塑聚苯芯板導(dǎo)熱系數(shù)≤0.028W(m·k)。HF模板當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)≤0.035W(m·k)，斷熱復(fù)合砌塊當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)≤0.06W(m·k)，具有良好的保溫性能。

3.質(zhì)量輕，具有較高的強(qiáng)度

HF模板抗彎強(qiáng)度≥2000N，可以替代傳統(tǒng)鋼模板、竹膠板、木膠板等，直接作為外模板使用。斷熱復(fù)合砌塊基體混凝土強(qiáng)度≥2.5MPa，可替代加氣混凝土砌塊等填充墻體材料。

4.耐久性好，與建筑同壽命

HF模板采用專用卡板勾筋連接件與混凝土結(jié)構(gòu)有效連接，與混凝土結(jié)構(gòu)澆筑為一個(gè)整體，在長期自重荷載、風(fēng)荷載和氣候變化的情況下，表面無裂紋、空鼓、氣泡、剝落現(xiàn)象。

5.防火性能好

經(jīng)試驗(yàn)，70mm厚HF模板耐火極限≥3.0h，250mm厚斷熱復(fù)合砌塊雙面抹灰墻體耐火極限≥3.0h，符合《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50016-2013)，復(fù)合制品燃燒性能可按照A（A2）級評定。

6.結(jié)構(gòu)施工同時(shí)完成保溫節(jié)能施工，節(jié)約工期

HF模板在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)完成后不再拆除，作為混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件保溫層，斷熱復(fù)合砌塊是具備良好保溫性能的填充墻體材料。主體結(jié)構(gòu)與保溫系統(tǒng)施工同步完成施工，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)完成后再施工外墻保溫系統(tǒng)相比可大幅提高工效，節(jié)約工期，降低管理成本和材料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)

1.HF模板保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

HF模板保溫系統(tǒng)施工時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外側(cè)采用HF模板，內(nèi)側(cè)模板宜采用常規(guī)竹（木）膠合板、金屬模板等，內(nèi)外側(cè)支模系統(tǒng)宜采用金屬質(zhì)整體次楞架和雙鋼管主楞，通過對拉螺栓連接成為整體。混凝土成型后不再拆除HF模板，現(xiàn)澆混凝土墻體、梁、柱與HF模板澆注為一體，形成與結(jié)構(gòu)一體化、同壽命的節(jié)能構(gòu)造。

2.斷熱復(fù)合砌塊墻體保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

斷熱復(fù)合砌塊墻體保溫系統(tǒng)施工工藝與加氣混凝土砌塊相同，用專用砌筑砂漿砌筑，作為非承重圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)，砌筑成型后具備填充、保溫性能，滿足結(jié)構(gòu)圍護(hù)、房間分隔需要。

3.建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

HF模板與斷熱復(fù)合砌塊共同構(gòu)成建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化墻體保溫系統(tǒng)，保溫芯材被無機(jī)材料包覆，隔絕空氣與明火，系統(tǒng)防火性能不再受芯材燃燒性能的影響。同時(shí)，芯材具備較低的導(dǎo)熱系數(shù)，可有效阻斷熱橋，提高建筑物保溫性能。

三、施工要點(diǎn)

1.HF模板保溫系統(tǒng)施工要點(diǎn)

（1）確定排版分隔方案

根據(jù)外墻尺寸選擇適當(dāng)規(guī)格的HF模板，排布模板方案并繪制排版圖，盡量使用主規(guī)格復(fù)合保溫外模版，減少模板裁切。

（2）HF模板裁割

對于無法避免必須使用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格安裝的部位，在施工時(shí)應(yīng)根據(jù)排版圖先安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格模板，復(fù)核需使用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格模板尺寸，用木工臺(tái)鋸切割加工所需尺寸模板。

（3）彈線

復(fù)合保溫模板安裝前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和排版圖復(fù)核尺寸，并設(shè)計(jì)安裝控制線，用墨斗在柱底、剪力墻底混凝土板面彈出HF模板的內(nèi)側(cè)安裝控制線。

（4）綁扎鋼筋及墊塊

柱、剪力墻、梁鋼筋綁扎驗(yàn)收完成驗(yàn)收合格后在鋼筋內(nèi)外兩側(cè)用扎絲綁扎C20水泥砂漿墊塊，每平米3至4塊，墊塊厚度同設(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度一致。

（5）安裝HF模板

根據(jù)設(shè)計(jì)排版圖的分隔方案安裝HF模板。先安裝異形柱、剪力墻陰陽角處HF模板，后安裝柱、剪力墻大面HF模板。梁外側(cè)安裝HF模板時(shí)應(yīng)先支設(shè)梁底模板，鋼筋綁扎完成并驗(yàn)收合格后安裝HF模板。HF模板安裝完成后用木制次楞架靠實(shí)，臨時(shí)固定。

（6）安裝連接件

在安裝HF模板的同時(shí)在板縫處安裝卡板勾筋，每平方米不少于5個(gè)，每塊板不少于3個(gè)。門窗洞口處可根據(jù)情況增設(shè)連接件。

（7）安裝內(nèi)側(cè)模板

根據(jù)混凝土施工驗(yàn)收規(guī)范和建筑模板安全技術(shù)規(guī)范的要求，采用傳統(tǒng)做法，安裝外墻內(nèi)側(cè)木（竹）膠合板和木方次楞，木（竹）膠合板加工尺寸應(yīng)符合排版尺寸，與HF模板交界處縫隙不大于1mm，確保合縫嚴(yán)密不漏漿。

（8）安裝模板主次楞

HF模板安裝完成后固定木制次楞架，橫向安裝2根鋼架管為主楞，固定內(nèi)外模板、主次楞，調(diào)整模板寬度和垂直度，使之達(dá)到施工要求。

（9）安裝對拉螺栓

根據(jù)每層墻、柱高度按傳統(tǒng)模板施工方法，穿入對拉螺栓并初步調(diào)整螺栓，對接螺栓應(yīng)穿過木制次楞架水平連接木（竹）膠合板之間的空隙。對拉螺栓全部穿好以后調(diào)整模板垂直度和縫隙、平整度，擰緊螺絲。

（10）混凝土澆筑

混凝土澆筑應(yīng)用II型鍍鋅鐵皮扣在復(fù)合保溫模板上口形成保護(hù)帽。混凝土坍落度應(yīng)符合泵送混凝土對流動(dòng)度的要求。混凝土澆筑完成后不再拆除外側(cè)模板。

2.斷熱復(fù)合砌塊墻體保溫施工要點(diǎn)

（1）確定排塊圖

根據(jù)砌塊規(guī)格、灰縫厚度、門窗尺寸等繪制砌塊排塊圖。

（2）設(shè)置皮數(shù)桿

根據(jù)砌塊排塊圖彈出水平位置線，豎向設(shè)置皮數(shù)桿。

（3）材料加工

斷熱節(jié)能復(fù)合砌塊砌筑時(shí)應(yīng)盡量整塊使用，切割時(shí)應(yīng)使用專用臺(tái)鋸切割。

（4）墻體砌筑

外墻砌筑與常規(guī)施工方法相同，墻體上部與框架梁下部應(yīng)預(yù)留約50mm空隙，待砌筑完成至少間隔15d后，再對墻體上部空隙填塞高強(qiáng)彈性材料外嵌建筑密封膠。

（5）構(gòu)造柱

應(yīng)按施工圖設(shè)計(jì)位置設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱外側(cè)采用HF模板作為永久性模板及保溫層，可有效隔斷熱橋。

（6）不同材質(zhì)界面處理

斷熱復(fù)合砌塊外側(cè)應(yīng)與HF永久性復(fù)合保溫模板外側(cè)平齊，接縫處應(yīng)砂漿飽滿，外墻抹灰施工時(shí)應(yīng)分層抹壓專用找平砂漿，厚度20mm，在抗裂抹面砂漿中壓入耐堿玻璃網(wǎng)格布增強(qiáng)防裂。

四、結(jié)語

本文綜述了國內(nèi)外墻保溫材料及外墻保溫系統(tǒng)的研究與應(yīng)用做法。該設(shè)計(jì)著眼于國內(nèi)外現(xiàn)有外墻保溫的缺點(diǎn)，包括系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，性能提高，施工效率，防火和防水，現(xiàn)場快速插入施工，外墻外保溫系統(tǒng)的概念基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工做法的研究。主要結(jié)論如下：通過設(shè)計(jì)和優(yōu)化外墻外保溫HF模板與斷熱節(jié)能復(fù)合砌塊組成的外墻外保溫系統(tǒng)，使外墻保溫系統(tǒng)具有良好的保溫節(jié)能效果，達(dá)到了高效節(jié)能和綠色施工的目的。實(shí)現(xiàn)了外墻外保溫易于施工、與結(jié)構(gòu)一體化、與建筑同壽命。外墻外保溫已針對形狀和尺寸，墻板砂漿，墻板結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，以滿足工廠工業(yè)生產(chǎn)的要求。智能生產(chǎn)線可用于大規(guī)模，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本和節(jié)約了施工工期。