保溫結(jié)構(gòu)一體化發(fā)展淺析

劉 宇

(安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)信息中心，安徽 合肥 230091)

1 建筑保溫節(jié)能存在的主要不足

通過近20年的建筑保溫實(shí)踐，建筑保溫存在的問題主要有以下四個(gè)方面：

1.1 保溫材料性能不高

目前以我省為例，建筑保溫類產(chǎn)品就有保溫砂漿、保溫膩?zhàn)印⒎瓷涓魺嵬苛稀⒕郾桨灞∧ɑ蚁到y(tǒng)、勻質(zhì)板薄抹灰系統(tǒng)、珍珠巖板薄抹灰系統(tǒng)、巖棉板薄抹灰系統(tǒng)等，這些產(chǎn)品的熱工性能普遍不高，導(dǎo)熱系數(shù)一般都在0.06 W/(m·k)以上，材料松散，吸水性高，屬于不適宜做建筑外保溫材料的范疇。因?yàn)樗缮⒉牧衔愿撸c黏接砂漿、耐水膩?zhàn)拥认嚓P(guān)材料之間的融合性差，容易導(dǎo)致建筑飾面層開裂，而一旦開裂，松散性材料吸水性能大，在水和溫度變化的雙重作用下，建筑保溫材料與基層墻體的連接作用就被破壞了，這是導(dǎo)致建筑外墻普遍開裂的最主要原因之一。

1.2 建筑保溫連接工藝存在安全隱患

當(dāng)前，我省的建筑保溫工程主要是采用黏、錨相結(jié)合的施工工藝，以黏為主，以錨為輔。這種工藝是從國(guó)外引入的，之所以出現(xiàn)“水土不服”的情況，主要受制于三個(gè)原因：一是我們市場(chǎng)上部分黏接砂漿不達(dá)標(biāo)，黏接力不夠，承擔(dān)不了以黏為主的重任；二是黏接面積往往達(dá)不到規(guī)范的要求，導(dǎo)致黏接力嚴(yán)重不足；三是對(duì)錨固的重視不夠，錨固釘往往不達(dá)標(biāo)，錨固數(shù)量、錨固深度不能滿足規(guī)范要求。可以說是粘的不好，錨的也不好，這就出現(xiàn)了很多建筑保溫材料成片成片地脫落，甚至一棟建筑的山墻上的保溫材料全部脫落，如1所示。

圖1 保溫材料大面積脫落

1.3 建筑保溫壽命短，不能滿足使用要求

當(dāng)前，我們采用的建筑保溫材料的設(shè)計(jì)使用壽命僅25年，而居住建筑的設(shè)計(jì)使用壽命一般為50年。建筑保溫材料的壽命與建筑的壽命嚴(yán)重不匹配，當(dāng)前的制度設(shè)計(jì)是通過購(gòu)房前收取房?jī)r(jià)款的2%～4%作為住房維修基金來應(yīng)對(duì)的。建筑的使用過程中，需要維修的地方有很多，不僅有建筑主體本身，還有一系列的配套設(shè)施，據(jù)測(cè)算即使把全部的維修基金用來給建筑做一次保溫，也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，至于水、電、氣等各種配套設(shè)施的維護(hù)資金，那就更是沒有著落了。表面上看，這是制度設(shè)計(jì)上的缺陷，但是，也可理解為建筑保溫技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重落后，不能滿足建筑節(jié)能事業(yè)的需要。

1.4 管理跟不上，好產(chǎn)品推廣力度不夠

建設(shè)行業(yè)的責(zé)任就是通過技術(shù)管理，來實(shí)現(xiàn)建筑建造的，技術(shù)管理的好壞直接決定行業(yè)發(fā)展的水平。當(dāng)前，僅建筑保溫材料就多達(dá)十余種，這些保溫材料在材料組成、制作工藝、熱工性能、耐久性等方面的差異很大，但都是在建筑中被允許使用的產(chǎn)品，行業(yè)管理的一項(xiàng)重要職責(zé)就是推陳出新，不斷地通過技術(shù)進(jìn)步，挖掘科技創(chuàng)新能力，通過工程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)、成熟技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，將創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成社會(huì)財(cái)富。所以，行業(yè)的技術(shù)推廣是行業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要促進(jìn)手段，建設(shè)行業(yè)主管部門應(yīng)充分發(fā)揮好技術(shù)推廣職能，讓技術(shù)推廣落到實(shí)處，加快優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)的速度，加快科技成果轉(zhuǎn)化，當(dāng)前的推廣工作目的性不明確，推廣的根本目的沒有達(dá)到，精準(zhǔn)推廣更是沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用。推廣的目的性都喪失了，那么沒有目的性的推廣對(duì)行業(yè)發(fā)展來說，也就失去了存在的意義。更有甚者，推廣不僅不能成為優(yōu)勝劣汰的手段，反而成了落后產(chǎn)品繼續(xù)存在的依據(jù)。

綜上，建筑保溫節(jié)能工作要在材料上加大研究力度，要在工法上尋求突破，要在行業(yè)管理上正確行使推廣、引導(dǎo)職能，以促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

2 建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)、產(chǎn)品特點(diǎn)

近年來，針對(duì)傳統(tǒng)保溫存在的問題，建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化應(yīng)運(yùn)而生。建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)產(chǎn)品，一般有兩個(gè)組成部分，一部分是用于建筑現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的保溫免拆模板，另一部分是用于建筑外圍護(hù)砌筑部分的自保溫砌塊。通過山東、河北、內(nèi)蒙古、山西等地的積極探索和實(shí)踐，建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)被證明是可行的，產(chǎn)品是優(yōu)越的，工藝是先進(jìn)的。近兩年，安徽也陸續(xù)開始推廣保溫結(jié)構(gòu)一體化，取得了很好的社會(huì)反映。建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

2.1 產(chǎn)品組材性能穩(wěn)定

通過這些年來的發(fā)展，產(chǎn)品組材基本定型，保溫免拆模板的組材是輕質(zhì)防火保溫砂漿、抗裂砂漿、擠塑板。自保溫砌塊的組材是混凝土和聚苯板。這些材料負(fù)責(zé)維護(hù)功能的材料的力學(xué)性能好，負(fù)責(zé)保溫功能的材料的熱工性能好，充分利用材料的長(zhǎng)處，組合在一起達(dá)到了取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果，有效地控制了吸水率，增強(qiáng)了材料的耐候性能。

2.2 工藝安全可靠

保溫結(jié)構(gòu)一體化的工藝模式，不再是建筑“穿衣戴帽”的傳統(tǒng)保溫黏錨工藝，而是保溫與結(jié)構(gòu)相互滲透為一個(gè)整體，建筑的保溫性能是結(jié)構(gòu)自帶的，結(jié)構(gòu)在，保溫就在，建筑保溫材料沒有脫落的安全隱患。

2.3 實(shí)現(xiàn)了保溫與結(jié)構(gòu)同步施工，同壽命

將傳統(tǒng)保溫材料25年的使用壽命一下子提高到了50年，從根源上不占用維修基金，在建筑全生命周期內(nèi)，建筑保溫持續(xù)發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)資源利用率成倍的增長(zhǎng)。

2.4 經(jīng)濟(jì)性能表現(xiàn)優(yōu)越

保溫結(jié)構(gòu)一體化用材具有普適性，造價(jià)低，材料性能安全可靠，實(shí)際施工中，降低40%的模板用量(圖2)，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高50%以上，節(jié)約至少2個(gè)月管理成本，施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械租賃成本以及財(cái)務(wù)成本等直接成本以及間接成本相比傳統(tǒng)保溫均優(yōu)勢(shì)明顯。

圖2 保溫結(jié)構(gòu)一體化施工中的模板使用情況

建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化相比傳統(tǒng)保溫，在材料的穩(wěn)定性、工藝的先進(jìn)性，以及材料的熱工性能、安全性能、耐久性能、經(jīng)濟(jì)性能等方面，均具有優(yōu)勢(shì)。

3 保溫結(jié)構(gòu)一體化應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)技術(shù)重點(diǎn)

3.1 保溫免拆模板保溫芯材的選擇

保溫結(jié)構(gòu)一體化體系中，保溫免拆模板既要考慮保溫所需要的熱工性能的要求，同時(shí)還要考慮作為模板使用的力學(xué)性能要求，以及防火功能的要求，巖棉、聚氨酯等材料力學(xué)性能存在不足，板材壓縮變形過大，所以在選材上，保溫芯材的壓縮變形模量要兼顧混凝土的側(cè)壓力的影響，抗壓強(qiáng)度太大，成本增加，抗壓強(qiáng)度太小，板材的變形以及保溫模板的力學(xué)指標(biāo)下降，存在施工安全隱患。行業(yè)中目前普遍采用擠塑板作為保溫芯材，該材料集保溫性能好、抗壓強(qiáng)度大、阻燃性能優(yōu)等特點(diǎn)于一身，是保溫免拆模板的首選。

3.2 保溫免拆模板外側(cè)防護(hù)層墻體材料的設(shè)計(jì)

防護(hù)層墻體主要提供防火保護(hù)、滿足模板力學(xué)性能的作用，其厚度一般控制在30 mm，這一厚度的設(shè)計(jì)主要是基于以下幾點(diǎn)考慮：

(1) 根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)6.7.3規(guī)定，無空腔復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)體，其兩側(cè)不燃材料的墻體最小厚度不小于50 mm。防護(hù)層墻體在工廠里面復(fù)合了30 mm厚，安裝完畢后，再用20 mm厚不燃材料(一般為聚合物砂漿)進(jìn)行加厚處理，加厚的過程也是墻面找平的過程，同時(shí)通過摻入防水劑，可一并將外墻防水也做好，一舉三得。

(2) 減少材料用量，提高生產(chǎn)效率.人工施工時(shí)，保溫免拆模板本身也存在一定小幅形變，累積誤差通過表面加厚進(jìn)行處理，避免了材料的浪費(fèi)。

(3) 減少自重，方便施工，保溫免拆模板的面密度一般在25 kg，行業(yè)通用尺寸是600 mm×2 900 mm(寬、長(zhǎng))，主要重量就集中在防護(hù)層墻體上，厚度增加，現(xiàn)場(chǎng)施工的難度就加大了。

(4) 防護(hù)層應(yīng)進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，防護(hù)層最外層應(yīng)為5 mm抗裂砂漿(壓入耐堿玻纖網(wǎng)布)，這一做法的好處主要是為后續(xù)作業(yè)提供良好的工作基礎(chǔ)，保證保溫免拆模板不脫落，也保證找平層和飾面層不脫落。

3.3 自保溫砌塊防失穩(wěn)設(shè)計(jì)

隨著建筑節(jié)能要求的不斷提高，保溫層的厚度不斷加大，自保溫砌塊也隨之增厚，而建筑設(shè)計(jì)中的梁柱還是傳統(tǒng)的尺寸，勢(shì)必造成保溫砌塊的部分懸挑，懸挑部分一旦超過50 mm，即保溫砌塊的厚度大于250 mm，砌塊就存在結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，需要進(jìn)行安全防護(hù)處理，目前主流的做法是加寬梁的截面，這種安全防護(hù)處理只考慮了重力失穩(wěn)，沒有考慮地震橫向力結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。所以，應(yīng)將砌塊的保溫設(shè)置采用偏心設(shè)計(jì)，在滿足防火要求的同時(shí)，盡可能將保溫層外移，確保砌塊的質(zhì)量重心落在安全的范圍內(nèi)。

3.4 自保溫砌塊的冷熱橋處理

自保溫砌塊，是墻體材料與保溫材料的一種組合，為了保證砌塊的完整性，往往采用的技術(shù)方案是將混凝土等墻體材質(zhì)制作成帶有空腔的空心砌塊，在空心中插入保溫板，這種做法是傳統(tǒng)的做法，優(yōu)點(diǎn)是砌塊穩(wěn)定性好，生產(chǎn)穩(wěn)定，尺寸便于控制，但缺點(diǎn)是砌塊存在冷熱橋，保溫材料需要1.2左右的修正系數(shù)進(jìn)行修正，從而造成材料浪費(fèi)。除了傳統(tǒng)的做法外，目前還有保溫砌塊內(nèi)外葉設(shè)計(jì)的，保溫板在中心，沒有冷熱橋，內(nèi)葉和外葉通過錨栓連接，這種設(shè)計(jì)對(duì)連接錨栓要求較高，原則上不可采用金屬錨栓，有防銹能力的金屬錨栓價(jià)格太高，沒有防銹能力的金屬錨栓在安全上存在嚴(yán)重隱患。所以，自保溫砌塊的設(shè)計(jì)建議是采用有冷熱橋的整體設(shè)計(jì)思路，同時(shí)兼顧偏心防失穩(wěn)的偏心構(gòu)造。

3.5 不同材料界面的防開裂措施

保溫免拆模板與自保溫砌塊的結(jié)合處，應(yīng)進(jìn)行防開裂措施的處理，拼縫處應(yīng)采用抗裂砂漿(壓入耐堿玻纖網(wǎng)布)進(jìn)行加強(qiáng)處理，其寬度一般不小于400 mm。整個(gè)外墻找平后，再用防水抗裂砂漿(壓入耐堿玻纖網(wǎng)布)做表面保護(hù)，然后才可做飾面。

3.6 施 工

保溫免拆模板應(yīng)提前做好安裝排版，然后再進(jìn)行裁剪，裁剪的最小寬度一般不小于100 mm。豎向木方應(yīng)在板與板的拼縫處放置一道，豎向木方間的距離不大于300 mm。保溫砌塊原則上不切割，通過圖紙優(yōu)化盡可能減少不規(guī)則砌塊的用量，對(duì)不滿足模數(shù)的墻長(zhǎng)，可將協(xié)調(diào)尺寸放在墻與墻的交接處。通過芯柱、構(gòu)造柱等進(jìn)行加強(qiáng)處理。保溫砌塊在尺寸協(xié)調(diào)的部位可用實(shí)心磚封堵，外側(cè)凹槽部位可裁剪保溫免拆模板進(jìn)行補(bǔ)縫處理。保溫模板施工中出現(xiàn)的邊角料可用于屋面保溫使用，做到物盡其用，避免浪費(fèi)。

4 推進(jìn)建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化勢(shì)在必行

工程建設(shè)領(lǐng)域是自然科學(xué)的一部分，自然科學(xué)從認(rèn)知的角度看，存在選擇唯一性的特性。在同一地方，地址、水文、氣候等自然條件明確的情況下，建筑類型、功能等建筑條件也明確的情況下，不同建筑保溫材料，從原材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、制作、使用、維護(hù)、拆除再利用、能耗、資源利用率等方面進(jìn)行綜合比較，在滿足建筑使用的前提下，一定有個(gè)最為合適的選擇，通過比較得到了結(jié)果就是自然科學(xué)唯一性特性。這是自然科學(xué)客觀條件決定的。通過上述比較可以看出，在當(dāng)前國(guó)家宏觀政策穩(wěn)定的大背景下，同一區(qū)域、同類建筑，建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化應(yīng)成為建筑保溫行業(yè)的唯一性選擇，用唯一性原則指導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展才是行業(yè)管理的健康有序發(fā)展。

5 結(jié)束語

工程建設(shè)行業(yè)歷經(jīng)20余年的高速發(fā)展，建筑材料、建筑類型、建筑高度、施工方法等已基本定型，工程建設(shè)面臨的困難、質(zhì)量通病的防治措施手段也趨于穩(wěn)定成熟。在滿足工程建設(shè)發(fā)展的過程中，從經(jīng)濟(jì)的角度，可以有所變化，但就工程本身而言，在基礎(chǔ)因素穩(wěn)定的前提下，開展工程建造的唯一性研究具有現(xiàn)實(shí)意義。建筑保溫相對(duì)而言，基礎(chǔ)因素更為確定和穩(wěn)定，面對(duì)當(dāng)前建筑保溫大面積脫落，維修基金嚴(yán)重短缺的情況，推廣建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化勢(shì)在必行，規(guī)范建筑保溫行業(yè)發(fā)展，從無序走向有序，將資源、市場(chǎng)空間盡快向唯一性靠攏，才是建筑保溫行業(yè)健康發(fā)展的出路。