裝配式超低能耗建筑圍護結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究

文_蔡倩 王長軍 許丹丹 北京中建建筑科學研究院有限公司

超低能耗建筑的特征主要包括高效保溫、良好的門窗性能、無熱橋設(shè)計、氣密性和熱回收新風系統(tǒng)，其中前4項均與建筑外圍護系統(tǒng)緊密相關(guān)。而裝配式超低能耗建筑既符合裝配建筑的設(shè)計原則，又集成了超低能耗建筑的技術(shù)特點。

1 裝配式混凝土夾心保溫外墻板關(guān)鍵技術(shù)

1.1 裝配式剪力墻夾心保溫外墻板關(guān)鍵技術(shù)

裝配式剪力墻夾心保溫外墻板由內(nèi)葉板、夾心保溫板、外葉板三層組成。其中，內(nèi)葉板的厚度大約200mm，外葉板厚度不小于50mm，為滿足超低能耗建筑的對于外墻保溫性能的高要求，夾心保溫板的厚度一般不小于150mm。按照GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求裝配式夾心保溫外墻板可使用B1、B2級的保溫材料，所使用的保溫材料一般為擠塑聚苯板、聚氨酯保溫板或其他復合保溫板。

裝配式剪力墻夾心保溫外墻板的特點是外墻板安裝完成后，相鄰外墻板間外葉板豎縫間隙約為20mm，中間保溫層豎縫間隙約為70mm，內(nèi)葉板豎縫間隙約為400mm。為達到超低能耗建筑氣密性的要求，須對這些縫隙進行處理，并且保證中間保溫層的連續(xù)性以避免熱橋的產(chǎn)生。對于內(nèi)葉板之間400mm的大間距，通過將內(nèi)葉板預留的鋼筋綁扎現(xiàn)場混凝土澆筑而完全封閉，還實現(xiàn)墻板間的剛性連接，并且外墻板室內(nèi)側(cè)縫隙通過澆筑得以完全密實無需再額外做板縫間的氣密性處理。

夾心保溫層縫隙采用同材質(zhì)同厚度保溫條填充，微小縫隙處灌注聚氨酯發(fā)泡劑填滿。保溫條靠外葉板側(cè)涂刷防水涂料以形成防水透汽層，以防止雨水從外葉板板縫進入夾心保溫層。而外葉板板縫填充直徑30mmPE棒，并在PE棒外側(cè)采用15mm厚耐候硅酮密封膠密封。外墻板與樓板間的橫縫則通過灌漿套筒灌漿的方式漿料將內(nèi)葉板板縫密封嚴實，從而達到外墻板面室內(nèi)側(cè)形成完整連續(xù)的氣密層。

1.2 裝配式框架結(jié)構(gòu)夾心保溫外墻板關(guān)鍵技術(shù)

裝配式框架結(jié)構(gòu)夾心保溫外墻板與裝配式剪力墻夾心保溫外墻板的區(qū)別在于內(nèi)葉板的厚度及連接工藝的區(qū)別。其中，裝配式框架結(jié)構(gòu)夾心保溫外墻板的內(nèi)葉板厚度相較于剪力墻的要薄大約為100mm，并且相鄰外墻板的內(nèi)葉板板縫較小約為25mm，僅需現(xiàn)場打發(fā)泡聚氨酯，來進行熱橋處理，但考慮到室內(nèi)側(cè)對于氣密性的要求，須在內(nèi)葉板室內(nèi)側(cè)板縫間粘貼防水隔汽膜，板縫兩側(cè)粘貼寬度不小于50mm。夾心保溫板的保溫板斷開縫隙處采用同材質(zhì)同厚度保溫條填充。外葉板縫的封堵方法與剪力墻夾心保溫外墻板相同，采用PE棒填充，并在PE棒外側(cè)采用耐候硅酮密封膠封堵，主要是起到防滲水的作用。外墻板橫縫位于彈性嵌縫材料的室內(nèi)側(cè)采用發(fā)泡聚氨酯填充保證保溫層的連續(xù)性，并且室內(nèi)側(cè)地面澆筑輕集料混凝土將外掛板與樓板橫縫的室內(nèi)側(cè)密封。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)ALC外墻板關(guān)鍵技術(shù)

2.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)ALC外墻板與鋼梁和樓板的關(guān)鍵技術(shù)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)ALC外墻板通過勾頭螺栓與角鋼、鋼框架梁連接固定。由于被動式超低能耗建筑對氣密性要求較高而裝配式建筑因其施工工藝不可避免會留下一些安裝縫隙，因而縫隙氣密性處理為關(guān)鍵施工要點。而ALC外墻板與鋼梁間存在諸多縫隙，并且鋼梁邊緣較為鋒利且H型鋼梁形狀特殊，不適宜直接采用氣密性膠帶整體粘貼密封。氣密性抹灰也無法直接適用于鋼梁。如無法采用氣密性材料直接對鋼梁進行氣密性處理，則改換其他的實現(xiàn)路徑，考慮采用其他材料先將鋼梁封閉且封閉空間形狀較為規(guī)整易于密封，其使用的密封材料須具有一定防火性能，本文推薦采用水泥基材質(zhì)的S50防火板包裹，防火板拼縫處粘貼防水隔汽膜并且在板外側(cè)抹灰從而在鋼梁部位構(gòu)造一個氣密性封閉空間。

2.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)ALC外墻板面的關(guān)鍵技術(shù)

ALC外墻板全名為蒸壓加氣混凝土外墻板，屬于輕質(zhì)微孔型墻板，該墻板本身也為多孔非氣密材質(zhì)，因此需要對ALC外墻板大面均進行氣密性處理。一般外墻大面進行氣密性處理的方式有兩種，即方法一是采用水泥砂漿加鋼絲網(wǎng)和耐堿玻纖網(wǎng)格布的方式對大面進行一定厚度抹灰；方法二是采用氣密性涂料粘貼防水隔汽膜的方法對ALC外墻板大面進行氣密處理。方法一采用水泥砂漿抹灰進行大面氣密性處理時需主要起抹灰厚度在15mm以上，為達到抹灰厚度還可加鋪鋼絲網(wǎng)，且宜使用聚合物類砂漿并在表面加鋪玻纖網(wǎng)格布以減少砂漿開裂風險。方法二所采用氣密性涂料前宜對墻面進行濕度處理，使基面接近濕飽和但無明水，大面采用防水隔汽膜的毛面涂刷并浸透涂料，趁濕立即粘接在基面上，然后用濕抹布或刮板均勻用力將其粘貼在墻板上，貼合好的防水隔汽膜邊角應(yīng)有涂料擠出以保證密封效果。

3 裝配式建筑外窗安裝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 裝配式夾心保溫外墻板外窗安裝關(guān)鍵技術(shù)

裝配式夾心保溫外墻板上外窗的安裝方式比較特別，因外窗安裝位置與保溫層處于同一水平面時其熱橋效應(yīng)最小，而夾心保溫外墻板的保溫層處于整個外墻板的中間位置，因此外窗在夾心保溫外墻板的最佳安裝位置也位于外墻板的中部，但外窗的安裝方式同樣采用類似外掛式安裝方式外掛于內(nèi)葉板，采用防腐隔熱木塊作為外窗固定連接件，木墊塊需在工廠預制外墻板的過程中就預埋在中置保溫層內(nèi)，并通過預埋件將其與內(nèi)葉板連接固定。外窗安裝前，應(yīng)位于窗框側(cè)面靠近室內(nèi)部分，粘貼寬度應(yīng)不小于15mm，并預留部分防水隔汽膜與外門窗口四周墻面粘貼。防水隔汽膜接頭搭接長度不小于100mm。將從窗框用螺釘釘入預埋在墻體中的防腐木墊塊中，將窗框固定于墻體中。室外側(cè)窗框與窗洞口間的縫隙應(yīng)采用防水透汽膜粘貼，防水透汽膜與窗框的粘貼寬度應(yīng)不小于15mm，防水透汽膜與墻體的粘貼寬度應(yīng)不小于50mm，防水透汽膜接頭搭接長度不小于100mm。

3.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)ALC外墻板外窗安裝關(guān)鍵技術(shù)

由于ALC外墻板的承重荷載有限，為保證外窗安裝的安全性，并從安裝熱橋等綜合因素考慮，將外窗內(nèi)嵌于ALC外墻板墻體靠外側(cè)部位，而非采用常規(guī)的超低能耗建筑外窗外掛式安裝方式，并且ALC外墻板本身的導熱系數(shù)較低僅為0.18W/(m2.K)，可無需采用保溫附框再進行斷熱橋處理。外窗的安裝位置位于ALC外墻板上，同時為保證外窗的連接安全性，還設(shè)置了固定連接件，連接外窗與窗洞口四周的加強角鋼。待外窗安裝完畢后，在外窗口四周墻面粘貼預留的防水隔汽膜，外窗與基層墻體之間的縫隙外側(cè)應(yīng)采用防水透汽膜密封。

4 裝配式建筑穿墻管道關(guān)鍵技術(shù)

一般超低能耗建筑會存在新風進出風管、廚房補風管、冷凝管等穿外墻的管道，對于裝配式建筑剪力墻、外掛輕質(zhì)條板、夾心保溫外墻板等不同的外墻形式其穿墻管道的處理方式也有所區(qū)別。在設(shè)計時就先要考慮到穿墻管道的斷熱橋處理應(yīng)在管道四周預留斷熱橋保溫的尺寸，特別是剪力墻和夾心保溫外墻板需要在外墻板支模或工程預制時就把穿墻管道洞口按照設(shè)計尺寸預留，一般洞口外徑大于管道外徑100mm以上，對于有耐高溫和防火要求的管道洞口需要采用A級防火材料進行洞口填充一般采用巖棉填充，如沒有相關(guān)要求時通常會采用發(fā)泡聚氨酯填充起到斷熱橋作用。為解決管道與墻體銜接部位的縫隙滲水問題，需要在管道與室外側(cè)保溫銜接部位粘貼預壓膨脹密封膠帶，以防止水從保溫與管道間縫隙處滲漏。為保證穿墻管道部位的氣密性，還需在管道與墻體銜接部位的室內(nèi)側(cè)粘貼防水隔汽膜，室外側(cè)粘貼防水透汽膜，兩側(cè)氣密膜的粘貼范圍均須覆蓋斷熱橋保溫部分，并且防水隔汽膜和防水透汽膜分別與管道和墻體的粘貼寬度不小于50mm，并且相鄰兩段膜間搭接不小于10mm。

5 結(jié)語

針對裝配式建筑的板縫如何進行斷熱橋和氣密性處理以達到超低能耗建筑的低熱橋和高氣密性的要求，進行分析并提出解決措施，以提高裝配式建筑的熱工性能及氣密性能，在提升建筑裝配率的同時也達到了建筑低能耗低碳排的要求。