山东省建设建工(集团)有限责任公司
摘要:新型建筑结构体系——建筑保温与结构一体化技术系统,将保温材料置于墙体内部,与建筑结构同步设计、同步施工,保温防火性能好,质量安全可靠性强,实现了围护结构保温节能与建筑物同寿命,既是对传统建筑设计和施工方法的一次重大变革,也是破解建筑保温工程质量安全隐患的有效途径。
关键词:自保温;现浇混凝土;同寿命;防火安全
引言
目前全国已建成的100亿平方米节能建筑仍以传统外墙外保温技术为主,其设计使用年限都是25年,无法实现与建筑物同寿命。预计到2025年将有60%的节能型住宅的外墙外保温工程进入维护维修和二次更换期,这样的建筑工程也很难称得上是真正的节能建筑和绿色建筑。另外,外墙外保温技术在我国的推广应用过程中出现了“畸形”发展和新建建筑“穿棉衣”的怪现象。外墙保温复合系统,是以一体化板作为剪力墙结构外围护模板实现保温一体化材料,AAC保温砌块为辅助填充墙体材料,保温体系充分满足了建筑节能65%的要求。与其他外墙保温体系相比,创新了建筑隔热保温墙体的整体性和耐候性问题,解决了外墙保温体系常见的空鼓、开裂、渗水、脱落等质量安全通病,实现了与建筑物同寿命,同时减少了工序,缩短了工期,施工简单,建筑造价低,工程质量好,建筑品质高。
1外墙保温复合系统原理
外墙保温复合系统由两部分组成:保模一体化结构墙体+AAC自保温砌体填充墙。保模一体化板经工厂化预制,其由保温层、黏结层、加强肋、保温过渡层、内(外)侧黏结加强层、连接件等部分构成。以外墙保模一体化板为永久性外模板,内侧浇筑混凝土,外侧抹抗裂砂浆保护层,通过连接件(羊角螺栓)将双面层保模一体化板与混凝土牢固连接在一起而形成的保温结构体系。AAC自保温砌体是以硅质材料(砂)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料,掺加发气剂(铝粉),通过配料、搅拌、浇筑、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。综合性能优越,特别是在导热系数方面B04级可达到≤0.11W/(m·K)标准,隔热节能、抗渗、隔声等方面均能满足外墙维护及保温节能要求。黏结剂采用AAC专用薄层砂浆。在构造方面,墙体两侧每隔500mm(600mm)设置L形铁件与墙柱拉结,墙体顶部每隔1200mm也设置L形铁件与结构梁板拉接。面层装饰可直接采用相应腻子打底,然后涂刷装饰层涂料。
2外墙保温复合系统优点
1)设计施工技术简单,在配板、支设、加固、浇筑过程中均与普通多层板相似,易于工人操作使用。现浇混凝土框架(框剪)结构的承重结构形式不变,梁柱及剪力墙仍按现行标准规范设计。2)将永久性保模一体化板与框架(框剪)结构的梁柱及剪力墙等现浇混凝土构件浇筑在一起,并通过连接件牢固连接,达到同步设计、同步施工、同步验收的技术要求,实现建筑保温、隔热与结构同寿命目的。3)较高的强度和良好的保温性能。永久性保模一体化板由挤塑保温板、加强筋、内外黏结增强层和保温过渡层等组成,保温隔热性能良好,满足建筑节能65%的标准要求。4)防火性能良好。保温层内外两侧两个主立面被水泥聚合物砂浆保护层包覆,在施工过程中可有效避免火灾现象的发生,建筑工程竣工后,保温层外侧水泥砂浆保护层达30mm以上,防火性能大大提高。5)保温与模板合二为一,保温与砌体合二为一。减少了施工工序和模板用量,无须在做其他保温处理,提高了施工效率,降低了工程综合造价。6)主体外墙保温复合技术与二次结构AAC自保温砌块节能技术相互融合,实现了真正意义上的建筑外墙保温、隔热一体化。7)生产AAC砌块的成本低廉,制作工艺简单。可因地制宜充分利用地方材料,可以变废为宝,化害为利,节约有限的资源。
3自保温系统应用技术研究
在钢丝网架板现浇混凝土剪力墙自保温技术体系中,钢丝网架板保温芯材表面包覆界面砂浆,能促使板材与混凝土有效粘结,大大增强保温系统整体质量。施工中钢丝网架保温板内侧浇筑混凝土,外侧浇筑50mm厚自密实混凝土,实现了主体材料与保温层的无空腔有效连接。在复合模板现浇混凝土剪力墙自保温技术体系中,模板内侧粘结加强层与混凝土通过现浇实现了无空腔紧密连接。此种构造型式将保温层包覆后再与主体结构通过整体现浇实现无空腔连接,从根本上解决了墙体保温工程空鼓、开裂、脱落等质量通病。
3.1IPS现浇混凝土保温系统设计及构造要求
IPS板外侧现浇混凝土防护层厚度为50mm,设计时不参与结构计算,但应考虑其混凝土自重对竖向荷载、水平地震力及结构刚度的影响。自保温系统进行节能设计时,应考虑钢丝网分楼板的厚度为80mm,外挑长度为保温板厚度加30mm,并将楼板负弯矩钢筋伸入至外挑板内。IPS现浇混凝土剪力墙自保温系统细部构造见图5。
3.2FS外模板现浇保温系统设计及构造要求
FS外模板现浇混凝土复合保温系统建筑的承重结构及内部构造仍按国家及当地现行有关标准规程设计。对于框架(框剪)结构建筑,自保温砌块填充墙外侧应与FS复合保温外模板外侧在同一垂直立面上,保温模板拼缝处、阴阳角处以及与自保温砌体相交处,在抹面施工前,应采用抹聚合物砂浆贴耐碱玻璃纤维网格布的抗裂加强措施,防止整个体系在外部环境变化下因材料材性不同引起的潮湿、变形开裂。FS复合保温外模板的传热系数按照保温层XPS板的厚度计算确定,其他构造层作为热工性能的安全储备。对于门窗框外侧洞口、女儿墙、阳台以及出挑构件等热桥部位采用保温浆料处理,采暖与非采暖空间的楼板保温可直接采用FS复合保温外模板与混凝土现场浇筑的方式进行保温。
4新型建筑保温结构体系研发
在全国率先研发了三大类新型建筑自保温结构体系,适合各种建筑结构型式。创新性地研发了一套新型建筑保温结构体系,包含复合模板现浇混凝土剪力墙自保温技术体系、钢丝网架板现浇混凝土剪力墙自保温技术体系以及配套的后模注塑混凝土砌块墙体自保温体系,达到了墙体保温与主体结构的同步设计、同步施工,促进了建筑保温行业向着集成化、规模化、产业化发展,引领了行业的技术发展和科技进步。围绕项目编制了多项标准规程和设计图集,出版专著1部,系列成果被建设部列为全国建设行业科技成果推广项目。
结语
(1)现浇混凝土结构复合墙体自保温系统是建筑保温与结构一体化技术之一,满足当前不断提高的建筑节能和防火设计标准要求,已发展应用较为成熟的有IPS现浇混凝土剪力墙保温系统、FS外模板现浇混凝土复合保温系统等技术。
(2)现浇混凝土墙体自保温系统具有保温与墙体同寿命、部品与结构防火于一体、保温工程质量安全可靠、利于建筑节能产业化发展等技术特点。
(3)现浇混凝土结构复合墙体自保温系统结构型式设计合理,整体结构性能安全可靠,防火性能良好,应用技术完善,符合建筑节能产业发展方向。
参考文献
[1]孙增桂等.IPS现浇混凝土剪力墙自保温体系的结构安全性分析[J]建设科技,2014(5);78-81.
[2]山西省建筑设计研究院.居住建筑节能设计标准:DBJ04—242—2012[S].北京:中国建材工业出版社,2012.
[3]中国建筑科学研究院.建筑工程施工质量验收统一标准:GB50300—2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.