外墻外保溫技術能夠避免冷熱橋的產生，減少建筑能耗，所以在我國不管是新建建筑還是對于既有的建筑進行建筑節能改造，外墻外保溫技術都是建筑墻體節能發展的主要方向。但由于市場上產品質量參差不齊、工程監管不到位等原因，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，嚴重的會導致產生火災等安全問題，造成人員傷亡，工程質量存在諸多安全隱患。為了解決以上問題，建筑保溫與結構一體化技術應運而生。

建筑保溫與結構一體化技術定義

      建筑保溫與結構一體化技術是指集保溫隔熱功能與圍護結構功能于一體，不需另行采取保溫措施即可滿足先行建筑節能標準的建筑節能技術，具有與建筑同壽命、安全可靠、施工方便等優點，是對傳統建筑保溫設計和施工方法的一次重大變革。

 

這個術語解釋不特指某一項技術或某一種保溫體系，它是一種泛指的概念。

性能特點及優勢

建筑保溫與結構一體化技術，要求建筑滿足3方面條件：

1）建筑墻體保溫與結構同步施工，保溫層外側應有足夠厚度的混凝土或其他無機材料防護層；

2）施工后結構保溫墻體無需再做保溫即能滿足現行節能標準要求；

3）能實現建筑保溫與墻體同壽命。

 

建筑保溫與結構一體化技術不再給建筑“套棉衣”， 而是通過采取一定的技術措施，采用相應的墻體材料及配套產品，使墻體本身的熱工性能達到節能標準要求，實現集保溫隔熱與圍護結構功能于一體。與傳統的外墻外保溫技術相比，一體化技術具有五大突出優點：

 

1.保溫與建筑物整體同壽命

建筑保溫與結構一體化技術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，在滿足建筑節能要求的同時也提高了建筑物的整體性能，解決了外墻保溫工程的質量隱患，與建筑物同壽命。

 

2. 優良的防火性能，消除消防安全隱患

保溫結構一體化技術其保溫層的部分可以由 B1級燃燒性能材料構成，兩側墻體應采用不燃材料且厚度均不應小于50mm就能達到要求，因此會提高建筑物外墻整體的耐火性能，消除消防隱患。

表 1 一體化技術與傳統外墻外保溫防火性能對比

 

3. 具有良好的保溫隔熱性能

保溫結構一體化技術能夠很大程度降低熱橋問題的出現，具有良好的保溫性能，滿足現行節能規范與綠色建筑標準要求。

 

4. 施工工藝簡單，縮短工期

保溫結構一體化技術可減少施工程序，提高施工效率，易于推廣，可以避免一般外保溫做法出現的開裂、脫落等質量問題，提高建筑工程質量。

 

5. 降低成本造價

保溫結構一體化技術可以降低建筑圍護成本，減少人工和材料消耗，節約成本，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構一體化技術主要有以下幾種：

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，通過角鋼將保溫混凝土面層與剪力墻綁扎在一起，不承擔主體結構荷載與作用的建筑外墻外保溫構造，包括現澆混凝土保溫幕墻和后置混凝土保溫幕墻。

圖1  CCW體系

現澆混凝土保溫幕墻體系是在工廠階段將保溫板、鋼絲網架、角鋼預制好，到施工現場吊裝，通過角鋼把保溫板、鋼絲網架與主體結構鋼筋連接在一起，并且在施工過程中同步施工完成主體結構與保溫結構，按照《GB50016-2014 建筑設計防火規范》的要求保溫板材可選用B1、B2級的EPS板或者XPS板；后置混凝土保溫幕墻體系是在施工過程中將連接件預埋到墻體內，鋼絲網架板安裝完成后，進行混凝土涂抹，該體系適用于新建民用建筑和既有民用建筑節能改造混凝土保溫幕墻工程的設計、施工及驗收。

圖2  CCW體系產品圖

 

2. CL建筑體系

 

CL建筑結構體系也稱為復合保溫鋼筋焊接網架混凝土剪力墻，是將一種永恒的節能技術措施融入墻體中構成的新型復合鋼筋混凝土剪力墻建筑體系，鋼筋焊接網架（簡稱CL網架板）由一層或兩層及以上起受力或構造作用的鋼筋焊網，用對拉絲扣組合成型的鋼筋網架與保溫層鋼絲網架相互連接一起形成一種空間骨架構造，并且將保溫層置于墻體中間偏外側的CL網架板作為墻體的骨架，在兩側同時澆筑混凝土，從而達到保溫與建筑同壽命的無空腔復合結構體。其構造形式如圖4所示。

圖4  CL建筑體系

CL建筑結構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構，能讓承重剪力墻與外側保溫層結構協同工作，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點。但是，在施工過程中還存在一些問題，如模板支設難度大、板縫處理要求高等。適用于非抗震設防地區和8度及8度以下嚴寒、寒冷地區和夏熱冬暖、夏熱冬冷地區有保溫隔熱、隔聲要求的30層以內所有居住建筑和公共建筑的內墻和外墻。

圖5  CL工廠化產品 

 

3.SW建筑體系

 

 SW建筑體系是一種新型建筑結構體系。該技術是將保溫板一側或兩側用雙層鋼筋網架作支撐，通過插絲穿透保溫板并留有一定長度做成“SD焊接鋼筋網架保溫板”，將其內置于結構墻體鋼筋外側，同時采用Φ6鋼筋連接保護層、保溫層和結構層，主體結構層與保護層形成兩個獨立空間，依次由內向外循環澆筑結構層與保護層，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。該體系抗連續倒塌能力較好，工廠預制構件能達到70%左右，符合建筑工程標準化、住宅產業化的發展要求，該體系適用于非抗震地區和抗震設防烈度8度及以下地區。

圖7  SW建筑體系

圖8  SW構造體系

 

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構體系，砌塊墻體自保溫體系是采用砌塊墻體并對熱橋采取保溫隔熱處理措施構成的滿足建筑節能標準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、復合保溫砌塊、燒結保溫砌塊等，要求砌塊墻體厚度不小于200mm，且耐火極限不小于2h，墻體砌筑應采用專用砌筑砂漿，專用砌筑砂漿和抹灰砂漿的抗壓強度不應低于5MPa，導熱系數不應高于0.20W/（m·K），墻體中的鋼筋混凝土梁、柱等熱橋部位外側應做保溫處理。該墻體不僅保溫隔熱性好、自重輕，而且施工簡單方便。但砌塊壁厚較小，承載力較低，只適用于層數不多、8度及8度以下抗震設防地區的民用及工業建筑或用于框架結構填充墻。

圖9  自保溫砌塊構造詳圖

 

 

圖11  自保溫砌塊

 

5.FS外模板現澆混凝土復合保溫體系

 

FS外模板現澆混凝土復合保溫體系是以水泥基雙面層復合保溫板為永久性外模板，內側澆注混凝土基層而形成的保溫與結構一體化體系，外側抹抗裂砂漿面層，通過加強筋、錨栓等連接件將雙面層復合保溫模板與混凝土牢固地連接在一起，其基本構造如圖12所示

圖12  FS外模板現澆混凝土復合保溫體系構造

該墻體采用了多層構造措施?，F澆混凝土墻體承載力較大；結構層外側的構造做法可緩解外部環境的不利影響，減緩溫度變形，避免抹面層空鼓、開裂等質量問題，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。該體系適用于框架、框剪、剪力墻結構的外墻、柱、梁等現澆混凝土結構工程。

圖13  FS外模板現澆混凝土復合保溫體系

 

6.IPS結構自保溫體系

 

IPS結構自保溫體系全稱為現澆混凝土剪力墻自保溫體系，這種體系是以現澆鋼筋混凝土剪力墻為基層，將在工廠制作的帶鋼絲網架的保溫層置于外模板內側，并在鋼絲網架保溫板上采用端部為“羊角”型、“丁字”型或“Ｌ”型結構鋼筋作為錨固連接件，在鋼絲網架保溫板兩側同時澆筑混凝土形成的結構保溫一體化體系。

圖13  IPS結構自保溫體系構造詳圖

鋼絲網架保溫板在工廠制作時用界面砂漿層包覆，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力；保溫板外側均勻設置預制掛式混凝土墊塊，使保溫板與鋼絲網片之間的距離得到了有效控制，既保證了鋼絲網片混凝土保護層的厚度，又防止了保溫板在混凝土現場澆筑過程中受內側側壓力向外的偏移。鋼絲網架保溫板通過外側鋼絲網片、腹絲和連接件與基層墻體鋼筋牢固連接并澆筑在一起，實現了墻體保溫與結構同步施工，減少了施工工序，具有保溫效果好、防火性能優良和建筑保溫與墻體同壽命等優點。該結構保溫體系適用于８度及８度以下抗震設防地區民用建筑現澆混凝土剪力墻結構工程。

圖14  IPS保溫板

 

小   結

      建筑保溫與結構一體化技術是對傳統建筑外保溫技術的一次變革，它將保溫節能功能與墻體圍護功能融為一體，從根本上改善了結構節能和結構防火的問題，有效解決了外墻外保溫技術普遍存在的質量問題，實現保溫系統與建筑物同壽命，越來越廣泛地得到關注，并形成巨大的市場需求。制定和完善相關標準，逐步形成新的建筑節能技術，將會有很好的市場應用前景。

 

       推廣應用建筑保溫與結構一體化技術，是有效解決節能保溫工程質量通病和消防安全問題的重要舉措，符合國家節能減排發展形勢和產業政策，對于提高國家建筑節能工作水平、促進建設領域可持續發展具有重要的意義。

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