建筑節能與結構一體化技術有哪些?
建筑保溫與結構一體化技術概念及現有一體化技術簡介
一、保溫與結構一體化技術概念
建筑保溫與結構一體化技術是集保溫隔熱功能與圍護結構功能于一體,墻體不需要另行采取保溫措施即可滿足現行建筑節能標準要求,實現保溫與墻體同壽命的建筑節能技術。
建筑保溫與結構一體化技術具有結構保溫和結構防火性能,可有效實現建筑保溫與墻體同壽命,推行一體化技術,符合國家節能減排產業政策,是深入做好建筑節能工作,發展綠色建筑與裝配式建筑的有效途徑。
二、滿足保溫與結構一體化技術的條件
界定一體化技術的概念要滿足三個條件:
1.是建筑墻體保溫應與結構同步施工,同時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.是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.是能夠實現建筑保溫與墻體同壽命。滿足上述條件方能為建筑節能與結構一體化技術。
三、保溫與結構一體化技術的優勢特點
(1) 保溫與建筑物整體同壽命。自保溫體系外圍護墻體填充復合自保溫砌塊,梁、柱等熱橋部位采用永久性復合保溫外模板進行現場澆注成型, 可使建筑物的全生命周期對保無需對保溫層進行維護、維修,解決外保溫后期維護問題;實現了建筑物保溫與結構整體同壽命的目的。
(2)優良的防火性能解決外墻保溫滿足消防規范要求。復合剪力墻結構外部為50mm厚及以上的混凝土防護層,內部阻燃性的保溫板(擠塑板較多,因為擠塑板集優良的保溫效果和強度高,性價比優等特點),內部為主體結構層,防火性能優良,無火災脫落等隱患。
(3) 工廠化組裝,避免了現場裁切浪費,節約材料,提高了建筑質量。
(4) 施工工藝簡單,易于推廣應用。內置保溫現澆混凝土復合剪力墻結構已有行業標準JGJ/T451-2018,已于2019年4月1日實施,鋼筋網架板的生產、設計、施工有可滿足建筑節能設計的標準要求,施工工藝簡單,易于推廣應用。
(5) 降低了工程造價。內置保溫現澆混凝土復合剪力墻結構保溫壽命與建筑同壽命,中間不需要更換維護,減少了維修成本,與主體結構同時施工,縮短了工期,降低了工程造價。
(6).解決目前外墻粘貼、外掛保溫層技術易產生的裂縫、空鼓、滲漏、脫落等隱患;
(7).為外墻裝飾面層多樣化提供條件。
四、發展建筑保溫與結構一體化技術――是建筑節能與綠色建筑發展必然性
建筑保溫與結構一體化技術的推廣應用條件,從政府政策和技術規程、標準圖集等基本配套完善,并不斷的被建設單位、設計單位和施工單位所認識接受,技術優勢彰顯,未來將成為建筑外墻保溫的必然選擇。
隨著建筑節能工作眾深發展,實施綠色建筑行動,推進建筑產業現代化,適應《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)對建筑保溫系統的防火要求,全面提升建筑節能工程質量和安全性能迫在眉睫。建筑保溫與結構一體化技術,可有效實現建筑保溫與結構墻體同壽命,提升建筑工程結構保溫和結構防火性能,將產生了良好的社會效益。
五、目前國內建筑保溫與結構一體化技術類型簡介
建筑結構構保溫一體化按型式大致可分為以下幾類保溫體系:
1、鋼絲網架型內置保溫體系:
由鋼絲網架夾心板與主體結構通過有效連接固定并雙面現澆混凝土復合而成的復合剪力墻體系(包括填充墻),代表產品有CL系統、BS系統、SCS系統、IPS系統、CCW 系統、SD系統等。
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圖為SCS點連式內置保溫現澆復合墻體剪力墻與填充墻構造模型
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2、水泥外模板型保溫體系(免拆模板類):
由有機保溫板兩側復合水泥砂漿構成剛性外模板,通過錨固件連接現澆混凝土墻而成,代表產品有FS系統、HFS系統、OKS系統、LS系統、CT系統、YL系統等。
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3、EPS空腔模塊型保溫體系:
EPS空腔模塊是用阻燃型聚苯乙烯顆粒加熱發泡,通過EPS顆粒在模具內一次性加熱成型工藝,模塊周邊具有十字或一字型的矩型插接企口,內外表面設有燕尾槽結構的聚苯乙烯泡沫塑料型材,代表產品有山東海容模塊、哈爾鴻盛HS-ICF體系EPS模塊等。
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4. 墻體自保溫體系:
采用EPS夾芯自保溫砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、泡沫混凝土砌塊、復合保溫混凝土砌塊、燒結保溫砌塊、等砌筑的具有保溫功能的墻體。
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5. 泡沫混凝土保溫體系
泡沫混凝土現澆墻體主要特點:
(1)機械化高效的施工: 發泡,混合、輸送一體化,垂直輸送120米,水平輸送800米,一般的建筑物只需一兩個工作點即可完成整棟樓的澆注工程,每小時25立方的澆注能力使墻體澆注工效驚人,拿隔墻厚120mm為例,相當于每小時完成200平方米的墻體澆注,按每天10小時計,則每天可完成近2000平方米的墻體澆注。 (2) 免拆模板技術 免拆模板技術免去了繁瑣的支模拆模工序,提高了墻體表面的平整度。澆筑后的墻體龍骨與墻板由澆注的發泡混凝土連為一體,整體效果及墻體表面質量極佳,免去墻體抹灰工序,可直接刮大白、貼瓷磚等墻體表面裝飾處理。
(3)重量輕: 傳統建筑都是厚墻、肥梁、自重大。泡沫混凝土的干體積密度為200-700kg/m3,相當于粘土磚的1/3-1/10左右。普通混凝土的1/5-1/10左右,因而采用發泡混凝土作墻體材料可以大大減輕建筑物自重,增加樓層高度,降低基礎造價10%左右。
(4) 保溫性能好、 減薄墻體,節約使用面積10%左右:由于泡沫混凝土內部含有大量氣泡和微孔,因而有良好的絕熱性等。導熱率通常為0.09-0.17W/(m.K),其隔熱保溫效果比普通混凝土高數倍,20cm厚的泡沫混凝土外墻,其保溫效果相當于49cm的粘土磚外墻。
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未見大面積應用到外墻保溫,在屋面保溫和地暖找平保溫屋應用較多。
六、各建筑保溫與結構一體化技術體系特點及應用簡介
(一)、 建筑保溫與結構一體化技術之內置保溫現澆混凝土復合剪力墻技術體系
1.內置保溫現澆混凝土復合剪力墻技術體系代表體系有:河北石家莊晶達研發的CL體系:《復合保溫鋼筋焊接網架混凝土墻(CL建筑體系)》;河南鄭州華億研發的CCW體系:《混凝土保溫幕墻體系》;清華大學研發的SW體系:《夾膜噴涂混凝土夾芯剪力墻建筑技術》;河北曼尚建材研發的SCS體系《點連式內置保溫現澆混凝土復合墻體技術》;河南洛陽盛都研發的SD體系:《現澆混凝土內置保溫墻體技術》;河南鄭州德嘉麗研發的NBW體系:《現澆混凝土內置保溫墻體技術》
2.現澆混凝土內置保溫體系技術特點
B1B2級保溫材料可在內置保溫技術體系里應用。按照2015年5月1日實行的《建筑設計防火規范》GB50016-2014 6.7.3規定,當保護層厚度達到50mm厚時,可以使用耐火等級為B1級和B2級保溫材料,當住宅建筑在建筑高度不大于100m時,在阻燃性能等級為B1的保溫層外部設置厚度不小于50mm不燃材料防護層,使結構墻體、保溫材料和防護層復合形成無空腔的復合墻體,仍能滿足《建筑設計防火規范》BD50016-2014的要求,且不用防火窗和不設置防火隔離帶措施。解決了外墻選擇適用A級材料的難題。保溫板外部50mm的混凝土保護層,通過國家固定滅火系統和耐火構件質量監督檢驗中心實驗,連續燃燒四小時,背火一面平均升溫30.9℃,沒有發生垮塌。為火災突發事件搶救生命財產贏得了寶貴的時間。
復合墻體概念為燃燒性能等級為B1/B2級保溫性能優異的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS、GXPS)、PU等保溫材料在建筑節能工程的應用打開的新的思路,內置保溫復合剪力墻體系防護層為具有一定的強度和耐久性的鋼筋混凝土。
防護層與主體結構的連接采用專業連接件,連接件將混凝土防護層、保溫層與主體結構連接形成整體;連接件一般采用鋼筋、型鋼;連接件承受防護層、保溫層的豎向作用、風荷載作用和地震荷載作用。
3.內置保溫現澆混凝土體系的性能特點及優勢
(1).保溫隔熱性能
能夠達到國家規定的75%或更高的節能標準。墻體兩側混凝土可對保溫板起到良好的保護作用,使保溫板與建筑物同壽命,避免或減少了保溫體系在使用期間的維修或更換。
(2).防火性能
由于保溫板夾在內外兩層混凝土中間,使其不能接觸明火。經公安部消防部門與建設部門專家論證,墻體整體作法可達到4個小時耐火極限。
根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014第6.7.3規定,當保溫材料的燃燒性能為B1、B2級時,保溫材料的墻體應采用不燃材料且厚度均不應小于50mm。第6.7.7 除第6.7.3規定情況外,當建筑的外墻保溫系統采用阻燃性能為B1、B2級的保溫材料時,應在保溫系統中每層設置水平防火隔離帶。內置保溫現澆混凝土復合墻體保溫層外設有50~60mm厚混凝土層,采用B1/B2級EPS、XPS、PU(PIR)作為保溫材料能夠滿足GB50016-2014規定要求,規定范圍內可以不用設置防火隔離帶。
(3).抗震性能好
外層混凝土通過鋼筋網架與主體結構混凝土連接,提高了墻體的抗側力剛度,可增強了抵抗地震水平力的能力。
(4)施工進度快
由于墻體的鋼筋網和保溫板自工廠內生產,復合墻體施工時同時設置了保溫層,減少了外墻外保溫施工作業工序,提高了整體施工進度,縮短了整體工期。
(5)保溫層外設有50~60mm的混凝土層,可滿足外墻貼面磚的要求
(6)符合新型墻材政策,符合國家大力提倡的裝配式建筑。
(7)符合建筑現代化產業政策,減少現場作業及環境保護
4.內置保溫現澆混凝土復合墻體體系的設計要點
內置保溫混凝土墻體建筑的結構設計按現行國家規范和標準要求執行。設計時,將外層混凝土和鋼筋焊接網架作為內層混凝土墻體上的荷載考慮,內層混凝土墻體參與主體結構計算,外層混凝土不參與主體結構計算。
內置保溫混凝土墻建筑節能設計應符合我國各省的《建筑節能設計標準》及地區氣候相適應,滿足冬季保溫和夏季隔熱的設計要求,滿足我國不同熱工分區對外圍護墻體保溫、隔熱節能標準的要求。
5.內置保溫現澆混凝土復合墻體體系的施工要點
內置保溫現澆混凝土復合墻體體系在施工階段如何保證保溫層的位置和外層混凝土澆筑質量時其技術體系能夠達到預期目標的關鍵。
SCS點連式內置保溫現澆混凝土復合墻體技術體系是由混凝土防護層、保溫層、主體結構混凝土層組成的,混凝土防護層、保溫層通過鋼筋拉結件連接固定在主體結構上,作為荷載傳至主體結構,實現保溫與結構同壽命、保溫與結構一體化;保溫層至于混凝土防護層和主體結構混凝土層中間保護,提高墻體保溫的防火性能,采用燃燒性能為B1、B2級的保溫材料時,無須另設防火隔離帶和防火窗,能夠滿足《建筑設計防火規范》GB50016-2014的要求;為外墻飾面提供了多種裝飾面層選擇。
(二)免拆復合保溫模板體系
免拆復合模板體系應用技術采用B1級保溫材料,外設薄保護層。隨著國家標準《建筑設計防火規范》GB50016-2014的頒布執行,其適用面受到很大的限制。
采用B1級保溫材料,通過保溫層外設置較厚的保護層和適當的構造措施,能夠滿足《建筑設計防火規范》GB50016-2014的要求。適用于我國各省抗震設防烈度為8度和8度以下,采用免拆復合保溫模板的房屋工程,建筑高度不宜超過100m。
免拆復合保溫模板由保溫層和面層在工廠預制成的復合板,保溫層和面層可通過粘結或敷面制作,作為現澆混凝土構件面朝模板并使構件達到保溫隔熱要求。
面層與保溫板粘結在一起或在保溫層上直接敷面形成免拆復合保溫模板,既可增強免拆復合模板保溫模板和抗折強度,又作為保溫層的外防護層。
為滿足不同建筑及場所的防火要求,面層可根據需要選擇薄面層或厚面層板材。薄面層采用水泥板、硅酸鈣板或聚合物水泥砂漿等各類砂漿類材料制作;厚面層采用內配鋼筋網的輕質混凝土制作,混凝土強度等級不低于C20,保溫層為XPS板、EPS板、PIR,復合保溫層以玻璃絲綿等A級保溫材料與XPS板、EPS板、PIR等B1級保溫材料復合而成的構成。
免拆復合保溫模板通過連接件在澆筑混凝土時與混凝土構件牢固連接在一起而形成的外墻保溫系連接件為在澆筑混凝土作為模板體系的對拉螺栓,后期將外防護層與混凝土構件牢固連接在一起。
免拆模板保溫體系由于廠家不同,施工質量有待提高,現山東、河南、河北等省建成建筑中已經有出現質量問題如裂縫、空鼓、滲漏、甚至脫落等安全隱患。
(四)EPS空腔模塊型保溫體系:
EPS空腔模塊是用阻燃型聚苯乙烯顆粒加熱發泡,通過EPS顆粒在模具內一次性加熱成型工藝,模塊周邊具有十字或一字型的矩型插接企口,內外表面設有燕尾槽結構的聚苯乙烯泡沫塑料型材,代表產品有山東海容模塊、哈爾鴻盛HS-ICF體系EPS模塊等。
用HS-ICF體系EPS模塊做外墻外保溫具有良好的保溫效果,經哈爾濱工業大學檢測中心測試,達到65%以上建筑節能標準。不僅為寒冷地區提供了有效的建筑外墻保溫方式,還可以很好地解決了外墻粘貼面空腔、脫落等難題;不僅可以用于新建建筑,也可用于既有建筑的墻體保溫改造。
(1)模塊板表面與墻體表面的粘貼方式有了根本改進。EPS模塊保溫建筑外墻摒棄了光面保溫板空腔粘貼的傳統做法,通過具有一定厚度和強度的粘結砂漿層與粘結面上帶有燕尾槽的EPS模塊之間的配合,可以保證EPS模塊與墻面之間100%地密閉粘貼。EPS模塊的粘結面上有燕尾槽、左右及上下邊有企口,所以模塊與模塊之間、模塊與墻體之間有較好的機械咬合,接合緊密,從而不產生熱橋,具有良好的保溫效果,可以達到建筑節能65%標準要求,同時解決了空鼓、脫落等技術難題。
(2)模塊密度大,相對厚度薄,與墻面100%粘貼,提高了建筑的耐久年限。傳統做法使用的EPS保溫板的密度均小于20kg/m3,―般厚度在200px~250px左右。德國建筑材料專家測試表明,EPS模塊的密度達到30kg/m3時與保溫效果成正比,因此,HS-ICF體系的EPS模塊密度為30kg/ra3,而且厚度僅為100px~6cro。由于密度大,保溫效果好,厚度相對較薄,與XPS板相近。HS-ICF體(3)模塊與模塊之間由平接變成企口相接,密閉性增強。傳統做法使用的EPS保溫板,板與板之間是平接接口,有縫隙,有的還需用塑料釘固定,以增加板與墻面的結合。而EPS模塊保溫建筑外墻,模塊與模塊之間是企口連接,無縫隙,密閉性增強,只需粘貼,不需打釘。
(4)施工工藝簡單,進度快。
(5)適用范圍廣泛,不僅可以用于新建建筑,而且可用于既有建筑的墻體改造。
此種技術比較適合新農村建設,具有良好的保溫隔熱隔音效果,但中高層使用者偏少。
(四)墻體自保溫體系
1.技術特點及應用簡介:
采用保溫性能優異的砌塊、配套的砌筑砂漿和砌筑構造砌筑的墻體,內外表面可采用配套的抹灰砂漿粉刷,即能滿足節能標準要求。
適宜的砌塊有蒸壓加氣混凝土砌塊(粉煤灰加氣、砂加氣)、泡沫混凝土砌塊、輕骨料混凝土砌塊、混凝土空心砌塊、燒結空心砌塊。
該體系集保溫結構一體化,保溫與結構同壽命。
砌體自保溫技術是一個體系,包括具有良好保溫隔熱性能的砌塊、墻體砌筑構造、具有一定保溫隔熱的砌筑砂漿和墻體抹灰砂漿。這些綜合技術最終形成滿足建筑節能對圍護墻體的傳熱系數要求。板材墻體同樣要考慮板材本身的保溫隔熱性能、接縫以及與主題結構的連接構造。
《自保溫混凝土復合砌塊》JF/T407-2013
《燒結保溫磚和保溫砌塊》GB26538-2011
《自保溫混凝土復合砌塊墻體應用技術規程》JGJ/T323-2014
《砌塊墻體自保溫體系應用技術規程》DBJ41/T100-2015 2016年1月1日執行
2.工程應用適宜條件
(1).框架結構、框架剪力墻結構外圍護墻
(2).剪力墻結構填充墻(外墻、分戶墻)
(3).低層建筑承重墻、隔墻
(4).墻體自保溫是整套的技術體系,不僅僅需要力學性能和保溫隔熱性能良好的砌塊,要使砌塊墻體的傳熱系數滿足建筑節能標準的要求,還必須采用適當的構造措施,并對冷橋部位進行處理。外圍護墻體避免不了一些導熱性能較好的結構構件,使墻體出現冷橋(熱橋),影響墻體的綜合保溫性能,對這些構件產生的冷橋必須采取措施進行處理。在寒冷和夏熱冬冷地區,砌塊墻體中的鋼筋混凝土梁、柱等熱橋部位外側應做保溫處理,使熱橋部位不結露。
砌體表面內外抹灰層在滿足建筑功能的要求下,可采用保溫砂漿,以增強墻體的保溫隔熱性能;同時應具有良好的抗裂性能和防水性能,保證外部雨水滲透到砌塊墻體內,避免對墻體的力學性能和保溫性能造成影響。
墻體自保溫技術體系具有工序簡單、施工方便、安全性能好、耐久、防火、耐沖擊、綜合成本低、便于維修改造和可與建筑物同壽命等特點。與外墻外保溫系統等保溫技術相比較,自保溫墻體體系在施工性、安全性、耐久性、經濟型等方面具有顯著優勢。
(五)、泡沫混凝土保溫體系
1.泡沫混凝土墻體應用相關標準
《現澆泡沫混凝土墻體技術規程》DBJ41/T091-2009
《泡沫混凝土》JG/T266-2011《泡沫混凝如應用技術規程》JGJ/T341-2014在實際工程案例中很少見到外墻全部采用現澆泡沫混凝土墻體案例,在此不再進行過多闡述。目前河北已經出臺文件《關于房屋建筑工程外墻復合保溫板加強構造措施的通知》(冀建標〔2019〕2號)文,保定市2019年6月3日(市建科〔2019〕208號)與承德市2019年7月22日(明傳電報承市建明電〔2019〕4號)隨即出臺了關于進一步加強建筑保溫與結構一體化技術管理的通知。文件中要求2018年6月以前取得河北省發布的外墻復合保溫板工程建設地方標準的企業加緊對技術標準進行復審和修訂,重點考慮建筑保溫與結構一體化技術的安全性,優化建筑結構設計方案,宜推行墻體施工平整度高,易于控制的大模內置現澆混凝土或夾芯保溫現澆混凝土等構造技術。
本文為總結歸類,希望給大家一些建筑保溫與結構一體化技術的認識起到一點點幫助,有引用不當之處、錯誤或不準確的地方請批評指正。
河北曼尚建材科技有限公司技術部
建筑結構構保溫一體化按型式大致可分為以下幾類保溫體系:1.鋼絲網架型內置保溫體系: ? 代表產品有CL系統、BS系統、SCS系統、IPS系統、CCW 系統、SD系統等。 SCS點連式內置保溫現澆復合墻體剪力墻與填充墻構造模型 2.水泥外模板型保溫體系(免拆模板類): ?由有機保溫板兩側復合水泥砂漿構成剛性外模板,通過錨固件連接現澆混凝土墻而成,代表產品有FS系統、HFS系統、OKS系統、LS系統、CT系統、YL系統等。 3、EPS空腔模塊型保溫體系: ?EPS空腔模塊代表產品有山東海容模塊、哈爾鴻盛HS-ICF體系EPS模塊等。 墻體自保溫體系:4.采用EPS夾芯自保溫砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、泡沫混凝土砌塊、復合保溫混凝土砌塊、燒結保溫砌塊、等砌筑的具有保溫功能的墻體。 5.泡沫混凝土保溫體系
眾所周知,當前發展建筑節能與結構一體化技術得到肯定和提倡,然而該術語只出現在領導講話和有關文件中,有待明確界定。準確定義建筑節能與結構一體化技術,肯定影響到今后墻材革新和建筑節能工作的發展,對把握今后的發展方向很有必要。
準確界定建筑節能與結構一體化技術的定義
建筑節能與結構一體化技術的概念已在社會流行多年,人們已經習慣了此種稱謂,它來源于建筑節能市場,并在實踐中不斷提升、完善其理論。但是,該概念始終處于不嚴謹的狀態,經常被許多企業為我所用地去炒作,一旦進入政府規范性文件或法規,就會因概念模糊和產生歧義等問題引發矛盾及糾紛。因此,有必要對“建筑節能與結構一體化技術”的概念冠以科學、具體、準確的定義,用以界定其理論和特定的內涵,規范政府文件的表述。
正確理解建筑節能與結構一體化技術,首先應確定建筑節能與結構一體化技術的概念。即保溫材料與主體圍護結構墻體融為一體,墻體結構依靠保溫材料形成復合保溫墻體,從而實現建筑圍護結構節能的工作目標。否則,只能靠單一的墻體來實現,如故宮的建筑、陜西的窯洞。這里引出關于圍護結構的兩個不同概念,一是由復合墻體材料組成,二是由單一墻體材料組成。由于社會的發展和進步、土地資源開發利用的限制,依靠單一的墻體材料實現建筑節能的既定目標已不現實。所以,本文重點依托復合保溫墻體技術展開論述。
何為一體化技術?是僅限于建筑保溫與建筑主體同時施工?還是另有更深層次的含義?準確理解建筑節能與結構一體化技術,它不應特指某一項技術或某一種保溫體系,而是指建筑主體圍護結構將保溫材料與結構融為一體,形成復合保溫墻體,它是一種寬泛概念。就筆者所見所聞,試對建筑節能與結構一體化技術概念的認識作如下歸納:
第一、廣義的定義:“圍護結構是復合保溫墻體的,就是建筑節能與結構一體化技術”。
嚴格地講,此概念是針對建筑節能初級階段設定的,目的是推動建筑節能工作,現已失去了使用價值。但不斷發展的早期概念卻為今天形成準確科學定義奠定了堅實可靠的基礎。
第二、嚴格的定義:“建筑主體圍護結構應通過鋼筋混凝土構件與保溫層及外保護層(含飾面層)實現剛性連接,即一體化技術”。
由于鋼筋混凝土大規模使用已有100多年歷史,其優越性能已被世界公認。該定義的保溫系統除保溫層外,材料均為鋼筋混凝土受力構件,保溫系統的受力構件與主體圍護結構為一整體,其壽命與鋼筋混凝土圍護結構相同,優于砌體圍護結構,這是典型的建筑節能與結構一體化技術。
第三、寬松的定義:“建筑主體圍護結構應通過鋼結構或鋼筋、鋼結構件與保溫層及外保護層(含飾面層)實現剛性連接”。
在此定義下所涵蓋的一體化技術較多,而且存在一些較難克服的技術缺陷。由于受力構件為鋼結構或鋼筋,與圍護結構連接的耐久性都比不上鋼筋混凝土長久,所以稱其為寬松的定義范疇。
如河北省在全國推廣的CL建筑體系、國家行標144中的“EPS鋼絲網架板現澆混凝土外墻外保溫系統”、機械固定EPS鋼絲網架板外墻外保溫系統、幕墻(石、玻、鋁等)結構等等都同屬這一類連接方式,它們與幕墻(石、玻、鋁等)結構的區別只是材料形狀的不同,如型鋼與鋼絲的形狀不同等等。
第四、模糊的定義:“建筑主體圍護結構應通過混凝土或保溫層(保溫砂漿)與外保護層(含飾面層)實現剛性連接”。
如復合保溫砌塊、粘結砂漿連接技術、各種保溫砂漿、雙葉夾心墻等等。還有一些技術采用玻纖材料替代鋼筋加強混凝土強度,有的技術采用保溫砂漿(可視為輕質混凝土)替代混凝土等等。
第五、以防火為目的的定義:“圍護結構是復合保溫墻體的,凡是可以滿足防火要求的技術,都可稱一體化技術”。
有的地方正在實施以防火為目的的“一體化技術”,雖然表面形式不是,但實質內容卻不容回避,應該引起關注和研究。如果采取嚴格定義規范一體化技術,就可避免發生類似事情。
筆者認為,嚴格定義的一體化技術應為首選重點發展對象;其次可考慮寬松定義的一體化技術,但不應與重點發展對象相混淆;模糊定義的一體化技術應視情況分別列為限制或淘汰范圍,因為此定義下的多數為輕質混凝土的范疇,雖然可以滿足防火要求,但不易保證與建筑物同壽命,工程質量難以控制。
明確建筑節能與結構一體化技術的認定條件建筑節能與結構一體化技術應該具有先進性、科學性、合理性、經濟性,當然還應具備安全性、耐久性、隔熱性等綜合技術指標。其中,結構是否合理是關鍵,它與安全性、耐久性密切相關,應作為認定的主要條件審查,其它的隔熱性、經濟性等各項指標通過計算可得,一般不會出現歧義。即便發生爭議也是采用計算方法不同,裁定時這些都是數字指標,計算方法正確只能有一個標準答案。
建筑節能與結構一體化技術的定義確定后,認定的條件相對簡單、可操作性強,不會出現人為的干擾因素,只需依照設定的定義內容和要求去判定即可。建筑節能與結構一體化技術的判定分為兩個方面,即一體化技術的定義和基本條件。符合一體化定義的技術,列入重點扶植發展對象,給予優惠政策和經濟支持,營造寬松環境鼓勵技術不斷創新,這屬于技術認定環節。基本條件屬于推廣認定環節,同時符合兩方面要求的,列入重點推廣對象,享受相關優惠政策。如果不分環節,無形中為技術創新設置了一道門檻,不利于新技術發展。因為,新技術都會有一個完善和發展的過程,不可能很快滿足限制條件(如生產規模、工程數量、使用年限、經濟效益等),絕不能以認定老技術的條件限制新技術的發展。
假如以嚴格定義為條件,判別建筑節能與結構一體化技術,主要是考察建筑主體圍護結構是否通過鋼筋混凝土受力構件與保溫層及外保護層(含飾面層)實現剛性連接,如果是即可進入基本條件審查程序,合格者可認定為建筑節能與結構一體化技術。建立科學完善的評價體系
建筑節能與結構一體化技術是一個新興的多學科系統工程,是在不斷發展和完善過程中逐漸形成的,它涉及材料、結構,機械、施工等許多相關專業和技術,還與建筑、暖通等專業密切相關,學校里沒講過,工作中難遇到,科研和設計單位也未設此專業。所以,在認定評價時,專家應以具有一體化多學科實踐經驗的人員為主,絕不能配齊各常規專業即可。
相信這樣的事情不是個別的案例:一個項目已通過評審,行政管理部門的文件也已下發;之后,被提出質疑;當評審專家被詢問時,連基本情況和原理都講不清……所以,進入評價體系的專家應該精通一體化技術,拒絕濫竽充數造成認定工作流于形式。專家只憑專業和職稱條件是遠遠不夠的,評價體系必須要有退出機制,設立專家考核退出管理辦法,建立科學的評價體系和組成高水平的專家隊伍是做好認定工作的基礎。
正確處理發展新型墻材與推行一體化技術的關系
推行建筑節能與結構一體化技術是為了實現圍護結構的高性能,它們的發展離不開新型墻材的技術支撐,而復合新型墻材圍護結構又是今后的發展方向。因此,在充分研究鋼筋混凝土結構一體化的基礎上,還要認真研究目前用量較大的鋼筋混凝土砌體混合結構、砌體結構、板式建筑結構形式等對一體化技術的影響。除此之外,還應加強保溫與裝飾一體化技術及其它相關技術的配套研究,用以充實、完善建筑節能與結構一體化技術的內涵。
采用嚴格定義下的一體化技術應當注意以下問題:
1.新型墻材砌體結構和鋼筋混凝土砌體混合結構與鋼筋混凝土結構的區別。
前面講過嚴格定義下,有些技術只適用于主體圍護結構為鋼筋混凝土剪力墻的建筑,而且,必須與主體圍護結構的鋼筋混凝土剪力墻同時施工,對原有常規的設計、施工工序、工藝有所改變;有些技術可以用于鋼筋混凝土剪力墻的后期施工(屬于后天形成的鋼筋混凝土構件,不需同時施工,對圍護結構無特殊要求),又有對鋼筋混凝土砌體混合結構、砌體結構、板式建筑結構等形式的適應性,雖然其外保溫系統是鋼筋混凝土結構,但它的使用壽命是以圍護結構的材料決定的,不論長短均能實現與相匹配的建筑物同壽命。
2.發展一體化技術應考慮圍護結構對新型墻材質量的要求,重點關注新型墻材質量對建筑節能與結構一體化技術的影響。
河北省曾對已實施一體化技術的工程進行調研和解剖分析,新型墻材質量問題占比重較大,其中非承重墻材問題更加突出,今后必須加強監督和管理。根據2011年6月1日起實施的國家標準《墻體材料應用統一技術規范》(GB50574-2010)規定,圍護結構的新型墻材質量有了大幅度提高,特別是對圍護結構填充墻材有了明確的規定。例如,燒結多孔磚的最低強度等級為10MP,用于外圍護結構的再提高一個等級,即15MP;蒸壓普通磚、混凝土磚也均由15MP提高到20MP。又如,用于非承重墻材(自承重墻)的輕骨料混凝土小型空心砌塊最低強度等級為3.5MP,用于外圍護結構的再提高一個等級,即5MP;蒸壓加氣混凝土的最低強度等級也由A2.5提高到A3.5。由此可以看到新型墻材質量對建筑圍護結構的影響,也必然會影響到建筑節能與結構一體化的發展。由于新型墻材質量的影響,實施嚴格定義的相關技術時,應采取適當的補救措施,確保外保溫系統的安全可靠性。
3.一體化技術的認定需分別把握外保溫系統結構構造與結構材料的評價內容。
根據國家標準《墻體材料應用統一技術規范》規定,墻體材料不宜采用非蒸壓硅酸鹽磚(砌塊)、氯氧鎂板材及非蒸壓的泡沫混凝土制品。河北省的市場對此問題早期較為重視,如對氯氧鎂材料的限制使用始于2002年,并列入河北省淘汰目錄。但近期一些國家規定不宜采用的材料,又重新進入圍護結構和建筑節能與結構一體化市場。例如,我們發現一些以氯氧鎂水泥為膠凝材料的一體化技術,還有一些相應的以新型墻材材料的名目出現的圍護結構墻體材料;還發現非蒸壓硅酸鹽、非蒸壓的泡沫混凝土等制品的頻繁出現。這些新情況提醒我們,認定一體化技術應慎重考察相關圍護結構材料的耐久性、穩定性等質量指標是否能夠滿足綜合性能要求。
推動墻材革新和建筑節能健康發展
目前,由于市場環境缺乏正確引導,墻體保溫材料發展失控,一些早被淘汰的技術和產品起死回生,嚴重影響了新技術的發展,阻礙了技術創新,許多好的發明創造因此無法產生社會效益,好的構思被扼殺在萌芽之中,急需正本清源,大力發展產業化集成技術,強力推行建筑節能與結構一體化技術。
值得強調的是,我們判定建筑節能與結構一體化技術的目的,也是為了推動好的建筑節能體系快速發展,實現住宅產業化大力發展。
河北省建筑節能與結構一體化技術發展始于上世紀90年代初期,我們從中吸取了經驗和教訓。經過多年的實踐考驗,這些有的僅完成了試點工程;有的進行少量工程的應用;有的在應用中不斷改進、完善;還有的已經基本走向成熟且大面積推廣應用。
隨著老技術的優勝劣汰和新的一體化技術不斷涌現,我們必須與時俱進,更新觀念,面對大量一體化技術自由發展的局面,解決好如何引導、如何認定、如何管理等一系列問題,進一步認真做好基礎性工作,把握正確的導向,推進建筑節能與結構一體化技術快速健康發展。
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海容建筑節能模塊能夠實現建筑節能與結構一體化。墻體內外兩層保溫,導熱系數低,僅為0.025w/m.k,比國家標準要求的0.60w/m.k還要低,即保溫性能比國家標準要求高20倍以上。在華北,西北地區用海容模塊建房,冬天不用生火爐,僅靠陽光照射和家用電器產生的熱量,室內溫度就能達到15-22攝氏度;夏天不用開空調,只要通過調節窗簾,避免陽光直射如屋內,室內溫度就能保持在27攝氏度以下,真正實現冬暖夏涼。模塊材料密度大,抗側壓能力強,澆筑過程中模塊不變形,完工后墻面平整美觀。整體澆灌成型,建筑結構性好,鋼筋混凝土墻體的強度是普通磚墻強度的七倍,抗震強度高。
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