建筑节能 与结构一体化墙体保温系统

张君

现阶段，我国房屋建筑外围护结构保温普遍采用粘贴聚苯板或挤塑聚苯板、岩棉板等保温材料，外表面薄抹灰外墙保温系统，此系统普遍存在易产生裂缝、渗漏、空鼓、脱落等隐患；主体结构施工与外墙保温系统分别施工，导致施工周期长且使用寿命短于结构寿命，后期维护困难。建筑节能与结构一体化墙体保温系统主要由HF永久性复合保温模板（简称HF模板）现浇混凝土保温系统和断热节能自保温复合砌块（简称断热复合砌块）墙体保温系统构成。实现了建筑保温防火向结构保温防火的转变，外保温二次施工向主体结构同步施工转变，保温寿命周期短向全寿命周期转变，工程现场作业向工厂化加工方向转变。

在当今日益稀缺的能源环境中，有效降低建筑物的能源消耗具有非常重要的现实意义，住宅建筑的工业化和节能减排已成为建筑业不可逆转的趋势，节能建材和绿色施工已成为世界建筑业的研究重点。本文提出了一种用于外墙的建筑节能与结构一体化墙体保温系统，该系统集保温结构一体化，保温与结构同寿命，施工方便，操作简单，经济性好，易于推广等特点。

一、建筑节能与结构一体化墙体保温系统的特点

1.工厂化加工，效率高、损耗小

甘肃海能新材料科技有限公司建成HF模板和断热复合砌块自动化生产线，实现机械化、规模化流水线生产，节能环保，产品质量稳定可靠，无污废排放。施工单位通过电脑排版、样板引路等，合理利用材料，损耗控制在3%以内，现场无粉尘、污废水等污染。

2.具有良好的保温性能

原材料微孔混凝土层导热系数≤0.14W(m·k),聚苯芯板导热系数≤0.039W(m·k)，挤塑聚苯芯板导热系数≤0.028W(m·k)。HF模板当量导热系数≤0.035W(m·k)，断热复合砌块当量导热系数≤0.06W(m·k)，具有良好的保温性能。

3.质量轻，具有较高的强度

HF模板抗弯强度≥2000N，可以替代传统钢模板、竹胶板、木胶板等，直接作为外模板使用。断热复合砌块基体混凝土强度≥2.5MPa，可替代加气混凝土砌块等填充墙体材料。

4.耐久性好，与建筑同寿命

HF模板采用专用卡板勾筋连接件与混凝土结构有效连接，与混凝土结构浇筑为一个整体，在长期自重荷载、风荷载和气候变化的情况下，表面无裂纹、空鼓、气泡、剥落现象。

5.防火性能好

经试验，70mm厚HF模板耐火极限≥3.0h，250mm厚断热复合砌块双面抹灰墙体耐火极限≥3.0h，符合《建筑防火设计规范》(GB50016-2013)，复合制品燃烧性能可按照A（A2）级评定。

6.结构施工同时完成保温节能施工，节约工期

HF模板在钢筋混凝土结构完成后不再拆除，作为混凝土结构构件保温层，断热复合砌块是具备良好保温性能的填充墙体材料。主体结构与保温系统施工同步完成施工，与传统建筑结构完成后再施工外墙保温系统相比可大幅提高工效，节约工期，降低管理成本和材料成本，提高经济效益。

二、建筑节能与结构一体化墙体保温系统基本设计

1.HF模板保温系统设计原理

HF模板保温系统施工时，钢筋混凝土结构外侧采用HF模板，内侧模板宜采用常规竹（木）胶合板、金属模板等，内外侧支模系统宜采用金属质整体次楞架和双钢管主楞，通过对拉螺栓连接成为整体。混凝土成型后不再拆除HF模板，现浇混凝土墙体、梁、柱与HF模板浇注为一体，形成与结构一体化、同寿命的节能构造。

2.断热复合砌块墙体保温系统设计原理

断热复合砌块墙体保温系统施工工艺与加气混凝土砌块相同，用专用砌筑砂浆砌筑，作为非承重围护墙体结构，砌筑成型后具备填充、保温性能，满足结构围护、房间分隔需要。

3.建筑节能与结构一体化墙体保温系统设计原理

HF模板与断热复合砌块共同构成建筑节能与结构一体化墙体保温系统，保温芯材被无机材料包覆，隔绝空气与明火，系统防火性能不再受芯材燃烧性能的影响。同时，芯材具备较低的导热系数，可有效阻断热桥，提高建筑物保温性能。

三、施工要点

1.HF模板保温系统施工要点

（1）确定排版分隔方案

根据外墙尺寸选择适当规格的HF模板，排布模板方案并绘制排版图，尽量使用主规格复合保温外模版，减少模板裁切。

（2）HF模板裁割

对于无法避免必须使用非标准规格安装的部位，在施工时应根据排版图先安装标准规格模板，复核需使用非标准规格模板尺寸，用木工台锯切割加工所需尺寸模板。

（3）弹线

复合保温模板安装前应根据设计图纸和排版图复核尺寸，并设计安装控制线，用墨斗在柱底、剪力墙底混凝土板面弹出HF模板的内侧安装控制线。

（4）绑扎钢筋及垫块

柱、剪力墙、梁钢筋绑扎验收完成验收合格后在钢筋内外两侧用扎丝绑扎C20水泥砂浆垫块，每平米3至4块，垫块厚度同设计混凝土保护层厚度一致。

（5）安装HF模板

根据设计排版图的分隔方案安装HF模板。先安装异形柱、剪力墙阴阳角处HF模板，后安装柱、剪力墙大面HF模板。梁外侧安装HF模板时应先支设梁底模板，钢筋绑扎完成并验收合格后安装HF模板。HF模板安装完成后用木制次楞架靠实，临时固定。

（6）安装连接件

在安装HF模板的同时在板缝处安装卡板勾筋，每平方米不少于5个，每块板不少于3个。门窗洞口处可根据情况增设连接件。

（7）安装内侧模板

根据混凝土施工验收规范和建筑模板安全技术规范的要求，采用传统做法，安装外墙内侧木（竹）胶合板和木方次楞，木（竹）胶合板加工尺寸应符合排版尺寸，与HF模板交界处缝隙不大于1mm，确保合缝严密不漏浆。

（8）安装模板主次楞

HF模板安装完成后固定木制次楞架，横向安装2根钢架管为主楞，固定内外模板、主次楞，调整模板宽度和垂直度，使之达到施工要求。

（9）安装对拉螺栓

根据每层墙、柱高度按传统模板施工方法，穿入对拉螺栓并初步调整螺栓，对接螺栓应穿过木制次楞架水平连接木（竹）胶合板之间的空隙。对拉螺栓全部穿好以后调整模板垂直度和缝隙、平整度，拧紧螺丝。

（10）混凝土浇筑

混凝土浇筑应用II型镀锌铁皮扣在复合保温模板上口形成保护帽。混凝土坍落度应符合泵送混凝土对流动度的要求。混凝土浇筑完成后不再拆除外侧模板。

2.断热复合砌块墙体保温施工要点

（1）确定排块图

根据砌块规格、灰缝厚度、门窗尺寸等绘制砌块排块图。

（2）设置皮数杆

根据砌块排块图弹出水平位置线，竖向设置皮数杆。

（3）材料加工

断热节能复合砌块砌筑时应尽量整块使用，切割时应使用专用台锯切割。

（4）墙体砌筑

外墙砌筑与常规施工方法相同，墙体上部与框架梁下部应预留约50mm空隙，待砌筑完成至少间隔15d后，再对墙体上部空隙填塞高强弹性材料外嵌建筑密封胶。

（5）构造柱

应按施工图设计位置设置构造柱，构造柱外侧采用HF模板作为永久性模板及保温层，可有效隔断热桥。

（6）不同材质界面处理

断热复合砌块外侧应与HF永久性复合保温模板外侧平齐，接缝处应砂浆饱满，外墙抹灰施工时应分层抹压专用找平砂浆，厚度20mm，在抗裂抹面砂浆中压入耐碱玻璃网格布增强防裂。

四、结语

本文综述了国内外墙保温材料及外墙保温系统的研究与应用做法。该设计着眼于国内外现有外墙保温的缺点，包括系统的当前状态，性能提高，施工效率，防火和防水，现场快速插入施工，外墙外保温系统的概念基础设计与施工做法的研究。主要结论如下：通过设计和优化外墙外保温HF模板与断热节能复合砌块组成的外墙外保温系统，使外墙保温系统具有良好的保温节能效果，达到了高效节能和绿色施工的目的。实现了外墙外保温易于施工、与结构一体化、与建筑同寿命。外墙外保温已针对形状和尺寸，墙板砂浆，墙板结构和生产技术进行了优化，以满足工厂工业生产的要求。智能生产线可用于大规模，标准化生产，大大降低了生产成本和节约了施工工期。