外墙无机纤维真空保温板智慧化施工技术

路希鑫，钱浩，王申杰，刘子祥，刘志强，孙亚辉，王永

（中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 243000）

0 引言

无机纤维真空保温板是以无机纤维保温板作为保温芯板[1]，采用高真空阻隔膜在真空状态下封装而成。根据热传导理论，真空保温板比传统保温材料更加高效节能[2-8]。其主要施工工艺包括基层处理、粘贴保温板、涂抹抹面胶浆、铺贴网格布、锚栓、饰面层施工等[5-6]。

由于其发展的还不够完善，在施工过程中还有一些问题有待研究：（1）无机纤维真空保温板不能切割，施工前必须提前进行排版[5]，避免产生不要的返工和浪费；而人工排版和二维CAD排版费时费力，且排版效果一般。（2）施工过程中工序较多，易发生混乱，且普通技术交底都是文字和图片，较为单调。因此，进行形象直观的交底非常重要。（3）对于瓷砖饰面的无机纤维真空保温板施工，如果按照普通施工方法进行，先进行锚栓施工，再进行抹面胶浆及网格布施工，则由于饰面瓷砖较重，而无机纤维真空保温板外抹灰是薄抹灰，致使瓷砖与保温板结合不紧密，后期容易脱落，造成质量问题，需要经常维修和返工。

BIM技术的发展为工程施工智慧化、信息化提供了技术支撑。因此借助新技术，并融合新技术于工艺，对于外墙无机纤维真空保温板施工具有现实的意义。

本文主要内容包括：（1）外墙和真空保温板三维可视化模型的创建；（2）基于BIM技术的真空保温板动画施工工序模拟；（3）瓷砖饰面的真空保温板工序创新研究。

1 研究应用过程和分析讨论

1.1 项目概况

本工程位于安徽濉溪县河西新区。采用无机纤维真空保温板（以下简称真空保温板）的单体工程有综合楼、艺体馆、宿舍楼、教学楼、实验楼等，外墙无机纤维真空保温板工程量约7万m2。

1.2 施工技术工艺研究

针对真空保温板不能切割、材料进场数量难以控制，以及人工排版和二维CAD排版费时费力等问题，本文采用BIM技术创建外墙模型和真空保温板三维BIM排版图，预先确定施工工序，实行工厂预制保温板、现场施工的方式，实现基于BIM技术的外墙真空保温板智慧化施工工序。

施工工序：施工准备→BIM技术的外墙模型→BIM技术的保温板排版→输出保温板参数和排版图、工厂加工制作→BIM技术的施工工序制作→音像视频技术交底→普通饰面保温系统施工（粘贴保温板、锚栓、填缝、第1遍抹面胶浆、挂玻纤网、第2遍抹面胶浆）→瓷砖饰面保温系统施工（粘贴真空保温板、填缝、挂钢丝网、锚栓、抹面胶浆）。

1.3 BIM技术的外墙模型和保温板排版

采用相关BIM软件建立外墙BIM模型。在外墙BIM模型的基础上进行真空保温板排版，重点是边角处及特殊部位，对连接处进行应力修正，BIM模型的真空保温板排版具有可视化、参数化功能（如图1所示）。基于BIM模型的参数化功能，可输出真空保温板参数、排版图。真空保温板参数包括单个保温板尺寸、同尺寸保温板数量、不同墙体保温板数量、全部保温板数量等。相关参数必须经过专家确认。排版图包括二维图、三维图和3D打印图。

图1 外墙和真空保温板排版模型

1.4 BIM技术的施工工序

外墙保温系统工序较多，施工中易发生错误，且普通技术交底都是文字和图片，较为单调。因此，进行形象直观的交底非常重要。

基于BIM技术创建真空保温板施工工序，依次制作虚拟的每道施工工序（见图2）；并与类似工程实际视频及图片进行对比；导出特定格式A文件。把特定格式A文件的BIM模型导入3dmax进行细节、色彩等优化，并导出特定格式B文件。将特定格式B文件和类似实际工程视频、图片导入视频制作软件。依据施工工序制作成完整的视频，并配语音解释。

图2 BIM技术的施工工序视频制作

1.5 音像视频技术交底

使用音像视频给管理人员和作业人员交底，并发放给所有人员，在施工现场随时学习。

2 普通涂料饰面保温系统

2.1 施工顺序

基层清理、弹线→粘贴保温板→填缝→安装锚栓→第1遍抹面胶浆→挂玻纤网→第2遍抹面胶浆→涂料饰面。

2.2 基层清理、弹线

墙面应清理干净。基层验收合格后方可进行保温施工。不符合要求的部位，应剔凿去除或用1∶2.5水泥砂浆修补平整。根据保温系统要求，在墙面弹出控制线和位置线。

2.3 粘贴保温板

先安装托架，自下而上粘贴保温板，应保证水平缝整齐，垂直缝错开，错缝宽度应大于100 mm，如图3所示。粘贴时，应快速保证粘贴效果并采取措施保证平整度符合要求。保温板粘贴48 h后，检查是否松动或者粘贴不实。保温板粘贴时上板边与下板边之间互相靠边粘贴，板与板之间的宽度控制在20 mm内。

图3 无机纤维真空保温板的铺贴

2.4 安装锚栓

真空保温板采用锚栓固定加强处理，每块真空板中间有一个专门固定锚栓的位置，锚栓只能安装在此部位，如图4所示。根据本工程实际情况，为了便于施工，混凝土基体和填充墙基体的锚栓长度都选择为100 mm。每块真空保温板保证有1个锚栓。

图4 锚栓及锚栓安装

2.5 填缝、抹面胶浆、铺贴网格布

真空保温板粘好后用保温砂浆填缝（见图5）。抹面胶浆分2次刮涂，总厚度为4～6 mm，第1次刮涂为2～3 mm，铺贴玻纤网，第2次刮涂为2～3 mm。抹面胶浆应涂抹均匀，确保粘结效果，同时，趁湿将网格布粘贴好，压入抹面胶浆内（见图6）。

图5 无机纤维真空保温板的填缝

图6 涂抹抹面胶浆及铺贴网格布

基于BIM创建门窗外侧洞口网格布翻包示意（见图7）；四周、内侧阳角45°处各加1层400 mm×300 mm网格布，洞口四周预埋翻包网格布长度应大于100 mm，阳角应用护角条压实，如图8、图9所示。大面积网格布应绷紧，由中间向上下、左右方向刮涂抹面胶浆。网格布搭接宽度约为100 mm，不得皱褶、空鼓。网格布不应外露和干搭接。抹面胶浆平整度满足外墙涂料基层要求。

图7 洞口翻包网BIM模型

图8 洞口翻包网、阴阳角加强网施工及固定

图9 阳角护角条施工

3 瓷砖饰面保温系统创新工序

3.1 施工顺序研究

本文通过试验对比，对瓷砖饰面的真空保温板系统施工工序进行创新，采用先满铺钢丝网，后安装锚栓的方法，使锚栓同时固定保温板和钢丝网，抹面抗裂砂浆兼做界面剂，增强保温系统与瓷砖的粘接，防止瓷砖后期脱落。

创新后施工工序：基层清理、弹线→粘贴保温板→填缝→铺贴钢丝网→安装锚栓→刮涂抹面胶浆→瓷砖饰面。其中，基层清理、弹线、粘贴保温板、填缝施工技术与普通涂料饰面的保温系统相同。

3.2 铺贴钢丝网、安装锚栓

紧贴真空保温板满铺钢丝网，钢丝直径为1 mm，钢丝间距为10 mm。锚栓必须同时把真空保温板和钢丝网固定牢固，如图10所示。

图10 瓷砖饰面外墙保温系统钢丝网铺设、锚栓安装

3.3 抹面胶浆刮涂

抹面胶浆只刮涂1遍，厚度为1～2 mm，应刚好覆盖住钢丝网，且以粗糙面为宜（见图11）。

图11 瓷砖饰面外墙保温系统抹面胶浆

3.4 瓷砖饰面

按设计进行瓷砖饰面施工（见图12）。由于基层铺贴钢丝网且基层面较为粗糙，水泥砂浆与保温系统粘贴较牢固，后期瓷砖不容易脱落。

图12 保温系统的瓷砖饰面

4 结语

通过外墙三维可视化BIM模型的建立，采用相关BIM软件建立保温板模拟排版，进行施工模拟，具有可视化、参数化功能。通过特定格式导入3dmax进行优化，再导入视频制作软件，依据施工工序制作成完整的真空保温板施工音像视频，以形象直观的方式向施工人员进行技术交底；采用先满铺钢丝网，后安装锚栓的方法，使锚栓同时固定保温板和钢丝网，同时抗裂砂浆具有界面剂的作用，提高与瓷砖层的粘接强度，防止瓷砖后期脱落。