陶粒混凝土整体式保温隔热建筑关键技术的应用

王丽刚

（福建华源阳光工程管理有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

陶粒混凝土是替代混凝土的一种原材料，将纤维加入轻骨料混凝土中，降低混凝土自身重量，并增加使用寿命[1]。整体式保温隔热建筑是在分户计量的背景下产生的，在建筑物内采用高性能保温材料，形成低能耗的室内保温空间，从而起到“零能耗”的保温环境[2]。长时间地使用，保温隔热材料相变，使墙体对温度产生惰性，相变温度随之增高，无法满足室内舒适的温度需求。陶粒混凝土增加了聚丙烯纤维，其直径、长度、掺和量均会影响到混凝土的使用效果，对于能够维持混凝土的稳定性，降低混凝土的坍落度具有重要作用[3-4]。在冬季供暖环境与夏季隔热环境中，陶粒混凝土均能发挥出其使用优势，从而增加混凝土的使用寿命。

王春晖等[5]在外墙保温系统的基础上，探讨一种具有保温隔热功能的建筑外墙保温装饰一体化系统施工技术。利用点粘法等方法完成安装，并从施工流程、要点、质量标准等方面对其进行介绍。于镇洲[6]根据已经成熟的气溶胶技术种类，提出了SiO2气凝胶纤维的复合材料制备方法。制备方法分为在气凝胶颗粒加入纤维和在制备过程溶胶凝胶阶段加入纤维。通过在外墙直接使用达到保温隔热效果。时国华等[7]建立一种可以预测绝干状态和含湿状态下有效导热系数的闭孔立方体晶胞模型。并分析了挤塑板的隔热性能影响因素和解决办法，实现外墙保温。本文在此基础上，研究陶粒混凝土整体式保温隔热建筑的应用关键技术。

1 陶粒混凝土整体式保温隔热建筑的应用关键技术设计

1.1 调整建筑节能标准限值的保温层厚度

对于建筑保温隔热层而言，通过调整保温层厚度，能够提升或降低陶粒混凝土的阻抗传热能力[8]。建筑楼板结构的热阻为：

式中，r为建筑楼板结构热阻；di为第i层陶粒混凝土楼板厚度；γi为第i层陶粒混凝土楼板的导热系数。整体式保温隔热建筑楼板结构参数取节能标准限值的保温层厚度，根据建筑楼板传热系数计算理论，计算出节能标准限值，如表1所示。

如表1 所示，根据节能标准限值，设定屋面使用的整体式保温砂浆的厚度为20mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm；外墙使用的整体式保温砂浆的厚度设定为70mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm；非采暖地下室顶板使用的整体式保温砂浆的厚度设定为65mm，普通粘土砖的厚度设定为240mm。采暖分隔墙、户门、外窗、周边地面的普通粘土砖的厚度均为240mm，建筑层数增加，传热系数也随之变化，分隔墙、户门、外窗、周边地面的整体式保温砂浆厚度在65～70mm 内。

1.2 涂刷整体式保温的陶粒混凝土界面砂浆

为了保证混凝土的密实性，在陶粒混凝土拌合完成之后，采用涂抹工具，将浮起的陶粒压入混凝土内。界面砂浆涂抹如图1 所示。

图1 界面砂浆涂抹示意图

如图1 所示，陶粒混凝土为保温砂浆导热系数在0.07W/（m·k）以上，按照界面砂浆的配合比拌制完成之后，涂抹在围护墙内、保温抹灰工程、地下室、车库、走廊、楼梯等区域。本文按照先室外再室内、先顶棚后墙面、先房间后过道与楼梯的顺序进行涂刷。界面砂浆的性能指标如表2 所示。

表2 界面砂浆的性能指标表

如表2 所示，在界面砂浆涂刷的过程中，涂刷部位不存在耐水要求，此时软化系数不限制。在室内房间涂刷界面砂浆的过程中，先涂刷吸水性小的墙面，再涂刷吸水性大的墙面。在室外涂刷的过程中，每次涂刷砂浆的厚度保持在10mm 左右，砂浆全部涂刷完成之后，按照原来的涂刷顺序，再次涂刷10mm。在底层砂浆涂刷的过程中，分成多段涂刷，每段的宽度在1.5～2.5m 范围内，高度在1.0～1.5m 的范围内。反复涂刷3 次之后，室外墙面的砂浆涂抹更加均匀。

1.3 压入热镀锌钢丝耐碱网布

为了避免保温隔热建筑面出现温差开裂问题，本文在建筑首层、门窗洞口、装饰缝、阴阳角等位置，加铺一层耐碱网布，并将热镀锌钢丝网压入耐碱网布上，其上涂抹一层抗裂砂浆，使耐碱网布能够100%地贴合保温砂浆[9]。在室内顶棚施工的过程中，将塑料锚栓钉入耐碱网布之后，使用冲击钻钻孔，将锚栓钉入基层墙面，锚固的长度约为25mm，钻孔深度比锚钉长出10～15mm，确保锚栓钉入有效性与平整性。顶棚面锚栓钉入情况如图2 所示。

图2 顶棚面锚栓钉入示意图

如图2 所示，顶棚面在保温隔热施工的过程中，增加了柔性腻子。在抗裂砂浆涂刷完成之后的24h 内，使用专用柔性腻子涂刷3 次，涂刷的过程沿着同一个方向，厚度在1mm以内，整个顶棚表面更加平整光滑。柔性腻子能够将塑料锚栓隐藏起来，并将防火隔离带与基层保温板完全隔开。在外窗台收口位置，找出15mm 的泛水坡，将耐碱网布压入窗框下，耐碱网布完全压入抗裂砂浆内，再将热镀锌钢丝网压入耐碱网布中，在外饰面层涂刷1mm 厚度的防水涂料，提升窗台区域的抗渗能力。在建筑的基层外涂刷了界面砂浆、抗裂砂浆、柔性腻子、防水涂料等，确保建筑保温、抗裂、隔热性能之外，保温层的厚度也作出了实时监控，确保保温层能够符合节能标准限值需求。

2 实例分析

2.1 工程概况

为了验证本文研究的有效性，以S 住宅建筑为例，对上述技术进行了实例分析。S 住宅建筑楼高为28 层，属于全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，外墙保温层采用的是聚苯颗粒体系。在S 住宅建筑保温层施工的过程中，由于保温砂浆中颗粒砂浆较多，保温层水泥含量增加，导热系数随之增加，导致保温层开裂。本文使用陶粒混凝土对S 住宅建筑进行整体式保温隔热施工。施工流程如图3 所示。

图3 保温隔热建筑施工流程图

如图3 所示，本文在进行保温隔热施工的过程中，将室内保温与室外保温同时进行。按照室内顶棚、墙面、后楼底板的施工顺序进行室内保温施工。为了保证陶粒混凝土的拟实行，本文延长了混凝土振捣时间，板式构件的厚度＞200mm，采用插入式振动密实+表面振动密实的方式，避免混凝土出现温差裂缝。

2.2 应用结果

本文在施工的过程中，将楼层划分成1～6、7～15、16～22、23～28，分别对水泥砂浆、整体式保温砂浆、陶粒混凝土楼板等构造的能耗进行分析。其中，陶粒混凝土楼板的厚度较厚，能耗相对较高；水泥砂浆的厚度保持在20mm，其能耗差异较小。通过分析各个构造的平均负荷，分析构造消耗的能耗。平均负荷越小，该构造的能耗越小，建筑建设的经济性越高。

本文预设了采暖平均负荷，S 住宅建筑在采暖季的平均负荷≤57W/m2。在此范围内，即可保证建筑的低能耗设计。应用结果如表3 所示。

表3 应用结果

由表3 可知，S 住宅建筑在采暖季的平均能耗均在预设采暖季平均负荷范围之内，采暖季的总能耗约为30.915W/m2，在57W/m2的范围内。因此，使用本文研究技术后，保温隔热建筑节能效果更佳。

3 结论

本文研究了陶粒混凝土整体式保温隔热建筑的应用关键技术。根据节能标准限值，调整保温层厚度。按照界面砂浆的性能指标表，涂刷界面砂浆。压入耐碱网布，解决温差裂缝问题。由此发挥陶粒混凝土最大的应用优势，降低建筑保温的能耗，提高经济价值。