戎 賢 矯立超 趙士永

1河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院（300401）2河北省建筑科學(xué)研究院有限公司（050200）

0 前言

近年來，各地相繼發(fā)生建筑外保溫材料火災(zāi)事故，造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，建筑易燃可燃外保溫材料已成為新的火災(zāi)隱患，由此引發(fā)的火災(zāi)呈多發(fā)勢頭。無論是新建建筑，還是既有建筑的節(jié)能改造，只要解決不了保溫材料外漏的問題，就無法避免火災(zāi)隱患。目前常用的外貼外掛保溫墻體設(shè)計(jì)壽命只有25年，由于我國建筑行業(yè)的粗放型以及整體技術(shù)水平不高，所以往往不能保證外貼外掛保溫墻體的設(shè)計(jì)壽命，有的設(shè)計(jì)壽命3~5年，有的7~8年，有的甚至沒完工保溫層就掉下來[1]。而常規(guī)的住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年限在50年以上，外貼外掛保溫墻體的設(shè)計(jì)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其的時(shí)間要求，這就需要在一個(gè)建筑的全生命周期內(nèi)對外貼外掛保溫墻體進(jìn)行多次維修，甚至大面積更換，需要花費(fèi)大量的資金。

目前，我國外保溫工程普遍采用的是聚苯板薄抹灰和干掛幕墻板填充系統(tǒng)，這兩種外保溫墻體均存在著不同的消防隱患。尤其是在施工過程中，保溫板一旦碰到火花，極容易發(fā)生火災(zāi)[2]。盡管采用的保溫板為阻燃型的xps或eps板，但在火災(zāi)發(fā)生的情況下，由于聚苯板屬熱性泡沫，遇熱收縮融化，助燃劑快速揮發(fā)，保溫板轉(zhuǎn)換成為極易燃燒的可燃體，并在熱風(fēng)力和煙道效應(yīng)的推動(dòng)下，短時(shí)間內(nèi)可使整個(gè)建筑物外立面燃?xì)ТM，從而造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人身安全事故。而外墻結(jié)構(gòu)保溫一體化則是與一次性施工完成，在板的外表面直接施工膩?zhàn)踊蚰ɑ遥瑯?gòu)成過渡層、加強(qiáng)層，從而將保溫板進(jìn)行全覆蓋，杜絕了火災(zāi)隱患[3]。

在施工中無論是聚苯板薄抹灰保溫、聚苯顆粒保溫漿料保溫、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板保溫，還是pvc掛板保溫都是主體完工后再進(jìn)行二次施工，施工工藝較為復(fù)雜，需找平、抹抗裂砂漿、掛耐堿玻璃絲網(wǎng)格布、打錨栓，工序繁多，施工周期長，施工容易出現(xiàn)保溫板跑偏，模板支設(shè)過程及鋼筋綁扎過程中對保溫板破壞大，澆筑時(shí)混凝土密實(shí)度不好控制，模板支設(shè)必須先施工墻體在支設(shè)頂板等[4]。采用外墻結(jié)構(gòu)保溫一體化后，采用傳統(tǒng)的施工工藝和施工方法即可，工程量顯著減少，保溫施工與主體施工同步，結(jié)果達(dá)到墻體相同目標(biāo)，總體施工工期還能夠縮短1～2個(gè)月，設(shè)備租賃費(fèi)、管理費(fèi)、人工費(fèi)等均得到大幅節(jié)約[5]。

界定一體化技術(shù)的概念要滿足三個(gè)條件:①建筑墻體保溫應(yīng)與結(jié)構(gòu)同步施工，保溫層外側(cè)應(yīng)有足夠厚度的混凝土或其他無機(jī)材料防護(hù)層；②施工后結(jié)構(gòu)保溫墻體無需再做保溫即能滿足現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求；③能夠?qū)崿F(xiàn)建筑保溫與墻體同壽命。建設(shè)部門對建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)的規(guī)定要求，該產(chǎn)品需集建筑保溫功能與墻體圍護(hù)功能于一體，墻體不需要另行采取保溫措施即可滿足現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)保溫與墻體同壽命的建筑節(jié)能技術(shù)。目前已認(rèn)定常用的建筑結(jié)構(gòu)保溫一體化技術(shù)有七種，其中，屬于內(nèi)置夾心形式的有三種:EPS、SD、CL；屬于外置免模板形式的有四種:SK、GES、FF、FS。

1 內(nèi)置夾心形式

1.1 內(nèi)置夾心形式——EPS模塊現(xiàn)澆混凝土剪力墻保溫系統(tǒng)

在墻體受力鋼筋的外側(cè)將無孔模塊經(jīng)積木式相互錯(cuò)縫插接拼裝成現(xiàn)澆混凝土墻體的夾芯保溫層，用連接橋固定無孔模塊位置。將金屬熱鍍鋅電焊網(wǎng)安裝在連接橋外側(cè)端頭的預(yù)制卡槽內(nèi)，再通過連接橋和組合配件將內(nèi)外兩側(cè)模板連接和緊固，構(gòu)成無孔模塊外側(cè)有50 mm、模塊內(nèi)側(cè)有與結(jié)構(gòu)墻體厚度等同的兩道空腔模板組合（或稱空腔構(gòu)造）。分別向空腔構(gòu)造內(nèi)澆筑混凝土，待達(dá)到一定強(qiáng)度，拆除內(nèi)外兩側(cè)模板，由此構(gòu)成保溫結(jié)構(gòu)一體化的復(fù)合墻體，簡稱夾芯保溫現(xiàn)澆系統(tǒng)[6]。

圖1 復(fù)合剪力墻構(gòu)造示意圖

1.2 內(nèi)置夾心形式——SD現(xiàn)澆混凝土內(nèi)置保溫體系

通過連接件將SD焊接鋼絲網(wǎng)架保溫板與主體結(jié)構(gòu)鋼筋連接，循環(huán)澆筑SD焊接鋼絲網(wǎng)架保溫板內(nèi)外側(cè)混凝土形成的現(xiàn)澆混凝土內(nèi)置保溫體系，簡稱SD建筑保溫體系。SD建筑保溫體系由內(nèi)及外一次由現(xiàn)澆混凝土基層墻體，SD焊接鋼絲網(wǎng)架保溫板，現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層、抹面層和飾面層組成。保溫板一側(cè)（兩側(cè)）用兩層鋼絲網(wǎng)片作為支撐架，通過插絲穿過保溫板并留有一定長度做成的網(wǎng)架板，簡稱SD網(wǎng)架板[7]。

1.3 內(nèi)置夾心形式——CL建筑體系

圖2 復(fù)合剪力墻構(gòu)造示意圖

由兩層或兩層以上起受力或構(gòu)造作用的鋼筋焊接網(wǎng)，中間保溫層，用三維斜插鋼筋（簡稱腹筋）焊接形成鋼筋網(wǎng)架板（簡稱CL網(wǎng)架板），在CL網(wǎng)架板的保溫層兩側(cè)同時(shí)澆筑混凝土形成兼結(jié)構(gòu)受力與節(jié)能與一體的復(fù)合墻體（簡稱CL復(fù)合剪力墻）。以CL復(fù)合剪力墻為主要保溫隔熱墻體的建筑則稱為CL建筑體系。構(gòu)造層、保溫層及與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)件的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)相同，構(gòu)造層與結(jié)構(gòu)層的拉結(jié)在正常使用年限內(nèi)能夠承受自重、風(fēng)荷載和室外環(huán)境的長期作用而不產(chǎn)生有害變形、裂縫和破壞。復(fù)合剪力墻的保溫、隔熱和防潮性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50176及相關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。復(fù)合剪力墻的耐火極限應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016的有關(guān)規(guī)定。復(fù)合剪力墻的空氣隔聲量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50118的規(guī)定。復(fù)合剪力墻的外飾面層宜采用涂裝（涂料飾面砂漿、柔性飾面磚）飾面，也可采用面磚（陶瓷面磚、陶土面磚）、幕墻飾面[8]。

2 外置免模板形式

2.1 SK建筑復(fù)合保溫板現(xiàn)澆混凝土保溫系統(tǒng)

由抹面層、企口拼裝復(fù)合保溫板和固定材料（膠黏劑、錨固件、托架或構(gòu)造挑板）構(gòu)成，固定于外墻外表面，起保溫、防護(hù)作用的構(gòu)造系統(tǒng)，適用于現(xiàn)澆混凝土基層墻體。企口拼裝復(fù)合保溫板，在工廠預(yù)制成型，用于外墻外保溫的板狀制品，由防護(hù)層、黏結(jié)層、保溫層（EPS聚苯板、XPS擠塑聚苯板、SXPS石墨擠塑聚苯板）、底襯組成，按防護(hù)層不同分為防護(hù)層為無石棉硅酸鈣板和防護(hù)層為高強(qiáng)輕質(zhì)漿料兩種。

表1 三種內(nèi)置夾心形式一體化技術(shù)（EPS、SD、CL）對比分析

2.2 GES免拆模復(fù)合保溫系統(tǒng)

以GES復(fù)合保溫板為外模板，內(nèi)側(cè)澆筑混凝土，外側(cè)抹聚合物抗裂砂漿，并通過專用錨固件共同作用將GES復(fù)合保溫板與主體結(jié)構(gòu)牢固連接在一起形成的保溫系統(tǒng)。GES復(fù)合保溫板是以硬泡聚氨酯板（PIR）、勻質(zhì)改性防火保溫板、豎絲巖棉板等為保溫層，外側(cè)以輕質(zhì)砂漿、豎絲巖棉板、勻質(zhì)改性防火保溫板等不燃材料作為保護(hù)層，經(jīng)工廠化預(yù)制而成的免拆保溫模板。

2.3 FF復(fù)合保溫模板系統(tǒng)

FF復(fù)合保溫模板系統(tǒng)是以FF復(fù)合保溫板為外模板，內(nèi)側(cè)澆筑混凝土，外側(cè)做聚合物抗裂砂漿抹面層及涂料飾面層，并通過專用錨固件將FF復(fù)合保溫板與基層牢固連接在一起而形成的保溫系統(tǒng)。FF復(fù)合保溫模板是以低內(nèi)應(yīng)力型擠塑聚苯板為保溫層，外側(cè)以聚合物抗裂砂漿、爐渣砂漿或膨脹?；⒅樯皾{為保護(hù)層，內(nèi)側(cè)以聚合物砂漿為底襯，所組成的復(fù)合保溫模板。

2.4 FS現(xiàn)澆混凝土免拆保溫模板系統(tǒng)

FS現(xiàn)澆混凝土免拆保溫模板系統(tǒng)是以FS復(fù)合保溫外模板為免拆外模板，內(nèi)側(cè)澆筑混凝土，外側(cè)做輕質(zhì)砂漿找平和抗裂砂漿抹面，通過連接件將FS復(fù)合保溫外模板與混凝土牢固連接在一起而形成的無空腔復(fù)合保溫系統(tǒng)，簡稱FS外模板復(fù)合保溫系統(tǒng)。FS復(fù)合保溫外模板經(jīng)工廠化預(yù)制并在現(xiàn)澆混凝土墻體施工中起免拆模板和保溫隔熱作用的復(fù)合保溫板，由保溫層、黏結(jié)層、加強(qiáng)肋、輕質(zhì)砂漿層、內(nèi)外側(cè)黏結(jié)加強(qiáng)層等部分組成。復(fù)合剪力墻可以和剪力墻、短肢剪力墻、異形柱、框架柱組成框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)[9]。

結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻系統(tǒng)應(yīng)具有保溫與隔熱的功能及使用安全性、防火安全性和環(huán)境安全性，并保證整個(gè)系統(tǒng)的適用性能和耐久性能。后置結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻系統(tǒng)應(yīng)與基層墻體有可靠連接，在重力荷載、風(fēng)荷載、室外氣候作用以及主體結(jié)構(gòu)變形的作用下，應(yīng)具有使用安全性，不產(chǎn)生變形和破壞。在抗震設(shè)防烈度范圍內(nèi)不應(yīng)從基層脫落。結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻系統(tǒng)外墻保溫和隔熱性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家規(guī)程《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50176以及國家現(xiàn)行相關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻系統(tǒng)的各組成材料應(yīng)具有物理、化學(xué)穩(wěn)定性，應(yīng)彼此相容并應(yīng)具有耐腐蝕性。結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻系統(tǒng)的應(yīng)用建筑高度不應(yīng)大于100 m。

推行節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)以上各種形式特點(diǎn)和地域環(huán)境特征進(jìn)行選擇或組合。一體化技術(shù)的推行不僅是豐富建筑節(jié)能體系，促進(jìn)節(jié)能深入開展的工作要求，更重要的是解決了建筑保溫與墻體同壽命的關(guān)鍵問題，確保了建筑工程質(zhì)量和安全，這對于實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)方式，調(diào)結(jié)構(gòu)，促發(fā)展，保民生”的發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)資源節(jié)約型、和諧型社會(huì)都具有重大意義。