建筑节能与结构一体化技术有哪些?
建筑保温与结构一体化技术概念及现有一体化技术简介
一、保温与结构一体化技术概念
建筑保温与结构一体化技术是集保温隔热功能与围护结构功能于一体,墙体不需要另行采取保温措施即可满足现行建筑节能标准要求,实现保温与墙体同寿命的建筑节能技术。
建筑保温与结构一体化技术具有结构保温和结构防火性能,可有效实现建筑保温与墙体同寿命,推行一体化技术,符合国家节能减排产业政策,是深入做好建筑节能工作,发展绿色建筑与装配式建筑的有效途径。
二、满足保温与结构一体化技术的条件
界定一体化技术的概念要满足三个条件:
1.是建筑墙体保温应与结构同步施工,同时保温层外侧应有足够厚度的混凝土或其他无机材料防护层;
2.是施工后结构保温墙体无需再做保温即能满足现行节能标准要求;
3.是能够实现建筑保温与墙体同寿命。满足上述条件方能为建筑节能与结构一体化技术。
三、保温与结构一体化技术的优势特点
(1) 保温与建筑物整体同寿命。自保温体系外围护墙体填充复合自保温砌块,梁、柱等热桥部位采用永久性复合保温外模板进行现场浇注成型, 可使建筑物的全生命周期对保无需对保温层进行维护、维修,解决外保温后期维护问题;实现了建筑物保温与结构整体同寿命的目的。
(2)优良的防火性能解决外墙保温满足消防规范要求。复合剪力墙结构外部为50mm厚及以上的混凝土防护层,内部阻燃性的保温板(挤塑板较多,因为挤塑板集优良的保温效果和强度高,性价比优等特点),内部为主体结构层,防火性能优良,无火灾脱落等隐患。
(3) 工厂化组装,避免了现场裁切浪费,节约材料,提高了建筑质量。
(4) 施工工艺简单,易于推广应用。内置保温现浇混凝土复合剪力墙结构已有行业标准JGJ/T451-2018,已于2019年4月1日实施,钢筋网架板的生产、设计、施工有可满足建筑节能设计的标准要求,施工工艺简单,易于推广应用。
(5) 降低了工程造价。内置保温现浇混凝土复合剪力墙结构保温寿命与建筑同寿命,中间不需要更换维护,减少了维修成本,与主体结构同时施工,缩短了工期,降低了工程造价。
(6).解决目前外墙粘贴、外挂保温层技术易产生的裂缝、空鼓、渗漏、脱落等隐患;
(7).为外墙装饰面层多样化提供条件。
四、发展建筑保温与结构一体化技术――是建筑节能与绿色建筑发展必然性
建筑保温与结构一体化技术的推广应用条件,从政府政策和技术规程、标准图集等基本配套完善,并不断的被建设单位、设计单位和施工单位所认识接受,技术优势彰显,未来将成为建筑外墙保温的必然选择。
随着建筑节能工作众深发展,实施绿色建筑行动,推进建筑产业现代化,适应《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)对建筑保温系统的防火要求,全面提升建筑节能工程质量和安全性能迫在眉睫。建筑保温与结构一体化技术,可有效实现建筑保温与结构墙体同寿命,提升建筑工程结构保温和结构防火性能,将产生了良好的社会效益。
五、目前国内建筑保温与结构一体化技术类型简介
建筑结构构保温一体化按型式大致可分为以下几类保温体系:
1、钢丝网架型内置保温体系:
由钢丝网架夹心板与主体结构通过有效连接固定并双面现浇混凝土复合而成的复合剪力墙体系(包括填充墙),代表产品有CL系统、BS系统、SCS系统、IPS系统、CCW 系统、SD系统等。
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图为SCS点连式内置保温现浇复合墙体剪力墙与填充墙构造模型
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2、水泥外模板型保温体系(免拆模板类):
由有机保温板两侧复合水泥砂浆构成刚性外模板,通过锚固件连接现浇混凝土墙而成,代表产品有FS系统、HFS系统、OKS系统、LS系统、CT系统、YL系统等。
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3、EPS空腔模块型保温体系:
EPS空腔模块是用阻燃型聚苯乙烯颗粒加热发泡,通过EPS颗粒在模具内一次性加热成型工艺,模块周边具有十字或一字型的矩型插接企口,内外表面设有燕尾槽结构的聚苯乙烯泡沫塑料型材,代表产品有山东海容模块、哈尔鸿盛HS-ICF体系EPS模块等。
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4. 墙体自保温体系:
采用EPS夹芯自保温砌块、蒸压加气混凝土砌块、泡沫混凝土砌块、复合保温混凝土砌块、烧结保温砌块、等砌筑的具有保温功能的墙体。
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5. 泡沫混凝土保温体系
泡沫混凝土现浇墙体主要特点:
(1)机械化高效的施工: 发泡,混合、输送一体化,垂直输送120米,水平输送800米,一般的建筑物只需一两个工作点即可完成整栋楼的浇注工程,每小时25立方的浇注能力使墙体浇注工效惊人,拿隔墙厚120mm为例,相当于每小时完成200平方米的墙体浇注,按每天10小时计,则每天可完成近2000平方米的墙体浇注。 (2) 免拆模板技术 免拆模板技术免去了繁琐的支模拆模工序,提高了墙体表面的平整度。浇筑后的墙体龙骨与墙板由浇注的发泡混凝土连为一体,整体效果及墙体表面质量极佳,免去墙体抹灰工序,可直接刮大白、贴瓷砖等墙体表面装饰处理。
(3)重量轻: 传统建筑都是厚墙、肥梁、自重大。泡沫混凝土的干体积密度为200-700kg/m3,相当于粘土砖的1/3-1/10左右。普通混凝土的1/5-1/10左右,因而采用发泡混凝土作墙体材料可以大大减轻建筑物自重,增加楼层高度,降低基础造价10%左右。
(4) 保温性能好、 减薄墙体,节约使用面积10%左右:由于泡沫混凝土内部含有大量气泡和微孔,因而有良好的绝热性等。导热率通常为0.09-0.17W/(m.K),其隔热保温效果比普通混凝土高数倍,20cm厚的泡沫混凝土外墙,其保温效果相当于49cm的粘土砖外墙。
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未见大面积应用到外墙保温,在屋面保温和地暖找平保温屋应用较多。
六、各建筑保温与结构一体化技术体系特点及应用简介
(一)、 建筑保温与结构一体化技术之内置保温现浇混凝土复合剪力墙技术体系
1.内置保温现浇混凝土复合剪力墙技术体系代表体系有:河北石家庄晶达研发的CL体系:《复合保温钢筋焊接网架混凝土墙(CL建筑体系)》;河南郑州华亿研发的CCW体系:《混凝土保温幕墙体系》;清华大学研发的SW体系:《夹膜喷涂混凝土夹芯剪力墙建筑技术》;河北曼尚建材研发的SCS体系《点连式内置保温现浇混凝土复合墙体技术》;河南洛阳盛都研发的SD体系:《现浇混凝土内置保温墙体技术》;河南郑州德嘉丽研发的NBW体系:《现浇混凝土内置保温墙体技术》
2.现浇混凝土内置保温体系技术特点
B1B2级保温材料可在内置保温技术体系里应用。按照2015年5月1日实行的《建筑设计防火规范》GB50016-2014 6.7.3规定,当保护层厚度达到50mm厚时,可以使用耐火等级为B1级和B2级保温材料,当住宅建筑在建筑高度不大于100m时,在阻燃性能等级为B1的保温层外部设置厚度不小于50mm不燃材料防护层,使结构墙体、保温材料和防护层复合形成无空腔的复合墙体,仍能满足《建筑设计防火规范》BD50016-2014的要求,且不用防火窗和不设置防火隔离带措施。解决了外墙选择适用A级材料的难题。保温板外部50mm的混凝土保护层,通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心实验,连续燃烧四小时,背火一面平均升温30.9℃,没有发生垮塌。为火灾突发事件抢救生命财产赢得了宝贵的时间。
复合墙体概念为燃烧性能等级为B1/B2级保温性能优异的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS、GXPS)、PU等保温材料在建筑节能工程的应用打开的新的思路,内置保温复合剪力墙体系防护层为具有一定的强度和耐久性的钢筋混凝土。
防护层与主体结构的连接采用专业连接件,连接件将混凝土防护层、保温层与主体结构连接形成整体;连接件一般采用钢筋、型钢;连接件承受防护层、保温层的竖向作用、风荷载作用和地震荷载作用。
3.内置保温现浇混凝土体系的性能特点及优势
(1).保温隔热性能
能够达到国家规定的75%或更高的节能标准。墙体两侧混凝土可对保温板起到良好的保护作用,使保温板与建筑物同寿命,避免或减少了保温体系在使用期间的维修或更换。
(2).防火性能
由于保温板夹在内外两层混凝土中间,使其不能接触明火。经公安部消防部门与建设部门专家论证,墙体整体作法可达到4个小时耐火极限。
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014第6.7.3规定,当保温材料的燃烧性能为B1、B2级时,保温材料的墙体应采用不燃材料且厚度均不应小于50mm。第6.7.7 除第6.7.3规定情况外,当建筑的外墙保温系统采用阻燃性能为B1、B2级的保温材料时,应在保温系统中每层设置水平防火隔离带。内置保温现浇混凝土复合墙体保温层外设有50~60mm厚混凝土层,采用B1/B2级EPS、XPS、PU(PIR)作为保温材料能够满足GB50016-2014规定要求,规定范围内可以不用设置防火隔离带。
(3).抗震性能好
外层混凝土通过钢筋网架与主体结构混凝土连接,提高了墙体的抗侧力刚度,可增强了抵抗地震水平力的能力。
(4)施工进度快
由于墙体的钢筋网和保温板自工厂内生产,复合墙体施工时同时设置了保温层,减少了外墙外保温施工作业工序,提高了整体施工进度,缩短了整体工期。
(5)保温层外设有50~60mm的混凝土层,可满足外墙贴面砖的要求
(6)符合新型墙材政策,符合国家大力提倡的装配式建筑。
(7)符合建筑现代化产业政策,减少现场作业及环境保护
4.内置保温现浇混凝土复合墙体体系的设计要点
内置保温混凝土墙体建筑的结构设计按现行国家规范和标准要求执行。设计时,将外层混凝土和钢筋焊接网架作为内层混凝土墙体上的荷载考虑,内层混凝土墙体参与主体结构计算,外层混凝土不参与主体结构计算。
内置保温混凝土墙建筑节能设计应符合我国各省的《建筑节能设计标准》及地区气候相适应,满足冬季保温和夏季隔热的设计要求,满足我国不同热工分区对外围护墙体保温、隔热节能标准的要求。
5.内置保温现浇混凝土复合墙体体系的施工要点
内置保温现浇混凝土复合墙体体系在施工阶段如何保证保温层的位置和外层混凝土浇筑质量时其技术体系能够达到预期目标的关键。
SCS点连式内置保温现浇混凝土复合墙体技术体系是由混凝土防护层、保温层、主体结构混凝土层组成的,混凝土防护层、保温层通过钢筋拉结件连接固定在主体结构上,作为荷载传至主体结构,实现保温与结构同寿命、保温与结构一体化;保温层至于混凝土防护层和主体结构混凝土层中间保护,提高墙体保温的防火性能,采用燃烧性能为B1、B2级的保温材料时,无须另设防火隔离带和防火窗,能够满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014的要求;为外墙饰面提供了多种装饰面层选择。
(二)免拆复合保温模板体系
免拆复合模板体系应用技术采用B1级保温材料,外设薄保护层。随着国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014的颁布执行,其适用面受到很大的限制。
采用B1级保温材料,通过保温层外设置较厚的保护层和适当的构造措施,能够满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014的要求。适用于我国各省抗震设防烈度为8度和8度以下,采用免拆复合保温模板的房屋工程,建筑高度不宜超过100m。
免拆复合保温模板由保温层和面层在工厂预制成的复合板,保温层和面层可通过粘结或敷面制作,作为现浇混凝土构件面朝模板并使构件达到保温隔热要求。
面层与保温板粘结在一起或在保温层上直接敷面形成免拆复合保温模板,既可增强免拆复合模板保温模板和抗折强度,又作为保温层的外防护层。
为满足不同建筑及场所的防火要求,面层可根据需要选择薄面层或厚面层板材。薄面层采用水泥板、硅酸钙板或聚合物水泥砂浆等各类砂浆类材料制作;厚面层采用内配钢筋网的轻质混凝土制作,混凝土强度等级不低于C20,保温层为XPS板、EPS板、PIR,复合保温层以玻璃丝绵等A级保温材料与XPS板、EPS板、PIR等B1级保温材料复合而成的构成。
免拆复合保温模板通过连接件在浇筑混凝土时与混凝土构件牢固连接在一起而形成的外墙保温系连接件为在浇筑混凝土作为模板体系的对拉螺栓,后期将外防护层与混凝土构件牢固连接在一起。
免拆模板保温体系由于厂家不同,施工质量有待提高,现山东、河南、河北等省建成建筑中已经有出现质量问题如裂缝、空鼓、渗漏、甚至脱落等安全隐患。
(四)EPS空腔模块型保温体系:
EPS空腔模块是用阻燃型聚苯乙烯颗粒加热发泡,通过EPS颗粒在模具内一次性加热成型工艺,模块周边具有十字或一字型的矩型插接企口,内外表面设有燕尾槽结构的聚苯乙烯泡沫塑料型材,代表产品有山东海容模块、哈尔鸿盛HS-ICF体系EPS模块等。
用HS-ICF体系EPS模块做外墙外保温具有良好的保温效果,经哈尔滨工业大学检测中心测试,达到65%以上建筑节能标准。不仅为寒冷地区提供了有效的建筑外墙保温方式,还可以很好地解决了外墙粘贴面空腔、脱落等难题;不仅可以用于新建建筑,也可用于既有建筑的墙体保温改造。
(1)模块板表面与墙体表面的粘贴方式有了根本改进。EPS模块保温建筑外墙摒弃了光面保温板空腔粘贴的传统做法,通过具有一定厚度和强度的粘结砂浆层与粘结面上带有燕尾槽的EPS模块之间的配合,可以保证EPS模块与墙面之间100%地密闭粘贴。EPS模块的粘结面上有燕尾槽、左右及上下边有企口,所以模块与模块之间、模块与墙体之间有较好的机械咬合,接合紧密,从而不产生热桥,具有良好的保温效果,可以达到建筑节能65%标准要求,同时解决了空鼓、脱落等技术难题。
(2)模块密度大,相对厚度薄,与墙面100%粘贴,提高了建筑的耐久年限。传统做法使用的EPS保温板的密度均小于20kg/m3,―般厚度在200px~250px左右。德国建筑材料专家测试表明,EPS模块的密度达到30kg/m3时与保温效果成正比,因此,HS-ICF体系的EPS模块密度为30kg/ra3,而且厚度仅为100px~6cro。由于密度大,保温效果好,厚度相对较薄,与XPS板相近。HS-ICF体(3)模块与模块之间由平接变成企口相接,密闭性增强。传统做法使用的EPS保温板,板与板之间是平接接口,有缝隙,有的还需用塑料钉固定,以增加板与墙面的结合。而EPS模块保温建筑外墙,模块与模块之间是企口连接,无缝隙,密闭性增强,只需粘贴,不需打钉。
(4)施工工艺简单,进度快。
(5)适用范围广泛,不仅可以用于新建建筑,而且可用于既有建筑的墙体改造。
此种技术比较适合新农村建设,具有良好的保温隔热隔音效果,但中高层使用者偏少。
(四)墙体自保温体系
1.技术特点及应用简介:
采用保温性能优异的砌块、配套的砌筑砂浆和砌筑构造砌筑的墙体,内外表面可采用配套的抹灰砂浆粉刷,即能满足节能标准要求。
适宜的砌块有蒸压加气混凝土砌块(粉煤灰加气、砂加气)、泡沫混凝土砌块、轻骨料混凝土砌块、混凝土空心砌块、烧结空心砌块。
该体系集保温结构一体化,保温与结构同寿命。
砌体自保温技术是一个体系,包括具有良好保温隔热性能的砌块、墙体砌筑构造、具有一定保温隔热的砌筑砂浆和墙体抹灰砂浆。这些综合技术最终形成满足建筑节能对围护墙体的传热系数要求。板材墙体同样要考虑板材本身的保温隔热性能、接缝以及与主题结构的连接构造。
《自保温混凝土复合砌块》JF/T407-2013
《烧结保温砖和保温砌块》GB26538-2011
《自保温混凝土复合砌块墙体应用技术规程》JGJ/T323-2014
《砌块墙体自保温体系应用技术规程》DBJ41/T100-2015 2016年1月1日执行
2.工程应用适宜条件
(1).框架结构、框架剪力墙结构外围护墙
(2).剪力墙结构填充墙(外墙、分户墙)
(3).低层建筑承重墙、隔墙
(4).墙体自保温是整套的技术体系,不仅仅需要力学性能和保温隔热性能良好的砌块,要使砌块墙体的传热系数满足建筑节能标准的要求,还必须采用适当的构造措施,并对冷桥部位进行处理。外围护墙体避免不了一些导热性能较好的结构构件,使墙体出现冷桥(热桥),影响墙体的综合保温性能,对这些构件产生的冷桥必须采取措施进行处理。在寒冷和夏热冬冷地区,砌块墙体中的钢筋混凝土梁、柱等热桥部位外侧应做保温处理,使热桥部位不结露。
砌体表面内外抹灰层在满足建筑功能的要求下,可采用保温砂浆,以增强墙体的保温隔热性能;同时应具有良好的抗裂性能和防水性能,保证外部雨水渗透到砌块墙体内,避免对墙体的力学性能和保温性能造成影响。
墙体自保温技术体系具有工序简单、施工方便、安全性能好、耐久、防火、耐冲击、综合成本低、便于维修改造和可与建筑物同寿命等特点。与外墙外保温系统等保温技术相比较,自保温墙体体系在施工性、安全性、耐久性、经济型等方面具有显著优势。
(五)、泡沫混凝土保温体系
1.泡沫混凝土墙体应用相关标准
《现浇泡沫混凝土墙体技术规程》DBJ41/T091-2009
《泡沫混凝土》JG/T266-2011《泡沫混凝如应用技术规程》JGJ/T341-2014在实际工程案例中很少见到外墙全部采用现浇泡沫混凝土墙体案例,在此不再进行过多阐述。目前河北已经出台文件《关于房屋建筑工程外墙复合保温板加强构造措施的通知》(冀建标〔2019〕2号)文,保定市2019年6月3日(市建科〔2019〕208号)与承德市2019年7月22日(明传电报承市建明电〔2019〕4号)随即出台了关于进一步加强建筑保温与结构一体化技术管理的通知。文件中要求2018年6月以前取得河北省发布的外墙复合保温板工程建设地方标准的企业加紧对技术标准进行复审和修订,重点考虑建筑保温与结构一体化技术的安全性,优化建筑结构设计方案,宜推行墙体施工平整度高,易于控制的大模内置现浇混凝土或夹芯保温现浇混凝土等构造技术。
本文为总结归类,希望给大家一些建筑保温与结构一体化技术的认识起到一点点帮助,有引用不当之处、错误或不准确的地方请批评指正。
河北曼尚建材科技有限公司技术部
建筑结构构保温一体化按型式大致可分为以下几类保温体系:1.钢丝网架型内置保温体系: 代表产品有CL系统、BS系统、SCS系统、IPS系统、CCW 系统、SD系统等。 SCS点连式内置保温现浇复合墙体剪力墙与填充墙构造模型 2.水泥外模板型保温体系(免拆模板类): 由有机保温板两侧复合水泥砂浆构成刚性外模板,通过锚固件连接现浇混凝土墙而成,代表产品有FS系统、HFS系统、OKS系统、LS系统、CT系统、YL系统等。 3、EPS空腔模块型保温体系: EPS空腔模块代表产品有山东海容模块、哈尔鸿盛HS-ICF体系EPS模块等。 墙体自保温体系:4.采用EPS夹芯自保温砌块、蒸压加气混凝土砌块、泡沫混凝土砌块、复合保温混凝土砌块、烧结保温砌块、等砌筑的具有保温功能的墙体。 5.泡沫混凝土保温体系
众所周知,当前发展建筑节能与结构一体化技术得到肯定和提倡,然而该术语只出现在领导讲话和有关文件中,有待明确界定。准确定义建筑节能与结构一体化技术,肯定影响到今后墙材革新和建筑节能工作的发展,对把握今后的发展方向很有必要。
准确界定建筑节能与结构一体化技术的定义
建筑节能与结构一体化技术的概念已在社会流行多年,人们已经习惯了此种称谓,它来源于建筑节能市场,并在实践中不断提升、完善其理论。但是,该概念始终处于不严谨的状态,经常被许多企业为我所用地去炒作,一旦进入政府规范性文件或法规,就会因概念模糊和产生歧义等问题引发矛盾及纠纷。因此,有必要对“建筑节能与结构一体化技术”的概念冠以科学、具体、准确的定义,用以界定其理论和特定的内涵,规范政府文件的表述。
正确理解建筑节能与结构一体化技术,首先应确定建筑节能与结构一体化技术的概念。即保温材料与主体围护结构墙体融为一体,墙体结构依靠保温材料形成复合保温墙体,从而实现建筑围护结构节能的工作目标。否则,只能靠单一的墙体来实现,如故宫的建筑、陕西的窑洞。这里引出关于围护结构的两个不同概念,一是由复合墙体材料组成,二是由单一墙体材料组成。由于社会的发展和进步、土地资源开发利用的限制,依靠单一的墙体材料实现建筑节能的既定目标已不现实。所以,本文重点依托复合保温墙体技术展开论述。
何为一体化技术?是仅限于建筑保温与建筑主体同时施工?还是另有更深层次的含义?准确理解建筑节能与结构一体化技术,它不应特指某一项技术或某一种保温体系,而是指建筑主体围护结构将保温材料与结构融为一体,形成复合保温墙体,它是一种宽泛概念。就笔者所见所闻,试对建筑节能与结构一体化技术概念的认识作如下归纳:
第一、广义的定义:“围护结构是复合保温墙体的,就是建筑节能与结构一体化技术”。
严格地讲,此概念是针对建筑节能初级阶段设定的,目的是推动建筑节能工作,现已失去了使用价值。但不断发展的早期概念却为今天形成准确科学定义奠定了坚实可靠的基础。
第二、严格的定义:“建筑主体围护结构应通过钢筋混凝土构件与保温层及外保护层(含饰面层)实现刚性连接,即一体化技术”。
由于钢筋混凝土大规模使用已有100多年历史,其优越性能已被世界公认。该定义的保温系统除保温层外,材料均为钢筋混凝土受力构件,保温系统的受力构件与主体围护结构为一整体,其寿命与钢筋混凝土围护结构相同,优于砌体围护结构,这是典型的建筑节能与结构一体化技术。
第三、宽松的定义:“建筑主体围护结构应通过钢结构或钢筋、钢结构件与保温层及外保护层(含饰面层)实现刚性连接”。
在此定义下所涵盖的一体化技术较多,而且存在一些较难克服的技术缺陷。由于受力构件为钢结构或钢筋,与围护结构连接的耐久性都比不上钢筋混凝土长久,所以称其为宽松的定义范畴。
如河北省在全国推广的CL建筑体系、国家行标144中的“EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统”、机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统、幕墙(石、玻、铝等)结构等等都同属这一类连接方式,它们与幕墙(石、玻、铝等)结构的区别只是材料形状的不同,如型钢与钢丝的形状不同等等。
第四、模糊的定义:“建筑主体围护结构应通过混凝土或保温层(保温砂浆)与外保护层(含饰面层)实现刚性连接”。
如复合保温砌块、粘结砂浆连接技术、各种保温砂浆、双叶夹心墙等等。还有一些技术采用玻纤材料替代钢筋加强混凝土强度,有的技术采用保温砂浆(可视为轻质混凝土)替代混凝土等等。
第五、以防火为目的的定义:“围护结构是复合保温墙体的,凡是可以满足防火要求的技术,都可称一体化技术”。
有的地方正在实施以防火为目的的“一体化技术”,虽然表面形式不是,但实质内容却不容回避,应该引起关注和研究。如果采取严格定义规范一体化技术,就可避免发生类似事情。
笔者认为,严格定义的一体化技术应为首选重点发展对象;其次可考虑宽松定义的一体化技术,但不应与重点发展对象相混淆;模糊定义的一体化技术应视情况分别列为限制或淘汰范围,因为此定义下的多数为轻质混凝土的范畴,虽然可以满足防火要求,但不易保证与建筑物同寿命,工程质量难以控制。
明确建筑节能与结构一体化技术的认定条件建筑节能与结构一体化技术应该具有先进性、科学性、合理性、经济性,当然还应具备安全性、耐久性、隔热性等综合技术指标。其中,结构是否合理是关键,它与安全性、耐久性密切相关,应作为认定的主要条件审查,其它的隔热性、经济性等各项指标通过计算可得,一般不会出现歧义。即便发生争议也是采用计算方法不同,裁定时这些都是数字指标,计算方法正确只能有一个标准答案。
建筑节能与结构一体化技术的定义确定后,认定的条件相对简单、可操作性强,不会出现人为的干扰因素,只需依照设定的定义内容和要求去判定即可。建筑节能与结构一体化技术的判定分为两个方面,即一体化技术的定义和基本条件。符合一体化定义的技术,列入重点扶植发展对象,给予优惠政策和经济支持,营造宽松环境鼓励技术不断创新,这属于技术认定环节。基本条件属于推广认定环节,同时符合两方面要求的,列入重点推广对象,享受相关优惠政策。如果不分环节,无形中为技术创新设置了一道门槛,不利于新技术发展。因为,新技术都会有一个完善和发展的过程,不可能很快满足限制条件(如生产规模、工程数量、使用年限、经济效益等),绝不能以认定老技术的条件限制新技术的发展。
假如以严格定义为条件,判别建筑节能与结构一体化技术,主要是考察建筑主体围护结构是否通过钢筋混凝土受力构件与保温层及外保护层(含饰面层)实现刚性连接,如果是即可进入基本条件审查程序,合格者可认定为建筑节能与结构一体化技术。建立科学完善的评价体系
建筑节能与结构一体化技术是一个新兴的多学科系统工程,是在不断发展和完善过程中逐渐形成的,它涉及材料、结构,机械、施工等许多相关专业和技术,还与建筑、暖通等专业密切相关,学校里没讲过,工作中难遇到,科研和设计单位也未设此专业。所以,在认定评价时,专家应以具有一体化多学科实践经验的人员为主,绝不能配齐各常规专业即可。
相信这样的事情不是个别的案例:一个项目已通过评审,行政管理部门的文件也已下发;之后,被提出质疑;当评审专家被询问时,连基本情况和原理都讲不清……所以,进入评价体系的专家应该精通一体化技术,拒绝滥竽充数造成认定工作流于形式。专家只凭专业和职称条件是远远不够的,评价体系必须要有退出机制,设立专家考核退出管理办法,建立科学的评价体系和组成高水平的专家队伍是做好认定工作的基础。
正确处理发展新型墙材与推行一体化技术的关系
推行建筑节能与结构一体化技术是为了实现围护结构的高性能,它们的发展离不开新型墙材的技术支撑,而复合新型墙材围护结构又是今后的发展方向。因此,在充分研究钢筋混凝土结构一体化的基础上,还要认真研究目前用量较大的钢筋混凝土砌体混合结构、砌体结构、板式建筑结构形式等对一体化技术的影响。除此之外,还应加强保温与装饰一体化技术及其它相关技术的配套研究,用以充实、完善建筑节能与结构一体化技术的内涵。
采用严格定义下的一体化技术应当注意以下问题:
1.新型墙材砌体结构和钢筋混凝土砌体混合结构与钢筋混凝土结构的区别。
前面讲过严格定义下,有些技术只适用于主体围护结构为钢筋混凝土剪力墙的建筑,而且,必须与主体围护结构的钢筋混凝土剪力墙同时施工,对原有常规的设计、施工工序、工艺有所改变;有些技术可以用于钢筋混凝土剪力墙的后期施工(属于后天形成的钢筋混凝土构件,不需同时施工,对围护结构无特殊要求),又有对钢筋混凝土砌体混合结构、砌体结构、板式建筑结构等形式的适应性,虽然其外保温系统是钢筋混凝土结构,但它的使用寿命是以围护结构的材料决定的,不论长短均能实现与相匹配的建筑物同寿命。
2.发展一体化技术应考虑围护结构对新型墙材质量的要求,重点关注新型墙材质量对建筑节能与结构一体化技术的影响。
河北省曾对已实施一体化技术的工程进行调研和解剖分析,新型墙材质量问题占比重较大,其中非承重墙材问题更加突出,今后必须加强监督和管理。根据2011年6月1日起实施的国家标准《墙体材料应用统一技术规范》(GB50574-2010)规定,围护结构的新型墙材质量有了大幅度提高,特别是对围护结构填充墙材有了明确的规定。例如,烧结多孔砖的最低强度等级为10MP,用于外围护结构的再提高一个等级,即15MP;蒸压普通砖、混凝土砖也均由15MP提高到20MP。又如,用于非承重墙材(自承重墙)的轻骨料混凝土小型空心砌块最低强度等级为3.5MP,用于外围护结构的再提高一个等级,即5MP;蒸压加气混凝土的最低强度等级也由A2.5提高到A3.5。由此可以看到新型墙材质量对建筑围护结构的影响,也必然会影响到建筑节能与结构一体化的发展。由于新型墙材质量的影响,实施严格定义的相关技术时,应采取适当的补救措施,确保外保温系统的安全可靠性。
3.一体化技术的认定需分别把握外保温系统结构构造与结构材料的评价内容。
根据国家标准《墙体材料应用统一技术规范》规定,墙体材料不宜采用非蒸压硅酸盐砖(砌块)、氯氧镁板材及非蒸压的泡沫混凝土制品。河北省的市场对此问题早期较为重视,如对氯氧镁材料的限制使用始于2002年,并列入河北省淘汰目录。但近期一些国家规定不宜采用的材料,又重新进入围护结构和建筑节能与结构一体化市场。例如,我们发现一些以氯氧镁水泥为胶凝材料的一体化技术,还有一些相应的以新型墙材材料的名目出现的围护结构墙体材料;还发现非蒸压硅酸盐、非蒸压的泡沫混凝土等制品的频繁出现。这些新情况提醒我们,认定一体化技术应慎重考察相关围护结构材料的耐久性、稳定性等质量指标是否能够满足综合性能要求。
推动墙材革新和建筑节能健康发展
目前,由于市场环境缺乏正确引导,墙体保温材料发展失控,一些早被淘汰的技术和产品起死回生,严重影响了新技术的发展,阻碍了技术创新,许多好的发明创造因此无法产生社会效益,好的构思被扼杀在萌芽之中,急需正本清源,大力发展产业化集成技术,强力推行建筑节能与结构一体化技术。
值得强调的是,我们判定建筑节能与结构一体化技术的目的,也是为了推动好的建筑节能体系快速发展,实现住宅产业化大力发展。
河北省建筑节能与结构一体化技术发展始于上世纪90年代初期,我们从中吸取了经验和教训。经过多年的实践考验,这些有的仅完成了试点工程;有的进行少量工程的应用;有的在应用中不断改进、完善;还有的已经基本走向成熟且大面积推广应用。
随着老技术的优胜劣汰和新的一体化技术不断涌现,我们必须与时俱进,更新观念,面对大量一体化技术自由发展的局面,解决好如何引导、如何认定、如何管理等一系列问题,进一步认真做好基础性工作,把握正确的导向,推进建筑节能与结构一体化技术快速健康发展。
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海容建筑节能模块能够实现建筑节能与结构一体化。墙体内外两层保温,导热系数低,仅为0.025w/m.k,比国家标准要求的0.60w/m.k还要低,即保温性能比国家标准要求高20倍以上。在华北,西北地区用海容模块建房,冬天不用生火炉,仅靠阳光照射和家用电器产生的热量,室内温度就能达到15-22摄氏度;夏天不用开空调,只要通过调节窗帘,避免阳光直射如屋内,室内温度就能保持在27摄氏度以下,真正实现冬暖夏凉。模块材料密度大,抗侧压能力强,浇筑过程中模块不变形,完工后墙面平整美观。整体浇灌成型,建筑结构性好,钢筋混凝土墙体的强度是普通砖墙强度的七倍,抗震强度高。
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