发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：本文对目前国内外墙外保温的做法进行剖析，针对其质量问题提出了一种新型保温结构----内置保温混凝土结构工程体系。该项技术具有保温层使用寿命长;防火性能良好;能保证面砖粘贴的安全性和耐久性;可以用于既有建筑的节能改造的特点，在今后的发展应用中具有极大的潜力。
关键词：高层建筑;内置保温混凝土结构;节能;防火安全
一、国内现状分析
当前，我国的外墙外保温做法是按照《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)的要求，将保温板固定在外墙上，后在保温板面层饰面处理。按照《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)规定，胶粘剂(机械锚固)、抹面抗裂砂浆与保温板拉伸粘结强度达到0.10MPa即合格。在此条件下，由于拉伸粘结强度过低，已经完成的外墙外保温工程出现了以下质量问题：
1、 保温层开裂和脱落：
由于保温砂浆强度低，耐腐蚀性、耐冻融性差，保温系统在风力、日照、雨雪等冻融气候环境作用下，外墙外保温的饰面层会出现龟裂及裂缝，雨水进入保温系统内，而后在雨水冰雪等冻融作用下，循环往复加剧了保温系统饰面的开裂，造成外墙外保温系统破坏脱落，严重影响外墙的保温性能。
2、防火能力差：
由于外墙外保温薄抹灰系统表面的抗裂砂浆面层过薄，防火能力差及使用的现有的保温板防火性能差，绝大多数属于易燃品。
二、内置保温混凝土结构概述
针对以上问题，我们于2008年开展了相应的研究工作，开发出内置保温混凝土结构工程体系。
内置保温混凝土结构由内侧承重混凝土墙体、保温板和外侧混凝土保护层组成。内、外侧混凝土板通过销键连接成一体。保温板和外侧混凝土保护层共同形成建筑内置保温混凝土结构。
该系统较好地解决了传统保温层做法开裂和脱落缺陷，提高保温层耐久性与建筑物同寿命，解决了保温层外表面粘贴饰面砖施工难题，保证了粘贴层安全性和耐久性，克服了保温层在使用过程并有效降低了保温层在施工过程中的防火问题，保温效果也有所提高，对新建工程保温做法选用及既有建筑节能改造均可适用。
三、内置保温混凝土结构工程特点
1、提高外侧保护层要求，延长保温层使用寿命
内置保温混凝土结构体系墙体所承受的梁、板等水平构件传来的各种荷载，主要由内侧结构墙承受，外侧保护层不作为承重结构考虑，但仍对其力学性能和稳定性有所有要求，考虑到复合墙体内外层间的变形差对墙体产生的不利影响，故要求保护层应能承受由于外部何载及温度和应力变化而产生的位移，以防止建筑外墙出现裂缝。
2、针对内置保温混凝土结构的受力性能和保温性能开展了相关试验
为了验证内置保温混凝土结构的力学和保温特性，为设计提供依据，我们委托河南省建科院、华北水利水电学院对内置保温混凝土结构体系的内外层混凝土连接装置及外侧混凝土受力性能以及保温性能进行试验检验。
1)试验目的
①进行新型的内置保温混凝土结构体系的内外层混凝土连接装置和外层混凝土受力性能设计计算;
②进行内置保温混凝土结构体系的内外层混凝土连接装置及外层混凝土的受力性能试验;
③进行内置保温混凝土结构体系传热系数试验研究。
2)试验结论
①试验表明试件在模拟风荷载作用下，连接键的最大应变远小于极限拉应变值，因此连接键可保证构件的使用安全。
②在重力荷载作用下，试件所受极限荷载小于连接装置的受剪承载力，因此连接键可保证构件的正常使用。
③在重力荷载作用下，试件所受极限荷载小于混凝土的抗拉承载力，且混凝土不会受力开裂，因此可保证构件正常使用。
④理论计算与试验结果均满足《民用建筑节能设计标准》(JGJ26—95)，以及《河南省居住建筑节能设计标准(寒冷地区)》(DBJ41/062—2005)中关于围护结构外墙传热系数的限值K≤0.75W/(m2·K)的规定。
从试验结果上看，内保温传热系数略小于外保温传热系数，即内保温效果略好于外保温效果。
3、内置保温混凝土结构的防火性能
为了验证内置保温混凝土结构的耐火等级，我们委托天津消防所进行内置保温混凝土结构的耐火等级试验。试验按照GB/T9978.1中的相关规定，对承重垂直分隔构件耐火的承载能力、完整性和隔热性进行判定。实测结果为：在试验前15min开始模拟均布加载200kN/m。耐火试验进行到240min时，试件顶部中心位置垂直轴向变形量为5mm，背火面中心位置为水平偏转变形量为2mm。试件背火面各1/4中心位置为水平偏转变形量最大值为3mm;试件未垮塌，未失去承载能力。未失去完整性;背火面最高平均温升为30.9℃，最高单点温升为51℃，未失去隔热性。得出试验结论为内置保温混凝土结构系统的耐火燃烧等级大于4h。
4、实体应用
内置保温混凝土结构技术已成功应用于郑州市中原西路阳光花苑工程项目，该项目为群体工程，开发面积约60万㎡，其中19栋高层已投入使用，收益效果良好，均能达到节能65%的国家标准要求。此外，新建项目新郑阳光港湾工程、郑东新区阳光城工程也已使用内置保温混凝土结构技术，成为又一项实体应用工程。
四、内置保温混凝土结构工程施工工艺
1、内置保温结构体系主要施工工艺流程：
墙体结构骨架钢筋绑扎、搭设梁、板支撑及模板→网架板安装就位→连接键安装→墙体模板就位加固→楼层梁、板钢筋绑扎模板校正、预留搭接筋→浇筑砼→砼养护
2、施工要点：
1) 提前对结构体系所必需的普通高密性混凝土进行配合比试验，并在现场进行试验性浇筑，编制施工方案;首次参与内置保温结构体系工程施工的主要人员要经过相关技术培训，了解相关施工工艺标准、网架板的安装及混凝土的浇筑控制要点。
2)按设计图纸及施工规范要求绑扎墙体结构钢筋，特别要保证结构钢筋的间距位置、规格尺寸、钢筋骨架的垂直度、保护层等要符合设计要求一步到位。
3)组装网架保温板时，按编号及轴线控制分号安装，尺寸、规格正确安装到位，安装连接键并与外墙结构骨架筋绑扎牢靠。
4)模板安装：模板安装时固定模板的穿墙对拉螺栓应由内向外穿透，避免聚苯板碎块掉入内侧结构墙体内，并即时清净杂物;模板安装对拉加固螺栓，保证模板严密牢固、以防止出现砼错台和漏浆现象。
5)复合墙体混凝土浇筑(两种类型混凝土同时浇筑的方法)：
①本体系砼浇筑易采用普通砼粗骨料粒径筛选法一体浇筑，砼浇筑时通过筛网过滤分离，使其形成的细石混凝土经溜槽导入保护层，其余混凝土导入结构层，达到同时浇筑的效果。
②两侧混凝土同时浇筑时， 应控制两侧混凝土高差，以免造成保温板的移位。
③外墙结构砼浇捣密实，须待保温板两侧混凝土按要求高度填充后，分层振捣密实。
五、经济效益及社会效益
1、系统能够有效地保护外界因素对保温材料的破坏，其三位一体的有机连接，消除了高层建筑物外墙保温保护层易开裂、易脱落下坠的安全隐患，该体系能够达到与建筑物同寿命(50年)。
2、 内置保温砼墙体结构施工工艺简单，主体、保温、粗装修三道工序合一，实现了平均施工速度每月四层半以上｡
3、与其他保温工艺比较造价直接成本稍高，但在建筑物寿命周期内保温层的使用维修､返修等潜在费用大大降低，因此，社会潜在效益明显。
六、结语
内置保温混凝土结构作为一种新型复合剪力墙保温体系，内置保温混凝土结构体系在应用中显现出其高品质的特点，优于其它结构形式和保温方法，虽然前期一次性投入稍高点，但永久效益客观、安全使用年现大大提高，其良好的性价比可为社会和业主带来显著的经济效益，具有了发展的潜力。
