CN101929203A - 一种建筑节能65%的外墙外保温技术措施 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑节能技术领域中一种建筑节能65%的外墙外保温技术措施,本发明利用常规技术,采用加气混凝土作为保温材料,使外围护结构材料与保温材料一体化,克服了复合墙体保温系统热桥保温材料与基层热膨胀系数差异导致物理变形量过大造成的各种弊端;通过优化设计整合,使外围护结构热桥部位构造的技术措施合理化,可适用于全国各气候区的多种结构体系的新、扩建工程。根据各地采暖期有关技术参数,经计算均能达到建筑节能65%的耗热量指标要求;根据加气混凝土的特性,将热桥部位保温层与混凝土一次浇灌成型,结合牢固,安全可靠,使本外墙外保温系统的耐久性与50-70年的建筑设计使用年限相匹配,外装不受限,工艺简单,造价低,易推广。
Description
所属技术领域:建筑节能
已有技术水平:
目前,我国的建筑节能工作正有计划地由北向南推进,先后颁布实施了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、《外墙外保温工程技术规程》。近年来,在我国国家技术政策和节能标准的推动下,外墙外保温技术迅速发展,国内加强了外墙外保温技术的研究开发工作,涌现了多种不同材料、不同做法的外墙外保温技术,在一些省市的建筑工程中得到了成功的应用。现在正在广泛应用的外墙外保温技术有:《外墙外保温工程技术规程》推荐的五种:1、EPS板(聚苯乙烯泡沫板)薄抹灰外墙外保温系统:以EPS板为保温材料,玻璃纤维网增强聚合物砂浆抹面层和饰面涂层为保护层,采用粘结方式固定,抹面层厚度小于6mm的外墙外保温系统。2、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统:以矿物胶凝材料和EPS颗粒组成的保温浆料为保温材料并以现场抹灰方式固定在基层上,以抗裂砂浆玻纤网增强抹面层和饰面层为保护层的外墙外保温系统。在此基础上又开发了适合于粘贴面砖饰面层的外墙外保温系统。3、现浇混凝土复合无网EPS板外墙外保温系统:用于现浇混凝土剪力墙体系,以EPS板为保温材料,在现浇混凝土时将EPS板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇筑成型的外墙外保温系统,以玻纤网增强抹面层和饰面涂层为保护层。4、现浇混凝土复合EPS钢丝架网板外墙外保温系统:用于现浇混凝土剪力墙体系,以EPS单面钢丝网架板为保温材料,在现场浇灌混凝土时将EPS单面钢丝网架板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇筑成型,钢丝网架板表面抹水泥抗裂砂浆并可粘贴面砖的外墙外保温系统。5、机械固定EPS钢丝网架板外 墙外保温系统:采用锚栓或预埋钢筋机械固定方式,以腹丝非穿透型EPS钢丝网架板为保温材料,后锚固于基层墙体上,表面抹抗裂砂浆并可粘贴面砖材料的外墙外保温系统。其他开发的保温系统有:1、岩棉外墙外保温系统:以岩棉为主作为外墙外保温材料与混凝土一次浇筑成型或采取钢丝网架机械锚固件进行岩棉板锚固,耐火等级高。2、硬泡聚氨脂外保温系统:用聚氨脂发泡工艺将聚氨脂保温材料喷涂于基层墙体上,聚氨脂保温材料面层用轻质找平材料进行找平,饰面层可采用涂料或面砖等进行装饰。3、预制保温板和保温砌块外保温系统:用工厂预制的保温挂板和轻质砂浆预制的保温砌块与墙体复合形成保温系统。4、XPS板保温系统:用XPS板代替EPS板形成的外保温系统。5、……。以上这些外墙外保温技术都不尽完善,分别不同程度地存在着耐久性差、安全性差、防火性差、抗震性差等缺陷,还存在外装受限、饰面层龟裂、空鼓、造价高等问题;且这些节能保温材料多半是用高能材料换取的,如生产一吨EPS板需要两吨原油。但最突出的问题是耐久性与建筑的使用年限不相匹配,一般建筑设计使用年限为50-70年,《外墙外保温工程技术规程》要求在正确使用和正常维护的条件下,外墙外保温工程的使用年限应不少于25年,而EPS板材料的使用年限仅为15-20年;由于施工工艺要求的限制,建筑投入使用后不宜整体更换外保温系统,且由于施工人员的技术水平与系统工程技术要求不匹配造成的施工质量问题、建材市场混乱造成的保温材料质量问题、保温材料与基层热膨胀系数不一致造成的物理变形量差异问题都会影响保温系统的使用年限,使原本使用年限15-20年的外墙保温系统只能达到5-10年左右。国内首次以EPS板为保温材料运用到建筑工程中到现在仅有5-6年的时间,在北方地区已有脱落的案例,对居民生活造成极大的隐患,在经济上造成不可估量的损失,需要做进一步的技术改进。
发明的目的
克服上述正在广泛应用的复合墙体外保温系统的种种缺陷,采用利废节能材料加气混凝土作为保温材料,使外墙外保温系统的耐久性与50-70年的建筑设计使用年限相匹配,施工工艺常规化,降低外保温系统工程造价,以利于建筑节能65%的目标在全国范围内早日广泛推广与应用。
发明创造描述
本专利采用利废节能材料加气混凝土作为保温材料,通过对热桥部位的构造进行优化设计整合,使热桥部位构造的技术措施合理化,根据各级别加气混凝土的保温性能和住宅建筑耗热量指标,经热工计算,均能满足住宅建筑节能65%的目标要求,可适用于抗震设防烈度8度及8度以下各气候区的多种建筑结构体系的新建、扩建工程:
1、用于多层框架及高层外框内剪结构体系:采用利废节能材料加气混凝土为保温材料,经热工计算,取定外围护结构厚度和热桥部位保温层厚度,在现场浇灌混凝土时,将加气混凝土保温层按设计厚度置于外模板内侧,加气混凝土保温层与混凝土基层一次浇灌成型;或混凝土浇灌成型后将加气混凝土保温层粘贴在混凝土基层上;外围护结构仍用加气混凝土填充的外墙外保温系统;
2、用于6层及6层以下混合结构体系:采用利废节能材料加气混凝土为外墙承重材料,同时具备良好的保温性能,经热工计算,取定外围护结构厚度和热桥部位保温层厚度,圈(过)梁、构造柱、梁垫等热桥部位的加气混凝土保温层与加气混凝土外围护结构同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于加气混凝土保温层外侧,(先砌后浇)加气混凝土与混凝土一次浇灌成型的外墙外保温系统。
发明创造效果
本发明利用常规技术,采用利废节能材料加气混凝土作为保温材料,通过优化设计整合,使热桥部位构造的技术措施合理化,充分利用加气混凝土各个级别的保温性能,适当调整加气混凝土的密度级别和保温厚度,可适用于全国各气候区,根据各气候区采暖期有关技术参数,经计算均能达到住宅建筑节能65%的耗热量指标的要求;根据加气混凝土的特性有效地排除了复合墙体保温系统在应用过程中的不利因素:一、废料充分利用:以粉煤灰蒸压加气混凝土为例,生产加气混凝土的主要原料为工业废料粉煤灰,每立方加气混凝土消耗粉煤灰0.45吨,每平方竣工面积用加气混凝土0.3立方,消耗粉煤灰0.135吨。目前全国粉煤灰囤积量达20亿吨左右,2000年粉煤灰的排放量为1.6亿吨,且每年以千万吨的速度增加,冲灰水量和贮灰占地分别为10多亿吨和40多万亩,全国可采用本保温系统的年竣工面积约4-6亿平方,可消耗粉煤灰5400-7200万吨,减少贮灰用地1.44万亩,可取代EPS板32万吨,节约原油64万吨。二、质轻:加气混凝土质量为300-800KG/立方。三、保温性好:加气混凝土导热系数小于等于0.10-0.20W/m·K。四、抗渗性好:加气混凝土内部为独立的封闭小孔,能有效的阻止水分扩散。五、耐火性好:100mm厚的加气混凝土耐火极限不低于4小时,达到国家一级耐火标准。六、隔声性好:根据墙体厚度不同,隔声量为30-52dB。七、材料质量有保障:工业化程度高,产品质量有保障,尺寸精确,长宽高的误差不大于1.0mm,砌筑砂浆厚度可控制在3-8mm,有效地降低灰缝对加气混凝土保温性能的不利影响。八、施工质量易于控制:施工工艺简便,避免了复合墙体因施工工艺复杂造成的工程质量问题。九、安全性好:热桥保温材料与外围护结构材料为相同的保温材料,克服了复合墙体保温系统因热膨胀系数差别太大致使外装脱落危及人身安全的弊端。十、耐久性强:加气混凝土已有七十多年的应用时间,应用过程中在界面处理、外装做法上积累 了大量宝贵经验,能使本保温系统寿命与50-70年的建筑设计使用年限相匹配。十一、造价低:相同的外装,以应用较广泛的EPS板外墙外保温系统为例,外装为装饰涂料或粘贴瓷砖,单方造价(保温+面层)分别为115元和197元;而采用本外墙外保温系统单方造价(保温+面层)仅为46元和95元。单方节约投资70-102元,外墙外保温面积与建筑面积的比值约为0.5,即单方竣工面积可节约35-51元;若全国采用本保温系统的年竣工面积达到6亿平方,全国每年可节约投资210-306亿元。
本说明书含15个节点详图
附图1为加气混凝土外围护结构剖面图
附图2为混凝土角柱、梁与加气混凝土保温层节点详图
A---A为混凝土柱与加气混凝土保温层节点详图
B---B为混凝土梁与加气混凝土保温层节点详图
附图3为不采暖地下室混凝土顶板与加气混凝土保温层节点详图1
附图4为不采暖地下室混凝土顶板与加气混凝土保温层节点详图2
附图5为不采暖地下室混凝土顶板与EPS板保温层节点详图1
附图6为不采暖地下室混凝土顶板与EPS板保温层节点详图2
附图7为混凝土屋面板与EPS板保温层节点详图
附图8为混凝土屋面板与加气混凝土保温层节点详图
附图9为混凝土构造柱与加气混凝土外围护结构节点详图
C---C为混凝土构造柱与加气混凝土保温层节点详图
附图10为混凝土圈梁与加气混凝土保温层节点详图
附图11为混凝土过梁与加气混凝土保温层节点详图
附图12为混凝土梁垫与加气混凝土保温层节点详图
Claims (15)
1.本专利采用加气混凝土作为保温材料,通过对热桥部位的构造进行优化设计整合,使热桥部位构造的技术措施合理化,根据各级别加气混凝土的保温性能和住宅建筑耗热量指标,经热工计算,均能满足住宅建筑节能65%的目标要求,可适用于抗震设防烈度8度及8度以下各气候区的多种建筑结构体系的新建、扩建工程;且在满足建筑结构设计规范要求的前提下,运用优化设计整合技术,使外框架柱内阳角最小化,用以提高室内平面利用率和改善室内观感效果的技术措施。用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区的耗热量指标,经计算取定加气混凝土外围护结构(1)的厚度;外围护结构(1)内侧与框架梁(4)内侧平齐。
2.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,减少热桥传热热损失,经计算取定外框架柱(2)热桥部位加气混凝土保温层(3)的厚度,在现场浇灌混凝土时,将加气混凝土保温层(3)置于外模板内侧,与混凝土(2)一次浇灌成型;或混凝土(2)浇灌成型后加气混凝土保温层(3)粘贴在混凝土(2)基层上,加气混凝土保温层(3)外侧与外围护结构(1)外侧平齐。
3.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,减少热桥部位的传热热损失,经计算取定外框架梁(4)热桥部位加气混凝土保温层(5)的厚度,在现场浇灌混凝土时,将加气混凝土保温层(5)置于外模板内侧,与混凝土(4)一次浇灌成型,或混凝土(4)浇灌成型后加气混凝土保温层(5)粘贴在混凝土(4)基层上,保温层(5)外侧与外围护结构(1)外侧平齐。
4.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据结构规范经计算取定外框架柱(2)的最小宽度,使外框架柱(2)热桥外露面积最小化,用以减少热桥 部位的传热热损失。
5.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据结构规范经计算取定外框架柱(2)的最小宽度,使外框架柱(2)内阳角最小化,用以提高室内平面利用率和改善室内观感效果。
6.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为隔绝不采暖地下室顶板(6)热桥部位的传热热损失,经计算取定地下室顶板(6)热桥部位加气混凝土保温层(7)的厚度,将加气混凝土保温层(7)置于地下室顶板(6)之上,与外围护结构(1)形成封闭保温系统。
7.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为隔绝不采暖地下室顶板(6)热桥部位的传热热损失,经计算取定地下室顶板(6)热桥部位EPS板保温层(8)的厚度,将EPS板保温层(8)置于地下室顶板(6)之上,与外围护结构(1)形成封闭保温系统。
8.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为隔绝屋面板(9)热桥部位的传热热损失,经计算取定屋面板(9)热桥部位EPS板保温层(10)的厚度,将EPS板保温层(10)置于屋面板(9)之上,与外围护结构(1)形成封闭保温系统。
9.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为隔绝屋面板(9)热桥部位的传热热损失,经计算取定屋面板(9)热桥部位加气混凝土保温层(11)的厚度,将加气混凝土保温层(11)置于屋面板(9)之上,与外围护结构(1)形成封闭保温系统。
10.用于多层框架及高层外框内剪结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为减少构造柱(12)热桥部位的传热热损失,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,经计算取定构造柱(12)热桥部位加气混凝 上保温层(13)的厚度,加气混凝土保温层(13)与外围护结构(1)同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于保温层(13)外侧,加气混凝土保温层(13)与混凝土(12)一次浇灌成型。
11.用于六层及六层以下混合结构体系:根据各气候区的耗热量指标,经计算取定加气混凝土外围护结构(1)的厚度;外围护结构(1)内侧与圈梁(14)内侧平齐。
12.用于六层及六层以下混合结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为减少构造柱(12)热桥部位的传热热损失,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,经计算取定构造柱(12)热桥部位保温层(13)的厚度,加气混凝土保温层(13)与外围护结构(1)同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于保温层(13)外侧,加气混凝土保温层(13)与混凝土(12)一次浇灌成型。
13.用于六层及六层以下混合结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为减少圈梁(14)热桥部位的传热热损失,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,经计算取定圈梁(14)热桥部位加气混凝土保温层(15)的厚度,加气混凝土保温层(15)与外围护结构(1)同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于保温层(15)外侧,加气混凝土保温层(15)与混凝土(14)一次浇灌成型。
14.用于六层及六层以下混合结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为减少过梁(16)热桥部位的传热热损失,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,经计算取定过梁(16)热桥部位加气混凝土保温层(17)的厚度,加气混凝土保温层(17)与外围护结构(1)同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于加气混凝土保温层(17)外侧,加气混凝土保温层(17)与混 凝土(16)一次浇灌成型。
15.用于六层及六层以下混合结构体系:根据各气候区室内外温差的不同,为减少梁垫(18)热桥部位的传热热损失,在保证热桥内表面温度不低于室内空气露点温度的条件下,经计算取定梁垫(18)热桥部位加气混凝土保温层(19)的厚度,加气混凝土保温层(19)与外围护结构(1)同时砌筑,在现场浇灌混凝土时,将模板置于加气混凝土保温层(19)外侧,加气混凝土保温层(19)与混凝土(18)一次浇灌成型。
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