CN105714965B - 一种预制薄型保温复合外墙、结构体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种预制薄型保温复合外墙及其结构体系及其施工方法，该预制薄型保温复合外墙包括面板、保温层、钢丝网片、新型自密实混凝土和新型墙板抗拉柔性连接件；保温层在夹层复合墙板的内部至少一处断开呈非连续设置；新型自密实混凝土浇灌至面板和保温层之间形成的空腔内并分别包裹两侧的钢丝网片，同时该混凝土在非连续设置区域为一体浇筑。该保温层的非连续设置区域与水平结构构件之间填充补充保温材料防止冷热桥。外墙均通过连接组件与水平结构构件进行施工组装。本发明墙板轻薄，易运输安装，无需龙骨，直接装配在水平结构构件上，既降低了龙骨所带来的成本，又简易了施工流程，可广泛适用于民用混凝土和钢结构建筑中。

Description

一种预制薄型保温复合外墙、结构体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种复合外墙，特别是一种预制薄型保温复合外挂墙、结构体系及其施工方法。

背景技术

现有的外墙预制挂板，相比传统的内、外墙体一般具有缩短施工工期，减少成本的优点。

尤其是钢筋混凝土类夹芯复合板中，会在保温隔热材料的两侧分别复合内页板和外页板。这种夹芯复合板中存在以下主要问题：

一、面层厚。由于普通混凝土强度不足，尤其是抗折强度一般只有4～5MPa，考虑到外墙预制挂板在承受施工吊装承载力、风荷载等外力作用时的受力情况，因此需通过增大横截受力面积和内部铺设钢筋网来确保预制挂板的刚度和承载力。同时为了与建筑结构的连接，在内页板（受力层）内还需要预埋连接件。此外，为防止混凝土外墙雨水渗透，导致保温层和室内墙面受潮，也必须设计厚度一定的外页板（饰面层），这就增加了面层的厚度，使得整个保温墙的重量增加，造成不必要的附加成本。按照以上设计思路，内页板的厚度可达到150mm，加上厚度为50mm的保温层，再加上厚度为50mm的外页板（外页板的混凝土保护层的厚度为20mm），使得一般钢筋混凝土类夹芯复合板总厚达到为250mm。

二、耐久性差。作为建筑围护结构，其长期暴露在外部恶劣环境，一般的材料由于其耐久性差，造成面层剥落，甚至开裂，增大了维修费用，更降低了保温墙的整体使用年限。因此有必要对现有的装配式墙体加以优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种预制薄型保温复合外墙、结构体系及其施工方法，要解决现有钢筋混凝土类夹芯复合板存在面层较厚和耐久性较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预制薄型保温复合外墙，为夹层复合墙板，包括面板、保温层、钢丝网片、混凝土和墙板抗拉柔性连接件；

所述保温层为真空绝热保温芯板，该真空绝热保温芯板在夹层复合墙板的内部至少一处断开呈非连续设置；

所述钢丝网片置于保温层的两侧，沿板体高度方向长于保温层的高度并伸入非连续设置区域，

所述墙板抗拉柔性连接件水平穿过保温层，其两个端部分别搭接于两侧的钢丝网片上；

所述混凝土浇灌至面板和保温层之间形成的空腔内并分别包裹两侧的钢丝网片，同时该混凝土在非连续设置区域为一体浇筑，使面板、保温层、钢丝网片和墙板抗拉柔性连接件通过混凝土复合；

所述夹层复合墙板的厚度不大于80mm，单元墙体的重量为100-200kg/m²，所述保温层的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准，所述预制薄型保温复合外墙的传热系数范围为0.1～0.6 W/(m²·K)。

所述非连续设置区域设置于夹层复合墙板的上端部和下端部。

所述真空绝热保温芯板为叠层结构，相邻两层错缝连接，厚度为10～50mm，导热系数为0.008 W/(m·K)；

上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料、发泡聚乙烯棒和建筑密封胶进行密封。

所述混凝土为新型自密实超高性能混凝土，其抗压强度大于80MPa，抗折强度大于8MPa，抗拉强度大于3MPa，流动度不小于260mm，通过钢筋间隙能力最低要求为10mm，即可密实缝隙宽度最低要求为10mm。

所述墙板抗拉柔性连接件是针状小截面金属连接件，该针状小截面金属连接件的横截面为圆形或扁平状，两个端部设有弯曲方向相反的端钩，所述端钩的形状为直线或波浪线，所述针状小截面金属连接件的总长度与夹层复合墙板的厚度以及保温层的厚度均相适应。

所述非连续设置区域设置于夹层复合墙板的中部，上下相邻的夹层复合墙板之间设置有门窗洞口。

一种包括预制薄型保温复合外墙的结构体系，通过连接组件连接预制薄型保温复合外墙与水平结构构件，还包括预制薄型保温复合外墙与水平结构构件之间填充的补充保温材料，所述补充保温材料沿板体高度方向的填充高度大于非连续设置区域的高度，所述补充保温材料的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准。

所述连接组件包括槽式预埋件、预埋配套螺栓、第一连接角钢、第二连接角钢、第一连接螺栓和第二连接螺栓，所述槽式预埋件预埋于夹层复合墙板的非连续设置区域内，槽口边缘与夹层复合墙板的内侧表面平齐；

所述第一连接角钢的垂直边开有第一连接孔，水平边开有第二连接孔；

所述第二连接角钢的水平边开有第三连接孔，垂直边开有第四连接孔；

所述预埋配套螺栓的头部卡入槽口内，其螺柱穿过第一连接孔固定在第一连接角钢上；

所述第一连接角钢的水平边和第二连接角钢的水平边相互叠合，并通过依次穿过第二连接孔和第三连接孔的第一连接螺栓连接固定；

所述第二连接角钢的垂直边通过第二连接螺栓与位于其内侧的水平结构构件连接固定。这种预制薄型保温复合外墙的结构体系的施工方法，施工步骤如下：

步骤一、在工厂内预制预制薄型保温复合外墙，墙内预埋槽式预埋件，同时将第一连接角钢与预制薄型保温复合外墙通过预埋配套螺栓固定；

步骤二、若水平结构构件为混凝土构件，在浇注或工厂预制时，需先将第二连接螺栓预埋于水平结构构件的指定位置，待水平结构构件混凝土硬化后，将第二连接角钢固定在第二连接螺栓上；若水平结构构件为钢结构构件，则直接通过第二连接螺栓将第二连接角钢固定在钢结构梁上；

步骤三、将预制薄型保温复合外墙运输到施工现场，将吊车吊环吊装于第一连接角钢上，然后吊到预先设定的层高高度；

步骤四、先进行下层夹层复合墙板的固定，将下层夹层复合墙板的第一连接角钢搭到下层夹层复合墙板的第二连接角钢上，并用下层夹层复合墙板的第一连接螺栓调位固定；

步骤五、再进行上层夹层复合墙板的固定，将上层夹层复合墙板的第一连接角钢搭到上层夹层复合墙板的第二连接角钢上，并用上层夹层复合墙板的第一连接螺栓调位固定；

步骤六、将水平结构构件与上、下层夹层复合墙板之间缝隙用补充保温材料填充；

步骤七、将上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料、发泡聚乙烯棒和建筑密封胶进行密封。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的预制薄型保温复合外墙及其结构体系，将传统复合外墙内的保温层断开至少一处形成非连续设置区域，使内页板与外页板通过非连续设置区域复合为一体，同时在非连续设置区预埋连接组件，通过连接组件与建筑构件进行连接，使得连接组件无需预埋于内页板内，减少内页板的厚度，降低墙体的厚度，达到降低墙体自重的目的。使得预制墙板在施工时实现单位面积安装成本下降、单位面积配套成本下降（龙骨用量减少）、可一次性运输更多数量预制墙体，单位面积运输成本下降，降低运输成本；并且一次性吊装面积更大，施工效率更高，且吊装荷载小，提高了现场施工安全。

本发明的连接组件中，创造性的使用了槽式预埋件和并设计了预埋配套螺栓，保证墙板与建筑结构连接牢固。同时保温层的两侧设计有墙板抗拉柔性连接件，允许产生局部相对滑移而产生应力的，主要起到对内外页墙板进行抗拉作用，避免内外页墙板有过大的相对位移，进一步提升了墙板的整体性。

本发明的还为了补充非连续设置区域的保温隔热缺失，同时为了减小墙体热桥效果，降低室内能耗，在墙板与建筑构件之间设置了补充填充保温材料，保证外墙体系整体保温性。本发明使用了新型保温材料作为保温层，新型混凝土做为灌注混凝土，并且保温层为叠层结构，进一步减小墙体热桥效果，提升面板材料性能。

本发明在满足现有规范中对预制外墙墙体荷载要求的同时，根据保温层厚度不同，整体墙体可达到的传热系数范围为0.1～0.6 W/(m2·K)，所述夹层复合墙板的厚度相对于现有夹层复合墙板降低30%以上，单元墙体的重量为150kg/m²，本发明单位面积墙板轻薄，单位车次运输量大，且易运输安装。由于本发明无需龙骨，直接装配在结构梁上，既降低了龙骨所带来的成本，又简易了施工流程，可广泛适用于民用混凝土和钢结构建筑中。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是图1的A局部节点放大图。

图3是本发明实施例二的结构示意图。

图4是图1的B局部节点放大图。

图5是保温层叠层结构实例一的放大图。

图6是保温层叠层结构实例二的放大图。

附图标记：1－面板、2－保温层、2.1－内层、2.2－外层、3－钢丝网片、4－混凝土、5－墙板抗拉柔性连接件、5.1－端钩、6－非连续设置区域、7－耐火接缝材料、8－发泡聚乙烯棒、9－建筑密封胶、10－水平结构构件、11－补充保温材料、12－槽式预埋件、12.1－槽口、13－预埋配套螺栓、13.1－头部、13.2－螺柱、14－第一连接角钢、14.1－第一连接孔、14.2－第二连接孔、15－第二连接角钢、15.1－第三连接孔、15.2－第四连接孔、16－第一连接螺栓、17－第二连接螺栓、18－门窗洞口。

具体实施方式

实施例一参见图1-2、4所示， 在上下两层结构梁外侧设置这种预制薄型保温复合外墙，该预制薄型保温复合外墙为夹层复合墙板，每层的高度一般为2.5-3.8m，上下层墙板拼接处位于结构梁的外侧，夹层复合墙板该包括面板1、保温层2、钢丝网片3、混凝土4和墙板抗拉柔性连接件5；

所述保温层2为真空绝热保温芯板，该真空绝热保温芯板在夹层复合墙板的内部至少一处断开呈非连续设置；本实例中非连续设置区域6设置于夹层复合墙板的上端部和下端部。这种设置局部限制了混凝土层的相对滑动。非连续设置区域6设置于夹层复合墙板的上端部和下端部，即上下层墙板的拼接处出现保温层非连续的部分。

所述钢丝网片3置于保温层2的两侧，沿板体高度方向长于保温层的高度并伸入非连续设置区域6。

所述墙板抗拉柔性连接件5水平穿过保温层2，其两个端部分别固定连接于两侧的钢丝网片3上。

所述混凝土4浇灌至面板1和保温层2之间形成的空腔内并分别包裹两侧的钢丝网片3，同时该混凝土4在非连续设置区域6为一体浇筑，使面板1、保温层2、钢丝网片3和墙板抗拉柔性连接件5通过混凝土4复合，形成由内页板、保温层、外页板复合为一体的复合板。

所述夹层复合墙板的厚度不大于80mm，一般相对于现有夹层复合墙板降低30%以上，单元墙体的重量为100-200kg/m²，所述保温层的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准，所述预制薄型保温复合外墙的传热系数范围为0.1～0.6 W/(m²·K)。本实施例中，内页板和外页板的厚度可以为20～30mm。

所述真空绝热保温芯板为叠层结构，相邻两层错缝连接，厚度为10～50mm，导热系数为0.008 W/(m·K)。参见图5-6所示，实例一为双层叠层，内层较短，外层较长盖住内层的拼缝，以防止冷热桥。实施例二为双层叠层，内层和外层均较短，错缝盖住拼缝，以防止冷热桥。

上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料7、发泡聚乙烯棒8和建筑密封胶9进行密封。

制作墙板所用混凝土材料为一种新型水泥基材料，所述混凝土4的抗压强度大于80MPa，抗折强度大于8MPa，抗拉强度大于3MPa，流动度不小于260mm，通过钢筋间隙能力即混凝土在较小缝隙内可以密实的最低宽度要求为10mm。

所述墙板抗拉柔性连接件5是针状小截面金属连接件，允许产生局部相对滑移而产生应力的，主要起到对内外页墙板进行抗拉作用，避免内外页墙板有过大的相对位移。该针状小截面金属连接件的横截面为圆形或扁平状，两个端部设有弯曲方向相反的端钩5.1，所述端钩5.1为直线或波浪线。

所述针状小截面金属连接件的总长度与夹层复合墙板的厚度以及保温层的厚度均相适应，该针状小截面金属连接件的横截面直径为3～4mm，端钩5.1长度范围为5～30mm，在满足力学性能要求的情况下，端钩5.1埋入保温层两侧混凝土即内页板和外页板的深度最小为10mm。

这种包括预制薄型保温复合外墙的结构体系，通过连接组件连接预制薄型保温复合外墙与水平结构构件10，还包括预制薄型保温复合外墙与水平结构构件10之间填充的补充保温材料11，所述补充保温材料11沿板体高度方向的填充高度大于相邻两块夹层复合墙板的非连续设置区域6的高度之和。所述补充保温材料的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准。

本实施例中水平结构构件为结构梁。补充保温材料一般为硬泡聚氨酯泡沫，用于填补墙板与梁中间的空隙，避免墙板非连续处混凝土产生的热桥，使整体保温效果下降。补充保温材料的高度与结构梁可以等高度设置，保证上部楼面层的施工便捷性。

所述连接组件包括槽式预埋件12、预埋配套螺栓13、第一连接角钢14、第二连接角钢15、第一连接螺栓16和第二连接螺栓17，所述槽式预埋件12预埋于夹层复合墙板的非连续设置区域6内，槽口12.1边缘与夹层复合墙板的内侧表面平齐；

其中槽式预埋件12除起到适应主体结构的变位能力，承担与主体结构的连接承载力外，还起到承担整体板的重力荷载和竖向地震荷载；并通过连接组件将夹层复合墙板固定于结构梁上。

所述第一连接角钢14的垂直边开有第一连接孔14.1，水平边开有第二连接孔14.2；

所述第二连接角钢15的水平边开有第三连接孔15.1，垂直边开有第四连接孔15.2；

所述预埋配套螺栓13的头部13.1卡入槽口12.1内，其螺柱13.2穿过第一连接孔14.1固定在第一连接角钢14上；

所述第一连接角钢14的水平边和第二连接角钢15的水平边相互叠合，并通过依次穿过第二连接孔14.2和第三连接孔15.1的第一连接螺栓16连接固定；

所述第二连接角钢15的垂直边通过第二连接螺栓17与位于其内侧的水平结构构件10连接固定。

实施例二参见图3所示，与实施例一不同的是，所述非连续设置区域6设置于夹层复合墙板的中部，上下相邻的夹层复合墙板之间设置有门窗洞口18。

本发明的施工方法步骤如下：

步骤一、在工厂内预制预制薄型保温复合外墙，墙内预埋槽式预埋件12，同时将第一连接角钢14与预制薄型保温复合外墙通过预埋配套螺栓13固定；

步骤二、若水平结构构件10为混凝土构件，在浇注或工厂预制时，需先将第二连接螺栓17预埋于水平结构构件10的指定位置，待水平结构构件10混凝土硬化后，将第二连接角钢15固定在第二连接螺栓17上；若水平结构构件10为钢结构构件，则直接通过第二连接螺栓17将第二连接角钢15固定在钢结构梁上；

步骤三、将预制薄型保温复合外墙运输到施工现场，将吊车吊环吊装于第一连接角钢上14，然后吊到预先设定的层高高度；

步骤四、先进行下层夹层复合墙板的固定，将下层夹层复合墙板的第一连接角钢14搭到下层夹层复合墙板的第二连接角钢15上，并用下层夹层复合墙板的第一连接螺栓16调位固定；

步骤五、再进行上层夹层复合墙板的固定，将上层夹层复合墙板的第一连接角钢14搭到上层夹层复合墙板的第二连接角钢15上，并用上层夹层复合墙板的第一连接螺栓16调位固定；

步骤六、将水平结构构件与上、下层夹层复合墙板之间缝隙用补充保温材料11填充；

步骤七、将上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料7、发泡聚乙烯棒8和建筑密封胶9进行密封。

Claims (10)

1.一种预制薄型保温复合外墙，为夹层复合墙板，其特征在于：包括面板（1）、保温层（2）、钢丝网片（3）、混凝土（4）和墙板抗拉柔性连接件（5）；

所述保温层（2）为真空绝热保温芯板，该真空绝热保温芯板在夹层复合墙板的内部至少一处断开呈非连续设置；

所述钢丝网片（3）置于保温层（2）的两侧，沿板体高度方向长于保温层的高度并伸入非连续设置区域（6），

所述墙板抗拉柔性连接件（5）水平穿过保温层（2），其两个端部分别搭接于两侧的钢丝网片（3）上；

所述混凝土（4）浇灌至面板（1）和保温层（2）之间形成的空腔内并分别包裹两侧的钢丝网片（3），同时该混凝土（4）在非连续设置区域（6）为一体浇筑，使面板（1）、保温层（2）、钢丝网片（3）和墙板抗拉柔性连接件（5）通过混凝土（4）复合；

所述夹层复合墙板的厚度不大于80mm，单元墙体的重量为100-200kg/m²，所述保温层的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准，所述预制薄型保温复合外墙的传热系数范围为0.1～0.6 W/(m²·K)。

2.根据权利要求1所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于：所述非连续设置区域（6）设置于夹层复合墙板的上端部和下端部。

3.根据权利要求1所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于：所述真空绝热保温芯板为叠层结构，相邻两层错缝连接，厚度为10～50mm，导热系数为0.008～0.012W/(m·K)。

4.根据权利要求1 所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于：上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料（7）、发泡聚乙烯棒（8）和建筑密封胶（9）进行密封。

5.根据权利要求1所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于：所述混凝土（4）为新型自密实超高性能混凝土，其抗压强度大于80MPa，抗折强度大于8MPa，抗拉强度大于3MPa，流动度不小于260mm，通过钢筋间隙能力最低要求为10mm。

6.根据权利要求1所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于：所述墙板抗拉柔性连接件（5）是针状小截面金属连接件，该针状小截面金属连接件的横截面为圆形或扁平状，两个端部设有弯曲方向相反的端钩（5.1），所述端钩的形状为直线或波浪线，所述针状小截面金属连接件的总长度与夹层复合墙板的厚度以及保温层的厚度均相适应。

7.根据权利要求1所述的预制薄型保温复合外墙，其特征在于： 所述非连续设置区域（6）设置于夹层复合墙板的中部，上下相邻的夹层复合墙板之间设置有门窗洞口（18）。

8.一种包括权利要求1-7任意一项所述的预制薄型保温复合外墙的结构体系，通过连接组件连接预制薄型保温复合外墙与水平结构构件（10），其特征在于：还包括预制薄型保温复合外墙与水平结构构件（10）之间填充的补充保温材料（11），所述补充保温材料（11）沿板体高度方向的填充高度大于非连续设置区域（6）的高度，所述补充保温材料（11）的厚度以保证夹层复合墙板的传热系数范围为准。

9.根据权利要求8所述的预制薄型保温复合外墙的结构体系，其特征在于，所述连接组件包括槽式预埋件（12）、预埋配套螺栓（13）、第一连接角钢（14）、第二连接角钢（15）、第一连接螺栓（16）和第二连接螺栓（17），所述槽式预埋件（12）预埋于夹层复合墙板的非连续设置区域（6）内，槽口（12.1）边缘与夹层复合墙板的内侧表面平齐；

所述第一连接角钢（14）的垂直边开有第一连接孔（14.1），水平边开有第二连接孔（14.2）；

所述第二连接角钢（15）的水平边开有第三连接孔（15.1），垂直边开有第四连接孔（15.2）；

所述预埋配套螺栓（13）的头部（13.1）卡入槽口（12.1）内，其螺柱（13.2）穿过第一连接孔（14.1）固定在第一连接角钢（14）上；

所述第一连接角钢（14）的水平边和第二连接角钢（15）的水平边相互叠合，并通过依次穿过第二连接孔（14.2）和第三连接孔（15.1）的第一连接螺栓（16）连接固定；

所述第二连接角钢（15）的垂直边通过第二连接螺栓（17）与位于其内侧的水平结构构件（10）连接固定。

10.根据权利要求8或9所述预制薄型保温复合外墙的结构体系的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一、在工厂内预制预制薄型保温复合外墙，墙内预埋槽式预埋件（12），同时将第一连接角钢（14）与预制薄型保温复合外墙通过预埋配套螺栓（13）固定；

步骤二、若水平结构构件（10）为混凝土构件，在浇注或工厂预制时，需先将第二连接螺栓（17）预埋于水平结构构件（10）的指定位置，待水平结构构件（10）混凝土硬化后，将第二连接角钢（15）固定在第二连接螺栓（17）上；若水平结构构件（10）为钢结构构件，则直接通过第二连接螺栓（17）将第二连接角钢（15）固定在钢结构梁上；

步骤三、将预制薄型保温复合外墙运输到施工现场，将吊车吊环吊装于第一连接角钢上（14），然后吊到预先设定的层高高度；

步骤四、先进行下层夹层复合墙板的固定，将下层夹层复合墙板的第一连接角钢（14）搭到下层夹层复合墙板的第二连接角钢（15）上，并用下层夹层复合墙板的第一连接螺栓（16）调位固定；

步骤五、再进行上层夹层复合墙板的固定，将上层夹层复合墙板的第一连接角钢（14）搭到上层夹层复合墙板的第二连接角钢（15）上，并用上层夹层复合墙板的第一连接螺栓（16）调位固定；

步骤六、将水平结构构件与上、下层夹层复合墙板之间缝隙用补充保温材料（11）填充；

步骤七、将上下相邻的夹层复合墙板之间的缝隙由内至外依次采用耐火接缝材料（7）、发泡聚乙烯棒（8）和建筑密封胶（9）进行密封。