CN105888099A - 一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体及其施工方法。所述一体化复合墙体包括作为墙体外侧面的装饰板和作为墙体内侧面的纤维板，所述装饰板固定在龙骨上，所述纤维板固定在立柱上，且在装饰板内表面、纤维板内侧面、以及建筑主体结构外表面之间形成混凝土浇筑空腔，所述龙骨和立柱位于该混凝土浇筑空腔内；所述混凝土浇筑空腔内浇筑有泡沫混凝土而使泡沫混凝土、装饰板、纤维板、龙骨、立柱和建筑主体结构形成作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体。由此，本发明直接将装饰板和纤维板兼作浇筑模板，施工快捷、且无需再布置模板，降低了成本，同时采用泡沫混凝土，可以进一步提高保温效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑构件，具体为一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体及其施工方法。
背景技术
建筑节能是一个世界性趋势，围护结构的节能又是建筑节能的重中之重。围护结构的重点是外墙，其传热耗热量占建筑物总耗热量的23%～34%，外墙节能在建筑节能中占不可忽视的地位。改善材料保温、耐久、力学和防火等性能，实现墙体保温与建筑结构同步设计、同步施工，使之质量安全可靠，保温防火性能好，保温节能与建筑物同寿命，既是对传统建筑设计和施工方法的一次重大变革，也是破解建筑保温工程质量安全隐患的有效途径，同时也是适应国家建筑节能发展目标，提升建筑节能技术创新水平，实现绿色建筑可持续发展思路。
目前，建筑节能还仅局限于在外墙表面抹保温砂浆和贴挂保温板，尽管外保温技术比内保温和夹心保温技术更有优势，但是外保温的质量现场操作具有不可控性，还易引发空鼓脱落等质量弊病，甚至引发火灾难；在外墙装饰方面，目前大多采用干挂石材技术，但容易出现开裂、变形，容易泛白变色、脱落、以及隔热保温性能差等缺点。
本发明研发的必要性：
1）建筑节能的需要
建筑节能是一个世界性趋势，围护结构的节能又是建筑节能的重中之重。围护结构的重点是外墙，其传热耗热量占建筑物总耗热量的23%～34%，外墙节能在建筑节能中占不可忽视的地位。框架、框剪结构等混凝土结构体系逐渐发展成为房屋建筑主要的结构体系。但是，工程实际中建筑节能还仅局限于在外墙表面抹保温砂浆和贴挂保温板。外保温技术比内保温和夹心保温技术更有优势，但是外保温的质量现场操作具有不可控性，还易引发空鼓脱落等质量弊病，甚至引发火灾难。国家节能要求不断提高（从0到50%到65%），已有大量节能墙体技术不能满足节能65%的要求。所以，新型节能墙体技术的研发与建筑结构体系相结合会更高效，发展建筑节能与结构一体化技术势在必行。
2）“禁粘”节土、节约资源的需要
国办发[2005]33号通知，发出了“禁实”的通知，目前已经通过三批“禁实”工作，完成既定目标，要求墙体材料进一步“禁粘”。过去大量的粘土制品作为墙体材料，不符合国家节土政策。所以，发展新型非粘土制品墙体廹在眉睫。
泡沫混凝土发泡形成，占用尽量少的资源，且轻质，减轻了墙体的自重，节约了承重构件资源。
3）劳动生产率提高的需要
目前，劳动力紧缺已成为建设行业最头疼的问题之一。建筑业发展虽快，物质技术基础显著增强，但从整体看，劳动生产率提高幅度不大，问题较多，整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能，优化产业结构，加快建设速度，改善劳动条件，大幅度提高劳动生产率，使建筑业尽快走上质量效益型道路，成为国民经济的支柱产业。目前墙体，尤其是外围护墙体，主要靠人工砌筑，工业化程度低，占用大量劳动资源。所以，需要大幅度革新，研发劳动生产率高的墙体技术。
4）建筑产业化的需要
建筑产业化是我国建筑业的发展方向，是随西方工业革命出现的概念，1974年，联合国出版的《政府逐步实现建筑产业化的政策和措施指引》中定义了"建筑产业化":按照大工业生产方式改造建筑业，使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和组织管理科学化，并逐步采用现代科学技术的新成果，以提高劳动生产率，加快建设速度，降低工程成本，提高工程质量。
发明内容
本发明内容的目的在于解决上述问题，提出一种保温、轻质和防火性能好，施工快成本低的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体及其施工方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术：
一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，包括作为墙体外侧面的装饰板和作为墙体内侧面的纤维板，所述装饰板固定在龙骨上，所述纤维板固定在立柱上，且在装饰板内表面、纤维板内侧面、以及建筑主体结构外表面之间形成混凝土浇筑空腔，所述龙骨和立柱位于该混凝土浇筑空腔内；所述混凝土浇筑空腔内浇筑有泡沫混凝土而使泡沫混凝土、装饰板、纤维板、龙骨、立柱和建筑主体结构形成作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体。
由此，本发明直接将装饰板和纤维板兼作浇筑模板，施工快捷、且无需再布置模板，降低了成本，同时采用泡沫混凝土，可以进一步提高保温效果。
根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：
优选地，所述立柱为C型轻质钢立柱。
优选地，所述装饰板为可背栓开孔固定的石材板、瓷板或陶板。
优选地，所述纤维板为无石棉纤维素纤维水泥板。
优选地，所述纤维板通过锚固钉与立柱固定连接，所述装饰板通过螺杆背栓与固定龙骨固定连接，且该装饰板与建筑主体结构的锚固连接件固定相连。为了形成立体骨架，提高保温墙的结构强度，所述龙骨包括方型钢制成的竖龙骨和横龙骨，横龙骨通过锚固钉与竖龙骨固定连接。
进一步地，所述装饰板由多块拼接而成，且相邻两块装饰板之间的缝隙内填充有耐候密封胶。
优选地，所述泡沫混凝土的填充密度为450kg/m³-700kg/m³。
优选地，所述装饰板上背栓开孔的密度为每平方米开8~15个背栓孔。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种如上述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体的施工方法，其包括如下步骤：
S1、清除建筑主体结构的外架，并安装施工吊篮；
S2、在建筑主体结构上钻安装孔安装锚固钉；
S3、安装龙骨，龙骨包括竖龙骨和横龙骨；其中，在无锚固受力点的位置安装竖龙骨，并将竖龙骨固定在主体梁上，然后在竖龙骨上固定安装横龙骨；
S4、在建筑主体结构上安装用于辅助承受泡沫混凝土重量的支架；
S5、在建筑主体结构与外填充墙的接口处植入钢筋，并在窗户设置位置的四周安装加强筋；
S6、安装立柱、装饰板和纤维板；
S7、在装饰板内表面、纤维板内侧面、以及建筑主体结构外表面之间形成空腔内分层浇注泡沫混凝土。
步骤S7中，如果层高不超过3米，则每层的泡沫混凝土分四次现浇，窗户四周细石混凝土分两次灌注，交叉施工。
藉由上述结构，本发明提供的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体包括墙体两侧的外侧面装饰板、内侧面纤维板及其连接所述外侧面装饰板、内侧面纤维板的连接件，外侧面装饰板为可背栓开孔固定的石材板、瓷板或陶板，内侧面纤维板为蒸压无石棉纤维素纤维水泥板；在外侧面装饰板和内侧面纤维板中间分布轻钢龙骨作为立柱、型钢龙骨作为竖龙骨和横龙骨，内侧面纤维板通过锚固钉与立柱连接，外侧面装饰板通过螺杆背栓与型钢横龙骨连接；在建筑主体结构部位，外侧面装饰板通过螺杆背栓与建筑主体结构锚固连接件相连；在外侧面装饰板与内侧面水泥纤维板及建筑主体结构外表面之间自然形成空腔内浇注泡沫混凝土形成保温装饰一体化复合外墙体。
所述的立柱具体为C型轻质钢；所述的型钢竖龙骨为方型钢，并在型钢竖龙骨设置横向分布的横龙骨L角钢，横龙骨L角钢通过锚固钉与竖龙骨方型钢连接。外侧面装饰板之间的缝隙填充耐候密封胶。
本发明在立足湖南地区现有条件基础上，通过对国内外建筑节能复合外墙体系对比、经验借鉴以及分析我国建筑节能复合外墙体系的发展现状，提出中高层框架结构和部分短肢剪力墙结构建筑填充外墙采用保温装饰一体化设计，实现复合外墙墙体保温装饰一体化。通常现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合外墙体施工时，为避免产生热桥效应，采用双排轻钢龙骨、双层水泥纤维板结构。本课题在此基础将外墙外侧面水泥纤维板改用外墙装饰板代替，采用背栓式等专有技术开孔连接，锚固钉固定，安装轻钢龙骨提供锚固受力点；内侧面仍采用水泥纤维板轻钢龙骨结构，轻钢龙骨安装在填充墙里，保证水泥纤维板和剪力墙内表面齐平；外侧装饰板与内侧水泥纤维板及建筑物主体外表面之间自然形成空腔，在空腔内浇注干密度为600㎏/m3泡沫混凝土。待泡沫混凝土凝固后即形成保温装饰一体化复合外墙体系。
本发明采用上述技术后，具有如下优点：
1、质量轻。在空腔内浇筑轻质、高强泡沫混凝土，将泡沫混凝土密度控制450~750kg/m3,一般可使建筑物自重降低25%~30%。
2、保温隔热性能好。泡沫混凝土中含大量封闭的细小孔隙，能有效地阻隔房间内外的能量交换，具有良好的热工性能，当泡沫混凝土密度小于700kg/m3时，采用不同墙体厚度，其外墙均可实现自保温，达到国家节能65%的要求。
3、隔音耐火性能好。泡沫混凝土属多孔材料，因此是一种良好的隔音材料，且泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性。
4、防水性能强。现浇泡沫混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。泡沫混凝土的孔隙多为闭孔结构，互不连通，抗渗性能很好。超过300mm厚的现浇泡沫混凝土，其防水抗渗性能远远要比在200mm厚的砌块墙体上抹20~30mm厚的防水砂浆好。
5、外墙装饰板安装更牢固。外墙装饰板采用背栓开孔，锚栓固定，所有金属紧固件和龙骨都被泡沫混凝土完全包裹，使之难以被锈蚀。传统保温装饰板的安装是采用贴、挂接合的方式，时间长了，存在脱落的危险。
6、整体性及抗震性好。泡沫混凝土采用现场浇注施工，与主体工程结合紧密；泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用，具有较好的抗震性能。在地震多发区，使用该种复合外墙可最大程度避免外墙饰面层脱落伤人。
7、实现保温装饰一体化。能实现墙体保温与建筑结构同步设计、同步施工，实现保温装饰一体化，质量安全更可靠，保温防火性能好，保温节能与建筑物同寿命。
8、施工成本大大降低；使用相同的外墙装饰板（外购价格均按60元/㎡计 ），采用一体化施工工艺的外墙综合造价，比传统干挂工艺的外墙综合造价降低181元/㎡；
9、施工速度快，可缩短工期。传统的外墙施工必须按以下四个步骤：砌筑外填充墙、两面抹水泥砂浆、做外墙保温、做外墙装饰。如果前一步没有完工，则后一步很难施工，必须按部就班，造成施工速度缓慢。如果采用本发明的结构，则不但省去了外墙面抹水泥砂浆工程，而且外墙填充、保温和装饰一次完成，施工速度很快，可缩短工期，为投资方和建设方节省财务成本和管理成本。
附图说明
图1 是本发明实施方式的结构示意图。
图2 是A-A断面图；
图3是B-B剖面图；
图4是C-C剖面图；
在图中
1-纤维板；2-装饰板；3-立柱；4-螺杆背栓；5-竖龙骨；6-横龙骨；7-泡沫混凝土；8-连接件；9-耐候密封胶；10-建筑主体结构。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
在图1~4中，一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，包括墙体两侧的内侧面纤维板1、外侧面装饰板2，内侧面纤维板1具体为一种蒸压无石棉纤维素纤维水泥板，外侧面装饰板2为可背栓开孔固定的石材板、瓷板、陶板等；内侧面纤维板1和外侧面装饰板2中间分布C型轻质钢立柱3、方型钢竖龙骨5、L角钢横龙骨6；内侧面纤维板1通过锚固钉锚固在C型轻质钢立柱3上；L角钢横龙骨6通过锚固钉与方型钢竖龙骨5连接；外侧面装饰板2通过螺杆背栓4与L角钢横龙骨相连；在建筑主体结构部位10，外侧面装饰板2通过螺杆背栓4与主体结构锚固连接件8连接；在外侧面装饰板2与内侧面水泥纤维板1及建筑主体结构10外表面之间自然形成空腔内浇注轻质泡沫混凝土7形成保温装饰一体化复合外墙体。外侧面装饰板2相邻两板之间的缝隙填充耐候密封胶9。
相对已有技术，本发明的外侧面不使用水泥纤维板，而使用外墙装饰板，并采用背栓式开孔、锚固钉固定，没有锚固受力点的位置，安装钢结构龙骨提供锚固受力点；内侧面仍采用水泥纤维板轻钢龙骨结构，轻钢龙骨安装在填充墙里，保证水泥纤维板和剪力墙内表面齐平即可。外侧装饰板与内侧水泥纤维板及建筑物主体外表面之间会自然形成一个空腔，在此空腔内浇注干密度为600kg/m3的轻质泡沫混凝土。待泡沫混凝土凝固后，即形成填充、保温、装饰一体化复合外墙。
本发明的外墙装饰板与建筑物主体之间的间距可通过锚固钉和挂件任意调整。间距越大，泡沫混凝土（对建筑物主体梁、柱及剪力墙的外表面）的包裹层就越厚，保温效果也越好。干密度为600kg/m3的泡沫混凝土导热系数为0.14w/(m.k)，120mm厚的包裹层其热阻与30mm厚的XPS板相当，基本就可达到国家夏热冬冷地区建筑节能要求。填充墙部位的保温性能就更好了，如果外墙装饰板与建筑物主体之间的间距为120mm，则填充墙部位的泡沫混凝土厚度可达到312mm，实现自保温绰绰有余。对于保温要求更高的寒冷地区，可以在外墙装饰板的背面再粘贴几公分厚的XPS板（即使用装饰保温复合板），安装后与泡沫混凝土浇筑在一起，既可增强保温性能，以满足寒冷地区的建筑节能要求，还可缩短装饰板与主体之间的间距，减少复合墙体厚度，降低泡沫混凝土的浇注量，节约成本。
该一体化复合外墙的结构体系符合《现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体应用技术规程》（CECS406:2015）的要求；外墙装饰板的用材及安装方式，基本参照以下标准和图集：
1.《保温装饰板外墙外保温系统材料》（JG/T287—2013）；
2.《保温防火复合板应用技术规程》（JG/T350—2015）；
3.《外墙外保温建筑构造》（10J121）。
用于本发明的外墙装饰板必须适合背栓开孔固定，既可满足上述标准要求，又可背栓开孔固定的外墙装饰板有石材板、瓷板、陶板等，厚度为10mm左右。安装时，（依据标准）每平方米至少要开6个背栓孔，单点锚固力≥0.6KN，悬挂力≥0.1KN。考虑到泡沫混凝土浇注时对装饰板的侧压力，本发明每平方米开10~12个背栓孔，单点锚固力≥0.9KN
本发明所研究的建筑复合外墙体系是由内外两侧为水泥纤维板覆面轻钢龙骨式复合墙体系衍变而来——外墙外侧使用装饰板替代水泥纤维面板覆面，外墙内侧仍然采用水泥纤维板材覆面，中间空腔部分采用现浇泡沫混凝土填充。该复合外墙系不仅克服了砌块墙体单一材料单层结构所带来的保温性能差、抗震性能差、隔声吸音性能差等缺点，同时，由于空腔部分采用现浇泡沫混凝土填充，泡沫混凝土的干体积密度为 200kg/m3～700kg/m3，相当于粘土砖的 1/3～1/10、普通混凝土的 1/5～1/10，可大大减轻建筑物自重，增加楼层高度，降低基础造价10%左右；泡沫混凝土内部含有大量气泡和微孔，具备良好的绝热性能，导热系数通常为 0.07W/(m·K)～0.16W/(m·K)，其隔热保温效果比普通混凝土高数十倍，20cm 厚的泡沫混凝土外墙，其保温效果相当于49cm 厚以上的粘土砖外墙，可有效减薄墙体厚度，节约使用面积 12%左右，泡沫混凝土芯层被完全包裹在中间空腔内，强度差、耐候性能差、易干缩开裂等缺点被最大程度的弱化或弥补，轻质、保温性好、生产成本低等优点也得到充分发挥，特别是外墙外侧面改用装饰板替代水泥纤维面板覆面，实现了外墙墙体填充保温装饰一体化，是一种既响应国家建筑节能号召，又提升建筑节能技术创新水平，实现绿色可持续发展的新型建筑节能技术复合外墙体系。大力发展该复合外墙体系，对促进建筑节能减排，确保工程质量与安全，实现建筑业健康发展，具有积极作用，在工程当中颇具推广应用价值。
建筑产业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡。本发明能极大地促进企业发展建筑产业化，促进劳动力密集型建筑企业的转型，提高了劳动生产率，带动企业产业链，使企业出现质的变化。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1. 一种作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：包括作为墙体外侧面的装饰板（2）和作为墙体内侧面的纤维板（1），所述装饰板（2）固定在龙骨上，所述纤维板（1）固定在立柱上，且在装饰板（2）内表面、纤维板（1）内侧面、以及建筑主体结构（10）外表面之间形成混凝土浇筑空腔，所述龙骨和立柱位于该混凝土浇筑空腔内；所述混凝土浇筑空腔内浇筑有泡沫混凝土（7）而使泡沫混凝土（7）、装饰板（2）、纤维板（1）、龙骨、立柱和建筑主体结构（10）形成作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体。
2. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述立柱为C型轻质钢立柱（3）。
3. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述装饰板（2）为可背栓开孔固定的石材板、瓷板或陶板。
4. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述纤维板（1）为无石棉纤维素纤维水泥板。
5. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述纤维板（1）通过锚固钉与立柱固定连接，所述装饰板（2）通过螺杆背栓与固定龙骨固定连接，且该装饰板（2）与建筑主体结构（10）的锚固连接件固定相连。
6. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述龙骨包括方型钢制成的竖龙骨（5）和横龙骨（6），横龙骨（6）通过锚固钉与竖龙骨（5）固定连接。
7. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述装饰板（2）由多块拼接而成，且相邻两块装饰板之间的缝隙内填充有耐候密封胶（9）。
8. 根据权利要求1所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述泡沫混凝土（7）的填充密度为450kg/m³-700kg/m³。
9. 根据权利要求3所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体，其特征在于：所述装饰板（2）上背栓开孔的密度为每平方米开8~15个背栓孔。
10. 一种如权利要求1-9所述的作为建筑物外墙的保温装饰一体化复合墙体的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、清除建筑主体结构（10）的外架，并安装施工吊篮；
S2、在建筑主体结构（10）上钻安装孔安装锚固钉；
S3、安装龙骨，龙骨包括竖龙骨（5）和横龙骨（6）；其中，在无锚固受力点的位置安装竖龙骨（5），并将竖龙骨（5）固定在主体梁上，然后在竖龙骨（5）上固定安装横龙骨（6）；
S4、在建筑主体结构（10）上安装用于辅助承受泡沫混凝土重量的支架；
S5、在建筑主体结构（10）与外填充墙的接口处植入钢筋，并在窗户设置位置的四周安装加强筋；
S6、安装立柱（3）、装饰板（2）和纤维板（1）；
S7、在装饰板（2）内表面、纤维板（1）内侧面、以及建筑主体结构（10）外表面之间形成空腔内分层浇注泡沫混凝土（7）。
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