精彩回顾 ▌结构与保温一体化技术应用（绿建之窗微信群2015年5月7日第40期）

讲座导读

【主讲人】常卫华

【简介】中国建筑科学研究院，研究员，工学博士，建硕研发部主任。

【讲座导读】本期【绿建大讲堂】由中国建筑科学研究院，研究员，工学博士，建硕研发部主任常卫华从真空绝热保温板复合混凝土墙体、砌体住宅技术 ，自承式快拆楼板等方面讲解建筑结构与保温一体化技术应用。

讲座实录

科普：建筑结构与保温一体化的概念

建筑结构与保温一体化区别于以前的建筑结构外保温和内保温。

1.外墙外保温存在问题

常见的外保温一般只有十几年的使用寿命，但是建筑结构使用寿命一般是50-70年，所以外保温需要每隔十几年进行更换，不能与建筑结构同寿命。

比如大家一直在讨论的这个问题：现在国家出了大笔的资金为建筑物做了外保温，过了十几年之后，如果保温出现了问题，谁再来出钱做下一次保温呢？这是将是一个很难解决的问题。

又如，现在建筑结构外保温材料用的很多的是聚苯板、挤塑板，过了很多年以后，有机物无法回收，造成大批的白色垃圾，这都是现在建筑外保温存在问题。

2.外墙内内保温存在问题

建筑结构内保温因在室内，不会受到外界环境的影响，所以寿命上比外保温要长很多，但是墙角地方或者保温截止的地方，会产生冷桥现象，出现结露。

总结：建筑结构围护墙或者承重墙与保温材料做在一体，保温层既不会露在外面，也不会出现冷桥现象，我们称它为建筑结构与保温一体化。

3.课题的建立

中国建筑科学研究院（下面简称中建院）为建筑结构与保温一体化研究方向，专门建立了一个重点课题。

课题研究背景：

基于真空绝热板保温材料（STP)而开展的研究课题，真空绝热板前几年是新出的课题，是一种保温材料，是中国建筑科学研究院在做十一五科研时候提出的课题。将建筑垃圾粉碎成特别细的粉，做成丝的形式，然后压成板状，放到袋里抽真空，利用无机物或者垃圾回收的材料，做成了一种保温效果非常好的材料。

真空绝热板的优势：导热系数非常低，保温性能高很多。

前言

本次讲座主要内容是真空绝热板在薄抹灰以外的设计施工技术，拓展其应用的方式。真空绝热板在施工过程中容易破损，这样会导致导热系数急剧下降。怎么样才能防止其在施工过程中的破损呢？下面由我（讲师）跟大家做一次分享。

一、真空绝热保温板复合混凝土墙体

简介:一般是由混凝土内外预制墙板、保温材料及连接内外墙的连接件组成的夹芯墙体。(形象的成为“三明治墙体”）

预制保温墙体与真空绝热保温板板复合的优势

（1）预制墙体的施工过程采用机械化施工，避免真空绝热保温板板铺设过程中的损坏。

（2）将真空绝热保温板板保护起来，减低真空绝热保温板板的破损率；

（3）延长了真空绝热保温板板的真空时效；

（4）增加了建筑使用面积。

图1

中建院做的“三明治墙体”不仅仅是将挤塑板换成真空绝热板，因为德国哈根公司首先提出，换了挤塑板之后就会出现内叶墙和外叶墙的连接件，受力性能发生改变的问题。外叶墙发生变形，原来连接件翘曲的变形空间是7cm，现在是减小到2.5cm,能否达到，也受到了质疑。

为此，中建院与美国thermomass和哈根公司合作（如图1），专门设计了连接件的技术——MC30。

图2

图3

图4

图2、3、4为建立技术用的基本力学方程，利用这些方程计算即可得到物质形式。

图5

图6

根据图5和图6所示，同时应用这些方程研发了一款计算软件，生成技术手册，按照需求，软件会生成布置方案，直接可指导人们设计与施工。

图7 洞口角部应力集中

如图7所示，软件对局部受力最大地方力学性能计算，洞口角部应力集中计算，提出设计意见。

图8

如图8所示，此项技术应用的工程案例名称：海淀区温泉C03公租房项目，开工时间：2014年4月，总建筑面积：8.7万平米。目前已有4栋楼封顶，其传热系数K值为0.38。

图9

如图9所示，第二种应用方式，用保温板与混凝土模板进行复合，形成PCF产品。这里应用钢筋桁架的链接方式。

图10

如图10所示，为四分点开洞整体板有限元分析。

图11

如图11所示，此项技术的示范工程名称：郭公庄一期公共租赁住房项目，开工时间：2013年9月，总建筑面积：21.3万平米。目前已有12栋楼完成了PCF施工。

图12

如图12所示，中建院相关专家在中建院实验室，与奥地利和德国专家进行技术探讨。

图13

如图13所示，第三项技术为真空绝热保温板复合挂板，分为整体挂板和竖条板。

图14

如图14所示， 为挂板的制作过程和成品展示。

图15

如图15所示，此项技术应用在北京市保障房的工程中。

二、砌体住宅技术

图16

如图16所示，中建院第四项技术为空心砌块与真空绝热保温板复合新产品，针对不同保温要求，采取不同的复合均采取了一定断桥的作用。比如产品左图采取的是轻质混凝土加聚苯颗粒。复合砌块最大的优点取消施工过程中保温工程的工序。

图17

如图17所示，施工工法分为半包法和全包法。半包法，框架与梁柱之间砌保温砌块，在梁柱外墙薄抹灰保温。全包法框架与梁柱之间采取砌筑方式，砌筑过程中290mm的墙向外只需出来4-5cm，即用4-5cm的保温砌块来砌筑梁和柱的外表面。

全包法优势在于一种砌筑工种，一次性完成外保温的砌筑工作。

图18 真空绝热保温板预制剪力墙论证会

如图18所示，2013年在北京市保障房管理中心组织召开论证会，杨嗣信和鲍玉清作为论证主席，此图为当时论证现场照片。

三、自承式快拆楼板

图19

产品概述

在钢筋桁架与模板之间设置连接件，形成可拆卸悬挂模板，在施工过程中，由桁架承担施工荷载，混凝土强度达到要求后，可拆除模板，这种楼板称作自承式拆拆楼板。

图20 木模组合快拆楼板

如图20所示，木模组合快拆楼板优点在于费用比较低，周转次数少。通常做多层与小高层的楼，应用木模组合快拆板。如果做高层（20层以上）或是周转次数比较多楼，则应采用铝模组合快拆楼板。铝模组合快拆楼板费用较高，但是打出的混凝土效果也比其他组合快拆模板好。

组合快拆楼板特点，支楼板过程中，不用像传统方式，先支脚手架—再支模板—绑钢筋。通过工厂预制，把钢筋焊成钢筋笼，像扁担一样可以承重，模板固定桁架下面，模板放在两个梁或者两面剪力墙上边，就会承住施工荷载。

施工方式速度快，大部分工作在工厂里完成，取消现场脚手架支撑和模板支模的过程，钢筋的工作也大部分在工厂里完成。

现在国家在做梁、剪力墙和框架柱子的时候，施工速度很快，但是做楼板的施工过程会很慢，支脚手架需要2天时间，支模板，绑钢筋也需要2天，干一层楼一共需要7天。如果采用组合快拆楼板的施工方式，干一层楼一共需要3天，所以这大大释放了劳动力，加快了工期进度。

在这里比较一下建筑工业化常用的叠合法。叠合法是在工厂先绑好大部分钢筋，浇筑5-8cm的混凝土，也就是说板的一半混凝土已经浇筑好，再到现场浇筑 上面一层混凝土，对梁柱和剪力墙会起到一个很好的结合效果。但是叠合法有一个问题，施工速度会很慢。混凝土在工场里浇筑一次，到施工现场有需要浇筑一次，需要浇筑2此。众所周知，混凝土的养护时间是比较长的，分2次浇筑施工过程会消耗很多的时间。所以装配式住宅的施工速度都比较慢。

楼板制作比较简单，完全的机械化生产，很快就会发配到现场。尤其是在现场，用人工搬方式即可支护好楼板。叠合法是5-8cm厚的混凝土，比较重，人工很难搬运，完全需要机械化的吊装布置叠合板。那么就会有一个新问题，我国施工机械化的水平远没有达到国外施工的先进水平，现在就采用叠合法过程，对国内的施工机械化提出一个挑战。虽然是很先进的施工工业化方式，但是实际的施工时间反而要比现浇的慢。

所以，提倡用自成式快装楼板做建筑工业化，把大部分的工作在工厂里完成，到现场只用很少的人工，就可以很快完成楼板铺设。

还有一个好处，自成得跨度很大，现在在5米4的跨度内不需要脚手架的支撑，但是叠合板在现场再次浇筑时，在叠合板下边还需要支撑脚手架，可以说施工工序并没有减少。

放好自成式快装楼板之后，再需要简单绑一些钢筋，即可直接浇筑混凝土。

图21

如图21所示，现场施工流程，其中有浇筑完混凝土后的效果图。

Q：真空绝热板的K值大概能到多少？

A:K值是传热系数，按要求来做，在北京的项目一般混凝土剪力墙结构1.5cm厚的真空绝热板，K值能到达到0.60，满足北京地区的65%节能要求，如果达到2.5cm厚的真空绝热板，墙体K值能达到0.45以下，能完成75%节能保温要求要求。

Q:夹心墙，内外墙板之间有连接吗？

A：有连接件，此技术是中建院三种技术中的重点技术。

Q:中科院都有生产基地吗？

A：有

Q:三明治夹心保温成本较常规剪力墙+外保温如何？

A：在实际工程中，与普通剪力墙成本相比要高。

Q:贵多少？

A:根据万科多年经验值是每平米贵400元。

Q：请问与市场的外墙装饰一体板相比，有何优势？

A：外墙装饰一体化，其实质是外墙保温。其问题是保温的使用寿命比较短。结构保温一体化，是保温层封在结构里，不会受到外界干扰，保温与结构寿命相同。

Q:国内几大发展商中有成功的楼盘案例吗？

A：目前房地产商做的项目中，该技术还没有应用到。主要应用到北京市保障房中，另外的方向是上海市保障房，曾经我（讲师）也是多次去上海讲解。

Q:夹心保温内外叶墙最薄厚多少？

A：如果墙是承重墙，在北方通常做的是内页墙20cm,外叶墙5-8cm。最薄的则是内外各5cm,中间有保温层，一共是12cm。

整理：崔建柱 责任编辑：崔建柱 校对：崔建柱

注：讲座内容根据语音整理而成，因整理人员并非专业人士，如出现用词不准，错词等问题，还请大家见谅，并感谢您反馈给我们，我们会及时修改。谢谢！