混凝土保溫幕墻技術(shù)研究與應(yīng)用

閆韶偉

【摘 要】現(xiàn)如今，一座座高樓屹立于城市，進(jìn)一步促進(jìn)城市的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。就目前的情況來(lái)看，在高層建筑中已經(jīng)廣泛的使用混凝士保溫幕墻技術(shù)，其在保溫性，還是耐火性能方面都促進(jìn)了工程的使用效益，因此加強(qiáng)對(duì)其的研究是非常有必要的，對(duì)此本文分析了混凝土保溫幕墻技術(shù)研究與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】混凝土；保溫幕墻技術(shù)；應(yīng)用

引言

混凝土保溫幕墻目前已在高層建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，混凝土保溫幕墻的使用壽命與建筑主體結(jié)構(gòu)相同，實(shí)際使用中一般不會(huì)出現(xiàn)幕墻先于建筑主體結(jié)構(gòu)損壞現(xiàn)象。基于上述特點(diǎn)，可推知混凝土保溫幕墻可成為現(xiàn)代建筑施工的主要技術(shù)，只要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在幕墻施工中做好全面的施工管理，混凝土保溫幕墻的保溫能效必定能得到充分發(fā)揮。

1、混凝土保溫幕墻概述

混凝土保溫幕墻是有混凝土面層、保溫板共同組成的一種幕墻結(jié)構(gòu)它不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)的荷載與作用是建筑外墻外保溫施工中的常見(jiàn)方法之一。在這種工程施工中保溫板普遍采用了絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料和絕熱用擠塑苯乙烯泡沫塑料兩種，然后將其安裝在混凝土面層上，并且通過(guò)相關(guān)的連接件進(jìn)行連接。

經(jīng)過(guò)多年的工作實(shí)驗(yàn)分析得出，混凝土保溫幕墻是一種符合的幕墻結(jié)構(gòu)體系，其在施工中可以按照保溫幕墻的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行施工，同時(shí)其和主體結(jié)構(gòu)壽命相同肩著面層切割、留縫的施工優(yōu)點(diǎn)不僅滿(mǎn)足了國(guó)家以及建筑物防火墻耐火極限的規(guī)定要求，而且具備著相同工程施工實(shí)踐條件，已成為目前工程建設(shè)領(lǐng)域采用最多的施工技術(shù)之一。

2、混凝土保溫幕墻性能特點(diǎn)

2.1、保溫幕墻的保溫性能

混凝土保溫幕墻是一種復(fù)合保溫幕墻系統(tǒng)，由于保溫層為保溫板材和型鋼板材共同構(gòu)成的它通過(guò)計(jì)算確定保溫層熱阻、完整性，從而保證工程施工質(zhì)量。為了更好的解決混凝土保溫幕墻體系的傳熱系數(shù)，可以通過(guò)對(duì)混凝土保溫幕墻自身的保溫性能進(jìn)行測(cè)試，從而確定工程保溫層的施工厚度。為合理的編制混凝土保溫幕墻的熱工性能參數(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

在通常情況下建筑物混凝土保溫幕墻施工中施工尺寸一般都控制在1450mm×1450mm×300mm內(nèi)其厚度方向分別控制在三層以上，也就是200mm×3，其中整個(gè)墻體的厚度為600mm。在施工中，混凝土面層以及保溫板設(shè)置了4個(gè)邊長(zhǎng)相同的鋼管進(jìn)行連接，其中鋼管普遍選用了空心鋼管，其空心處選擇采用水泥砂漿進(jìn)行填充，然后在試件上設(shè)置了6個(gè)孔道，其預(yù)留孔道也采用了水泥砂漿進(jìn)行填充和處理。

在進(jìn)行試件測(cè)試的時(shí)候，整個(gè)測(cè)試方法的應(yīng)用普遍按照《絕熱穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)熱想法》作為基本原理，并將其和當(dāng)今施工技術(shù)和施工策略結(jié)合，令其在滿(mǎn)足維穩(wěn)態(tài)熱傳輸?shù)耐瑫r(shí)，能夠達(dá)到模擬出不同季節(jié)的建筑物保溫要求，從而令建筑物墻體保溫性能和保溫箱之間保持協(xié)調(diào)一致，達(dá)到系統(tǒng)、綜合發(fā)展的目標(biāo)。在目前的建筑工程領(lǐng)域中不同建筑物的保溫箱采用的計(jì)量單位也不盡相同，整個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完全是按照夏冬兩個(gè)不同季節(jié)的濕度、風(fēng)速以及陽(yáng)光輻射條件開(kāi)展的。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的測(cè)試和應(yīng)用，若干個(gè)小時(shí)之后整個(gè)裝置逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)過(guò)測(cè)試試件兩方面的整理之后，整個(gè)裝置的穩(wěn)定性良好，測(cè)試時(shí)間的空氣溫度、表面流速以及外部溫度都達(dá)到一致，由此計(jì)算出合理的傳遞熱量。

2.2、混凝土保溫幕墻受力分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土保溫幕墻主要承受幕墻重力荷載、風(fēng)荷載、地震和主體結(jié)構(gòu)變形的影響?；炷帘啬粔Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括混凝土面板設(shè)計(jì)和連接件設(shè)計(jì)?；炷撩姘逯饕惺茱L(fēng)荷載和垂直于幕墻平面的分布水平地震作用，混凝土面板的固定點(diǎn)是連接件，按混凝土面板與連接件的連接方式進(jìn)行計(jì)算，按JGJ114-2003《鋼筋焊接網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

連接件應(yīng)能承受混凝土面板的重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用。連接件應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證連接件在主體上的錨固強(qiáng)度應(yīng)大于連接件本身承載力設(shè)計(jì)值；與連接件直接相連接的主體結(jié)構(gòu)件，其承載力應(yīng)大于連接件承載力。

2.3、混凝土保溫幕墻的耐火性能

混凝土保溫幕墻不僅具有保溫這一基礎(chǔ)性能，還具有良好的耐火性能。為了對(duì)這一論點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，現(xiàn)仍然采用試驗(yàn)檢驗(yàn)方法，對(duì)其耐火性能作詳細(xì)探討。

1）檢驗(yàn)方法

檢驗(yàn)方法選擇普通的耐火性能檢驗(yàn)法，檢驗(yàn)對(duì)象是某尺寸大小為4205mm×3700mm×300mm的混凝土保溫幕墻試件。試驗(yàn)期間，需先將試件置于高溫爐中，將混凝土面板所在那一面當(dāng)做向火面，然后再對(duì)試件進(jìn)行均布加載。

2）檢驗(yàn)結(jié)果分析

驗(yàn)進(jìn)行到240min時(shí)，試件的中心位置開(kāi)始發(fā)生形變，形變量為5mm，形式為垂直軸向變形；同時(shí)，試件背火面的四分之一中心位置出現(xiàn)水平偏轉(zhuǎn)形式的變形，變形程度為3mm。試驗(yàn)中，雖然試件出現(xiàn)不同形式、不同程度的變形，但其整體結(jié)構(gòu)性能并未受到影響，試件并未發(fā)生倒塌，也并未失去承載能力。由此看來(lái)，混凝土保溫幕墻的耐火性能是極好的，比普通幕墻結(jié)構(gòu)的耐火系數(shù)要高，能充分滿(mǎn)足建筑一級(jí)防火墻的設(shè)計(jì)與施工要求。

3）使用壽命分析

混凝土保溫幕墻的使用壽命與建筑主體結(jié)構(gòu)一致，而這一論點(diǎn)是否能真正成立，主要取決于幕墻的混凝土面層質(zhì)量，以及保溫板材的性能。從某種程度上說(shuō)，保溫板材的性能及其使用壽命是決定保溫幕墻使用壽命的關(guān)鍵因素。XPS和EPS是混凝土保溫幕墻施工常用的兩種保溫板材，都具有較好的保溫性能。這兩種材料應(yīng)用到實(shí)際工程中，其使用壽命主要受到天氣、溫度、機(jī)械負(fù)荷、光、生物等多種因素的影響。一般情況下，施工人員會(huì)在保溫板材外部施工一層厚度為50mm的鋼筋混凝土面層，這樣能杜絕溫度、生物、機(jī)械負(fù)荷等直接對(duì)板材造成損壞，達(dá)到延長(zhǎng)保溫板材使用壽命的目的。相關(guān)人士對(duì)XPS板材做了熱氧老化試驗(yàn)，得出了以下結(jié)論。

3、混凝土保溫幕墻的施工方法

混凝土保溫幕墻可采用現(xiàn)澆和后置兩種施工方法。

1）現(xiàn)澆混凝土保溫幕墻施工

現(xiàn)澆混凝土保溫幕墻是將混凝土面層、連接件、保溫板與主體結(jié)構(gòu)混凝土同步施工， 該施工方法使混凝土保溫幕墻與主體結(jié)構(gòu)在澆筑混凝土后成為一個(gè)整體，有結(jié)合緊密、耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。 但是為保證保溫板在內(nèi)外層混凝土澆筑時(shí)不出現(xiàn)過(guò)大偏移，一定要將保溫板固定牢固， 并嚴(yán)格控制澆筑混凝土?xí)r保溫板兩側(cè)的混凝土高差在 400mm 以?xún)?nèi)。

2）后置混凝土保溫

幕墻施工后置混凝土保溫幕墻是在主體結(jié)構(gòu)或建筑圍護(hù)墻體施工完成后再施工的混凝土保溫幕墻。 該混凝土保溫幕墻的施工與主體結(jié)構(gòu)施工分開(kāi)進(jìn)行，減少了相互干擾，施工靈活，適用于在各類(lèi)墻體施工混凝土保溫幕墻， 也適合既有建筑砌體的節(jié)能改造。其構(gòu)造節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1。

1-既有建筑墻體；2-預(yù)埋件；3-混凝土錨固體；4-裝飾層；5-混凝土面層；6-鋼筋；7-連接件；8-保溫層

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土澆筑時(shí)按設(shè)計(jì)要求留設(shè)預(yù)埋件；新建建筑物的砌體施工時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求留設(shè)現(xiàn)澆筑混凝土錨固體錨固預(yù)埋件；在既有建筑砌體上，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求間距開(kāi)混凝土錨固體預(yù)留孔，然后澆筑混凝土錨固體錨固預(yù)埋件。 預(yù)埋件在基層墻體上埋設(shè)牢固后，即可按設(shè)計(jì)要求焊接連接件、安裝保溫板、綁扎鋼筋網(wǎng)、涂抹面層混凝土，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后形成混凝土保溫幕墻。

總之，混凝士保溫目前是如今高層建筑體系建設(shè)過(guò)程中所廣泛使用的一種幕墻形式，該幕墻不僅有著良好的保溫效果，其耐用性、耐火性也完善符合要求，其主要是能夠提升室內(nèi)空間舒適度，因此也是越來(lái)越受到人們的重視。

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