外墻無(wú)機(jī)纖維真空保溫板智慧化施工技術(shù)

路希鑫，錢(qián)浩，王申杰，劉子祥，劉志強(qiáng)，孫亞輝，王永

（中國(guó)十七冶集團(tuán)有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

0 引言

無(wú)機(jī)纖維真空保溫板是以無(wú)機(jī)纖維保溫板作為保溫芯板[1]，采用高真空阻隔膜在真空狀態(tài)下封裝而成。根據(jù)熱傳導(dǎo)理論，真空保溫板比傳統(tǒng)保溫材料更加高效節(jié)能[2-8]。其主要施工工藝包括基層處理、粘貼保溫板、涂抹抹面膠漿、鋪貼網(wǎng)格布、錨栓、飾面層施工等[5-6]。

由于其發(fā)展的還不夠完善，在施工過(guò)程中還有一些問(wèn)題有待研究：（1）無(wú)機(jī)纖維真空保溫板不能切割，施工前必須提前進(jìn)行排版[5]，避免產(chǎn)生不要的返工和浪費(fèi)；而人工排版和二維CAD排版費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且排版效果一般。（2）施工過(guò)程中工序較多，易發(fā)生混亂，且普通技術(shù)交底都是文字和圖片，較為單調(diào)。因此，進(jìn)行形象直觀的交底非常重要。（3）對(duì)于瓷磚飾面的無(wú)機(jī)纖維真空保溫板施工，如果按照普通施工方法進(jìn)行，先進(jìn)行錨栓施工，再進(jìn)行抹面膠漿及網(wǎng)格布施工，則由于飾面瓷磚較重，而無(wú)機(jī)纖維真空保溫板外抹灰是薄抹灰，致使瓷磚與保溫板結(jié)合不緊密，后期容易脫落，造成質(zhì)量問(wèn)題，需要經(jīng)常維修和返工。

BIM技術(shù)的發(fā)展為工程施工智慧化、信息化提供了技術(shù)支撐。因此借助新技術(shù)，并融合新技術(shù)于工藝，對(duì)于外墻無(wú)機(jī)纖維真空保溫板施工具有現(xiàn)實(shí)的意義。

本文主要內(nèi)容包括：（1）外墻和真空保溫板三維可視化模型的創(chuàng)建；（2）基于BIM技術(shù)的真空保溫板動(dòng)畫(huà)施工工序模擬；（3）瓷磚飾面的真空保溫板工序創(chuàng)新研究。

1 研究應(yīng)用過(guò)程和分析討論

1.1 項(xiàng)目概況

本工程位于安徽濉溪縣河西新區(qū)。采用無(wú)機(jī)纖維真空保溫板（以下簡(jiǎn)稱真空保溫板）的單體工程有綜合樓、藝體館、宿舍樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓等，外墻無(wú)機(jī)纖維真空保溫板工程量約7萬(wàn)m2。

1.2 施工技術(shù)工藝研究

針對(duì)真空保溫板不能切割、材料進(jìn)場(chǎng)數(shù)量難以控制，以及人工排版和二維CAD排版費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題，本文采用BIM技術(shù)創(chuàng)建外墻模型和真空保溫板三維BIM排版圖，預(yù)先確定施工工序，實(shí)行工廠預(yù)制保溫板、現(xiàn)場(chǎng)施工的方式，實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的外墻真空保溫板智慧化施工工序。

施工工序：施工準(zhǔn)備→BIM技術(shù)的外墻模型→BIM技術(shù)的保溫板排版→輸出保溫板參數(shù)和排版圖、工廠加工制作→BIM技術(shù)的施工工序制作→音像視頻技術(shù)交底→普通飾面保溫系統(tǒng)施工（粘貼保溫板、錨栓、填縫、第1遍抹面膠漿、掛玻纖網(wǎng)、第2遍抹面膠漿）→瓷磚飾面保溫系統(tǒng)施工（粘貼真空保溫板、填縫、掛鋼絲網(wǎng)、錨栓、抹面膠漿）。

1.3 BIM技術(shù)的外墻模型和保溫板排版

采用相關(guān)BIM軟件建立外墻BIM模型。在外墻BIM模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行真空保溫板排版，重點(diǎn)是邊角處及特殊部位，對(duì)連接處進(jìn)行應(yīng)力修正，BIM模型的真空保溫板排版具有可視化、參數(shù)化功能（如圖1所示）?；贐IM模型的參數(shù)化功能，可輸出真空保溫板參數(shù)、排版圖。真空保溫板參數(shù)包括單個(gè)保溫板尺寸、同尺寸保溫板數(shù)量、不同墻體保溫板數(shù)量、全部保溫板數(shù)量等。相關(guān)參數(shù)必須經(jīng)過(guò)專家確認(rèn)。排版圖包括二維圖、三維圖和3D打印圖。

圖1 外墻和真空保溫板排版模型

1.4 BIM技術(shù)的施工工序

外墻保溫系統(tǒng)工序較多，施工中易發(fā)生錯(cuò)誤，且普通技術(shù)交底都是文字和圖片，較為單調(diào)。因此，進(jìn)行形象直觀的交底非常重要。

基于BIM技術(shù)創(chuàng)建真空保溫板施工工序，依次制作虛擬的每道施工工序（見(jiàn)圖2）；并與類似工程實(shí)際視頻及圖片進(jìn)行對(duì)比；導(dǎo)出特定格式A文件。把特定格式A文件的BIM模型導(dǎo)入3dmax進(jìn)行細(xì)節(jié)、色彩等優(yōu)化，并導(dǎo)出特定格式B文件。將特定格式B文件和類似實(shí)際工程視頻、圖片導(dǎo)入視頻制作軟件。依據(jù)施工工序制作成完整的視頻，并配語(yǔ)音解釋。

圖2 BIM技術(shù)的施工工序視頻制作

1.5 音像視頻技術(shù)交底

使用音像視頻給管理人員和作業(yè)人員交底，并發(fā)放給所有人員，在施工現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)學(xué)習(xí)。

2 普通涂料飾面保溫系統(tǒng)

2.1 施工順序

基層清理、彈線→粘貼保溫板→填縫→安裝錨栓→第1遍抹面膠漿→掛玻纖網(wǎng)→第2遍抹面膠漿→涂料飾面。

2.2 基層清理、彈線

墻面應(yīng)清理干凈。基層驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行保溫施工。不符合要求的部位，應(yīng)剔鑿去除或用1∶2.5水泥砂漿修補(bǔ)平整。根據(jù)保溫系統(tǒng)要求，在墻面彈出控制線和位置線。

2.3 粘貼保溫板

先安裝托架，自下而上粘貼保溫板，應(yīng)保證水平縫整齊，垂直縫錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)縫寬度應(yīng)大于100 mm，如圖3所示。粘貼時(shí)，應(yīng)快速保證粘貼效果并采取措施保證平整度符合要求。保溫板粘貼48 h后，檢查是否松動(dòng)或者粘貼不實(shí)。保溫板粘貼時(shí)上板邊與下板邊之間互相靠邊粘貼，板與板之間的寬度控制在20 mm內(nèi)。

圖3 無(wú)機(jī)纖維真空保溫板的鋪貼

2.4 安裝錨栓

真空保溫板采用錨栓固定加強(qiáng)處理，每塊真空板中間有一個(gè)專門(mén)固定錨栓的位置，錨栓只能安裝在此部位，如圖4所示。根據(jù)本工程實(shí)際情況，為了便于施工，混凝土基體和填充墻基體的錨栓長(zhǎng)度都選擇為100 mm。每塊真空保溫板保證有1個(gè)錨栓。

圖4 錨栓及錨栓安裝

2.5 填縫、抹面膠漿、鋪貼網(wǎng)格布

真空保溫板粘好后用保溫砂漿填縫（見(jiàn)圖5）。抹面膠漿分2次刮涂，總厚度為4～6 mm，第1次刮涂為2～3 mm，鋪貼玻纖網(wǎng)，第2次刮涂為2～3 mm。抹面膠漿應(yīng)涂抹均勻，確保粘結(jié)效果，同時(shí)，趁濕將網(wǎng)格布粘貼好，壓入抹面膠漿內(nèi)（見(jiàn)圖6）。

圖5 無(wú)機(jī)纖維真空保溫板的填縫

圖6 涂抹抹面膠漿及鋪貼網(wǎng)格布

基于BIM創(chuàng)建門(mén)窗外側(cè)洞口網(wǎng)格布翻包示意（見(jiàn)圖7）；四周、內(nèi)側(cè)陽(yáng)角45°處各加1層400 mm×300 mm網(wǎng)格布，洞口四周預(yù)埋翻包網(wǎng)格布長(zhǎng)度應(yīng)大于100 mm，陽(yáng)角應(yīng)用護(hù)角條壓實(shí)，如圖8、圖9所示。大面積網(wǎng)格布應(yīng)繃緊，由中間向上下、左右方向刮涂抹面膠漿。網(wǎng)格布搭接寬度約為100 mm，不得皺褶、空鼓。網(wǎng)格布不應(yīng)外露和干搭接。抹面膠漿平整度滿足外墻涂料基層要求。

圖7 洞口翻包網(wǎng)BIM模型

圖8 洞口翻包網(wǎng)、陰陽(yáng)角加強(qiáng)網(wǎng)施工及固定

圖9 陽(yáng)角護(hù)角條施工

3 瓷磚飾面保溫系統(tǒng)創(chuàng)新工序

3.1 施工順序研究

本文通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，對(duì)瓷磚飾面的真空保溫板系統(tǒng)施工工序進(jìn)行創(chuàng)新，采用先滿鋪鋼絲網(wǎng)，后安裝錨栓的方法，使錨栓同時(shí)固定保溫板和鋼絲網(wǎng)，抹面抗裂砂漿兼做界面劑，增強(qiáng)保溫系統(tǒng)與瓷磚的粘接，防止瓷磚后期脫落。

創(chuàng)新后施工工序：基層清理、彈線→粘貼保溫板→填縫→鋪貼鋼絲網(wǎng)→安裝錨栓→刮涂抹面膠漿→瓷磚飾面。其中，基層清理、彈線、粘貼保溫板、填縫施工技術(shù)與普通涂料飾面的保溫系統(tǒng)相同。

3.2 鋪貼鋼絲網(wǎng)、安裝錨栓

緊貼真空保溫板滿鋪鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑為1 mm，鋼絲間距為10 mm。錨栓必須同時(shí)把真空保溫板和鋼絲網(wǎng)固定牢固，如圖10所示。

圖10 瓷磚飾面外墻保溫系統(tǒng)鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)、錨栓安裝

3.3 抹面膠漿刮涂

抹面膠漿只刮涂1遍，厚度為1～2 mm，應(yīng)剛好覆蓋住鋼絲網(wǎng)，且以粗糙面為宜（見(jiàn)圖11）。

圖11 瓷磚飾面外墻保溫系統(tǒng)抹面膠漿

3.4 瓷磚飾面

按設(shè)計(jì)進(jìn)行瓷磚飾面施工（見(jiàn)圖12）。由于基層鋪貼鋼絲網(wǎng)且基層面較為粗糙，水泥砂漿與保溫系統(tǒng)粘貼較牢固，后期瓷磚不容易脫落。

圖12 保溫系統(tǒng)的瓷磚飾面

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)外墻三維可視化BIM模型的建立，采用相關(guān)BIM軟件建立保溫板模擬排版，進(jìn)行施工模擬，具有可視化、參數(shù)化功能。通過(guò)特定格式導(dǎo)入3dmax進(jìn)行優(yōu)化，再導(dǎo)入視頻制作軟件，依據(jù)施工工序制作成完整的真空保溫板施工音像視頻，以形象直觀的方式向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底；采用先滿鋪鋼絲網(wǎng)，后安裝錨栓的方法，使錨栓同時(shí)固定保溫板和鋼絲網(wǎng)，同時(shí)抗裂砂漿具有界面劑的作用，提高與瓷磚層的粘接強(qiáng)度，防止瓷磚后期脫落。