王 勇(上海建工集團股份有限公司,上海 200080)
隨著國家“雙碳”目標的提出,建筑業(yè)對節(jié)能減排的關注也逐年增加。根據(jù)《2022年中國建筑能耗與碳排放研究報告》,2020年全國建筑全過程碳排放總量為50.8億tCO2,占全國總碳排放的比重為50.9%。預計我國未來10年的建筑運行能耗將持續(xù)走高,完成2030年“碳達峰”目標具有緊迫性和艱巨性。隨著GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術標準》、T/CSUS 15—2021《超低能耗建筑評價標準》、GB 55015—2021《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》等系列標準的出現(xiàn),新型節(jié)能材料也變成了建筑業(yè)節(jié)能減排的新焦點。
SW硅墨烯免拆模保溫板作為新型外墻外保溫材料,在上海市節(jié)能項目外保溫材料中占據(jù)著一席之地。SW硅墨烯免拆模保溫板是以工廠生產的硅墨烯板作為建筑的外墻保溫板,建造過程中將其作為主體結構剪力墻外模板使用,永久性免拆,形成保溫與結構一體化[1]。SW硅墨烯免拆模保溫板的使用不僅節(jié)省木模板材料和免去人工拆除環(huán)節(jié),同時還提高了保溫層的保溫效果,且能減少開裂、預防滲水問題。SW硅墨烯免拆模保溫板作為A2級不燃防火材料,避免了傳統(tǒng)外墻保溫板的火災隱患,同時為房屋使用者節(jié)省了外墻內保溫所占室內空間。SW硅墨烯免拆模保溫板雖然作為新型材料在實際施工過程中存在較多缺點,但由于其獨特優(yōu)點仍不乏使用者,并且使用者在使用過程中不斷進行改善、研發(fā)使其施工更便捷的專用輔助件。
本項目位于上海市浦東新區(qū)臨港新片區(qū),用地面積約為43 000 m2,總建筑面積約為148 000 m2。本項目包括租賃住宅2棟,皆為18層高層;商品住宅4棟,分別為16層、18層、20層高層;保障房1棟,為20層高層;征收安置房7棟,分別為5層、11層、19層、20層;其他為配套用房、地下車庫、圍墻等。高層和多層住宅結構形式采用裝配整體式剪力墻結構。樓板采用疊合板,由于建筑使用空間要求,部分位置采用異形板,包含的預制構件有部分凸窗、陽臺、外墻、內外剪力墻、樓梯斜板、疊合樓板。
本項目1#樓~14#樓的1層、2層外墻采用SW硅墨烯免拆模保溫板外墻外保溫系統(tǒng)施工做法,從外往里的材料依次為涂料飾面層、封底涂料、滿刮2 cm厚柔性耐水膩子找平、抹面膠漿(內壓耐堿涂覆中堿網(wǎng)布)、硅墨烯保溫板和專用連接件、混凝土墻面。
SW硅墨烯免拆模保溫板是由上海圣奎塑業(yè)有限公司以石墨、聚苯乙烯顆粒為骨料,與無機漿料結合研制而成的具有A2級阻燃效果的新型保溫材料。硅墨烯免拆模保溫板的優(yōu)點是使用方便、耐腐蝕性強。因為其表面能與各種塑料薄膜發(fā)生化學反應生成致密型聚合物膜,從而使其具有良好的抗沖擊強度和水化硬化特性[2]。
SW硅墨烯免拆模保溫系統(tǒng)由SW硅墨烯免拆模保溫板、專用連接錨固件、抹面膠漿、耐堿涂覆網(wǎng)格布、涂料飾面的外墻耐水柔性膩子及涂料、面磚飾面時的柔性面磚膠粘劑和柔性面磚填縫劑組成。
外墻外保溫使用的傳統(tǒng)材料一般是EPS、XPS板等,雖然其保溫性能強,但最為嚴重的缺點是材料的易燃屬性導致火災隱患較大,典型火災案例是2010年上海市膠州路大樓火災、2022年長沙市電信大樓火災。傳統(tǒng)的保溫板施工方法外墻面原先也采用硅墨烯保溫板進行外保溫,常規(guī)做法是先澆筑混凝土墻體,當達到一定強度后,拆除模板并在其外表面粘貼硅墨烯保溫板,這種施工方法是傳統(tǒng)外墻外保溫板的粘貼方式。
相較于傳統(tǒng)的保溫板施工方法,SW硅墨烯免拆模保溫體系是新材料、新工藝,在已完成施工項目中采用的并不多,現(xiàn)場的施工過程中難免會碰到一些意想不到的問題。SW硅墨烯免拆模保溫板作為永久保溫層同時也在施工過程中兼做模板,對其在施工過程中的平整度、拼接縫的大小都需要嚴格的質量把關。質量監(jiān)督部門在SW硅墨烯免拆模保溫板的施工還沒有專門的工藝步驟、質量標準的情況下,不管對實際操作的模板工還是對計劃施工安排的管理人員來說,如何將新材料、新工藝在工程中實現(xiàn)是全新的挑戰(zhàn)。
本項目由于各單體樓棟的外立面造型各異,不規(guī)則造型較多存在大量的陽角、陰角及門窗洞口。這些外立面造型會導致SW硅墨烯免拆模保溫板很難大面積使用整板,需經過較長時間的排版盡可能減少材料的裁剪損耗,但在施工過程中也不可避免會產生較其他項目更高的損耗率。此外,不規(guī)則造型也會增加大量拼接縫,拼縫處的增多會增加澆筑混凝土過程中漏漿的可能性。
首先,立面圖中需要根據(jù)工廠生產的硅墨烯保溫板常規(guī)尺寸1.2 m×2.4 m或1.2 m×3.0 m2種規(guī)格進行材料的排版,結合建筑外立面施工圖中的墻體大面、陽角、陰角及門窗洞口的位置,繪制從細部節(jié)點出發(fā)至大面的排版圖。由于拼縫越多澆筑混凝土時漏漿的可能性越大,同時材料的損耗也會增加,因此在計劃時盡可能使用常規(guī)尺寸整板拼接,以此減少拼縫數(shù)量。為避免在澆筑混凝土時因板材過小產生質量問題,最小的拼接板塊寬度≥200 mm。本項目由于樓棟的外立面不規(guī)則造型較多,SW硅墨烯免拆模保溫板損耗率預計會達到12%~14%。考慮到施工計劃安排,現(xiàn)場材料翻樣負責人應提前30 d與供貨廠商確認每一批次的保溫模板尺寸與數(shù)量,按計劃批次生產、發(fā)貨。
SW硅墨烯免拆模保溫板在運輸過程中應注意防潮、防水,避免沾水;吊運過程中應使用柔性材料接觸保溫板,避免一點或一線上受力導致保溫板的破損;堆放時應采用架空堆放,避免積水沾濕并且堆放高度應不高于2.4 m。
SW硅墨烯免拆模保溫板運到現(xiàn)場后應由材料翻樣負責人進行逐一核對,應從細部節(jié)點部位向大面再進行現(xiàn)場翻樣,確認保溫板尺寸滿足實際施工。若有需要可以現(xiàn)場切割保溫板。
在SW硅墨烯免拆模保溫板正式施工前,應針對局部細部節(jié)點挑選個別施工難點部位先行施工作為樣板,就此樣板進行現(xiàn)場拉拔試驗并獲得是否滿足規(guī)范與設計要求的結論。在取得設計、監(jiān)理、建設單位認可后,方可大面積實施。該樣板可作為SW硅墨烯免拆模保溫板安裝實際范例向現(xiàn)場施工人員做施工交底,隨后開始大面積施工。
SW硅墨烯免拆模保溫板作為新型材料,暫無成熟的施工工藝。根據(jù)已知的施工方式,其實施順序分為2種,分別是先立外側免拆模保溫板后立內側模板和先立內側模板后立外側SW硅墨烯免拆模保溫板。本項目由于有先行的SW硅墨烯免拆模保溫板示范樣板區(qū),故在樣板區(qū)實施的過程中,項目部就有預見性地在樣板區(qū)進行了不同施工方式的實驗,以此實驗來考察實施質量及施工耗時,依靠數(shù)據(jù)在正式大面施工前做出正確的決定。
當采用新順序制模時,先立外側免拆模保溫板,內側沒有封板的情況下,可以通過未封模一側連接錨固件與主鋼筋的綁扎連接及加固,最大程度保障免拆模板澆筑后的平整度與垂直度,免除或減輕保溫模板表面的找平作業(yè)量[3]。相較傳統(tǒng)模板做法,這種方式多一道工序,模板工需要多做一步綁扎連接工作。
當按照常規(guī)的模板做法先立內側模板時,模板工能更熟練更高效地完成制模任務,但缺點則是澆筑完成混凝土后的外側保溫板相較新順序做法略粗糙,需要花費額外人工與水泥砂漿材料對局部不平整處進行找平,同時也會拖延后續(xù)抹面和網(wǎng)布粘貼的工序。
最終,考慮到施工質量的因素,本項目按先立外側SW硅墨烯免拆模保溫板后立內側模板進行大面施工。保證免拆模保溫板的施工質量,其關鍵在于對模板工施工工藝的交底和施工過程中的監(jiān)督、質量驗收工作。
按照規(guī)范與設計要求,將墻體鋼筋綁扎完畢、預埋套管放置并驗收合格后,采用先立外側SW硅墨烯免拆模保溫板并增加專用錨栓。在保溫板邊緣、拼接處及陽角、陰角搭接處,錨栓的距離略>50 mm,相鄰錨栓的間距≤600 mm。連接處理之后,需要確保質量指標與JG/T 366—2012《外墻保溫用錨栓》中的各項要求及標準保持一致,并選用專用的錨栓完成施工[4]。
窗洞、門洞的節(jié)點中,免拆模保溫板也可以作為側?;虻啄0迨褂?。陽臺板或樓板的施工中,其可作為底模板使用。當遇到外墻變形縫節(jié)點部位時,變形縫中填充巖棉,用兩端帶有固定螺栓的鋁合金板連接并固定2塊斷開的免拆模保溫板,并在接縫處設置1.2 mm厚熱塑性三元乙丙橡膠卷材止水帶。為避免模板工施工質量差影響保溫板平整度,施工過程中應派質量管理人員旁站或巡視。在另一側內模封模前,還要派質量檢查專人對外側保溫板的固定件安裝進行隱蔽驗收。
當鋪設好外側免拆模保溫板后,在墻體鋼筋一側放置控制保護層的水泥墊塊。隨后采用200 mm長兩側各帶約50 mm彎折邊的“U”型鋼筋固定搭扣以≤500 mm的間距進行固定,像訂書釘一樣將SW硅墨烯免拆模保溫板的拼縫處加以固定,檢查保溫板之間的縫隙≤2 mm。為避免澆筑混凝土過程中的漏漿導致質量問題,拼縫>2 mm處應采用發(fā)泡進行填縫。
外側保溫板安裝、固定完畢后,開始內側模板的安裝。最后安裝兩側模板上的主楞、次楞和對拉螺桿,使其組成一個穩(wěn)定、可靠的固定體系,將兩側模板牢牢拉結在一起。
澆筑前適當濕潤模板內側,混凝土澆筑嚴格遵守澆筑規(guī)范與執(zhí)行施工方案。施工中,要求混凝土的澆筑不得超出1 m,且在施工中必須針對混凝土完成振搗檢測,確?;炷恋恼駬v效果足夠密實、均勻[5],同時,質量管理負責人需跟蹤關注振搗部位的保溫板平整度及漏漿情況。在做到振搗密實的前提下,避免振搗棒碰到SW硅墨烯免拆模保溫板,影響施工質量和保溫板的平整度。若在振搗過程中誤碰保溫板或由于其他情況導致保溫板拼縫出現(xiàn)漏漿情況,模板工應在第一時間做出補救措施,避免產生進一步的爆模、模板較大位移等質量事故及情況惡化后的更多材料浪費。
當混凝土外墻達到養(yǎng)護時間后,依照順序先拆除兩側模板上的對拉螺桿、次楞和主楞。鋼筋固定搭扣可以隨后取下,作為周轉材料用于后續(xù)SW硅墨烯免拆模保溫板的固定使用。對于SW硅墨烯免拆模保溫板的拼縫、凹凸不平處、陽角、陰角處進行找平工作,并在拼縫處粘貼耐堿玻纖網(wǎng)布,以增加拉結強度,防止表面開裂。
內模拆除后,注意對成品實施保護措施,避免破損后的二次修補。
SW硅墨烯免拆模保溫板的使用仍存在很多問題待進一步優(yōu)化。例如,該保溫板目前只有上海圣奎塑業(yè)有限公司一家企業(yè)生產,供不應求,使用該材料需較早規(guī)劃。施工所需的錨固件也是SW硅墨烯免拆模保溫板專用,特定材料較多會影響新型材料的采用率。新建項目不規(guī)則構造居多,在只有2種規(guī)格整板的情況下,材料裁剪導致的損耗率增大尤為嚴重。新材料的使用對于管理人員的現(xiàn)場翻樣精準度以及施工人員的技術、責任心都是一個較大的考驗。經過實踐,盡管做到了專人旁站、監(jiān)督與驗收,但在混凝土澆筑完成后的質量檢查中,仍發(fā)現(xiàn)較多處漏漿、平整度的問題。現(xiàn)行的標準與規(guī)范對SW硅墨烯免拆模保溫板還未有專項指導和驗收標準,使得監(jiān)理單位在評判施工單位的施工質量時無法準確衡量其好壞。以上這些問題成為新型材料發(fā)展道路上的阻礙。
在實現(xiàn)“雙碳”目標的大背景下,各類綠色節(jié)能的標準規(guī)范陸續(xù)發(fā)布,預示著節(jié)能減排是大勢所趨。政策明確了建筑的綠色節(jié)能轉型道路,而探索節(jié)能減排的新型建筑材料也成了關鍵之一。SW硅墨烯免拆模保溫板作為現(xiàn)行的新型材料,其優(yōu)勢在于性能既滿足保溫又滿足防火,不過,其在施工工藝方面還有較長的路要走。希望本項目的實踐經驗能為推動節(jié)能材料的發(fā)展出一份力。后續(xù)采用SW硅墨烯免拆模保溫板的設計單位和施工單位能在此基礎上,將新型節(jié)能材料的施工質量和工藝進一步完善。