田永明，陳志惠，王智，熊鳳鳴

（1重慶思貝肯節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 401329；2重慶大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 重慶 400045）

0 前言

我國(guó)是世界能耗大國(guó)，其中建筑能耗占到了全社會(huì)總能耗的30%左右，建筑能耗問(wèn)題已經(jīng)受到了政府和社會(huì)的廣泛關(guān)注。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗是建筑能耗的主要組成部分，約占整個(gè)建筑能耗的70%左右。因此建筑節(jié)能改造的重點(diǎn)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造[1]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)目前既有建筑面積超過(guò)500億m2，其中90%以上都是高能耗建筑[2]。隨著人民生活水平的提高，建筑能耗快速增長(zhǎng)，同時(shí)非節(jié)能建筑數(shù)量不斷積累，對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造以避免能源的浪費(fèi)，提高建筑熱舒適度，已成為我國(guó)當(dāng)前必須盡快解決的重大問(wèn)題[3]。纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板的燃燒等級(jí)為A級(jí)，重量輕，可有效降低建筑物荷載，且飾面豐富，施工工期短，施工不擾民，是一種非常適合于既有建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造的材料。

1 涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

安裝在建筑物外墻外表面的由涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板（在工廠預(yù)制生產(chǎn)，以纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫板為芯材，與涂層金屬板復(fù)合而成的具有保溫與裝飾功能的板狀制品）、界面劑、膠粘劑、扣掛連接件、填縫材料、密封膠和排氣塞等構(gòu)成的非承重保溫裝飾系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)造

涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板與基層墻體之間采用粘結(jié)與扣掛相結(jié)合的安裝方式[4]。其構(gòu)造圖如表1所示。

表1 涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)基本構(gòu)造

2 涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板應(yīng)用技術(shù)

2.1 基層墻體處理

許多既有建筑的外墻面存在著滲水、空鼓等薄弱部位，這些薄弱部位的存在嚴(yán)重影響了膠粘劑與基層墻體的粘結(jié)強(qiáng)度，如果不進(jìn)行處理，將會(huì)嚴(yán)重影響外保溫系統(tǒng)的安全。首先采用高精度的紅外熱成像儀拍攝找出外墻基層的裂縫、空洞、滲漏等缺陷部位的大小和位置。有效的基層處理可以改善膠粘劑與墻體基層的粘結(jié)強(qiáng)度，提高外保溫系統(tǒng)的安全、可靠性。不同外墻飾面材料的基層處理措施有所不同。

2.1.1 清水磚墻飾面的外墻基層處理措施

表面浮灰可用高壓水龍頭或清除劑清除，由凍害、析鹽等因素所造成的損害、墻面油跡可用堿液洗除，霉斑可用化學(xué)去霉劑處理，表面有突起物時(shí)應(yīng)剔除，裂縫及不平部位應(yīng)填充和修補(bǔ)涂刷界面劑，以提高基層表面的附著力。

2.1.2 以水刷石為飾面的外墻基層處理措施

表面浮灰可用高壓水龍頭清除空鼓和疏松等部位進(jìn)行剔除，裂縫處應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，然后用水泥砂漿修補(bǔ)找平。

2.1.3 以面磚、馬賽克為飾面的外墻基層處理措施

面磚、玻璃馬賽克外墻飾面是20世紀(jì)80年代建筑廣泛采用的外墻裝飾工藝，具有施工方便、造價(jià)低、堅(jiān)固耐用、美觀等優(yōu)點(diǎn)。由于改建項(xiàng)目建筑物已使用 20年，墻面存在大面積污垢和局部空鼓開(kāi)裂、松動(dòng)剝落等現(xiàn)象，直接影響保溫裝飾板粘結(jié)，因此從以下幾個(gè)方面進(jìn)行基層處理：

（1）面磚、玻璃馬賽克是硅酸鹽材料，宜采用酸洗法除去原有外墻面污垢。對(duì)松動(dòng)、空鼓、即將脫落的面磚及馬賽克應(yīng)敲掉，表面無(wú)油污等溶劑型附著物，對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度無(wú)影響的非釉面飾面磚可不清除。

（2）局部空鼓開(kāi)裂部位采用切割機(jī)切除，同時(shí)清除松動(dòng)的玻璃馬賽克?；炷帘砻鎽?yīng)進(jìn)行鑿毛處理，以增強(qiáng)與底層之間的粘結(jié)力，防止抹灰層再度空鼓開(kāi)裂。墻面基層經(jīng)處理后，在抹灰前 1天進(jìn)行澆水，充分濕潤(rùn)墻面，注意保證均勻適量，沖去表面殘?jiān)⊥?，?yīng)先刷一道水泥素漿，再用 1∶3水泥砂漿分層修補(bǔ)并拉毛。

（3）二次檢查墻面基層質(zhì)量隱患，二次清洗墻面基層。

2.1.4 涂料飾面的基層處理措施

將舊涂料飾面層全部清除，一般用手提砂輪機(jī)打磨或動(dòng)力鋼絲刷清除，并兼用人工鏟刀刮除，露出堅(jiān)實(shí)墻面用高壓水龍頭沖洗，清除時(shí)從房檐下開(kāi)始，向下沖洗干裂脫皮的舊涂膜，自然風(fēng)干后，對(duì)表面的凹坑、裂縫進(jìn)行修補(bǔ)并打磨平整，將表面粉塵及時(shí)清除干凈。涂刷界面劑，以提高基層表面的附著力。

通過(guò)以上對(duì)基層墻體處理，達(dá)到以表2所示性能指標(biāo)要求。

表2 基層墻體性能指標(biāo)要求

2.2 扣掛技術(shù)

保溫裝飾板采用粘結(jié)與扣掛相結(jié)合的方式與基層墻體連接固定，粘結(jié)方法采用條粘法或點(diǎn)框粘法，粘結(jié)面積應(yīng)不小于60%，特殊部位小尺寸的纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板應(yīng)滿粘。

通過(guò)以下扣掛組件（如圖1所示）將基層墻體與保溫裝飾板機(jī)械連接。圖中托架采用錨栓固定到墻體上，T型扣件直接扣掛在保溫裝飾板預(yù)留的槽孔中?？蹝旆桨钢凶钪匾氖谴_定錨栓的錨固深度和扣掛密度等重要指標(biāo)。

圖1 扣掛組件

既有建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體采用的砌體材料多樣，墻體質(zhì)量也參差不齊。根據(jù)保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)拉拔強(qiáng)度的要求，扣掛組件的材料組合、扣掛數(shù)量、扣掛位置、及錨固深度等指標(biāo)取決于不同的砌體材料?？蹝旆绞绞且惑w化板施工安全的關(guān)鍵所在，也是實(shí)現(xiàn)一體化板在既有建筑上應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。為此，我們通過(guò)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，針對(duì)混凝土基層墻體、空心磚墻體、加氣混凝土等基層墻體制定了不同的扣掛施工方案。

2.2.1 混凝土基層墻體扣掛施工方案

保溫裝飾板扣掛的托架用錨栓固定在基層墻體上，錨栓單點(diǎn)錨固力是表征扣掛在墻體材料中。混凝土基層墻體要求為強(qiáng)度不小于C25的混凝土材料。經(jīng)檢測(cè)，在混凝土墻體上，錨栓的單點(diǎn)錨固力一般不小于0.60kN。保溫裝飾板在混凝土基層墻體上的錨固深度和扣掛密度根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)和風(fēng)荷載計(jì)算確定如下：

（1）風(fēng)荷載計(jì)算

所在地點(diǎn)：重慶；海拔高度：259.1m。

結(jié)構(gòu)類(lèi)型：圍護(hù)結(jié)構(gòu)；計(jì)算位置的高度：z=100.00m；地面粗糙度：B；修正系數(shù)β取1。

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計(jì)算（表 3）：

wk=βgz×μs1×μz×w0

上式中：wk為作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βgz為高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；μs1為風(fēng)荷載體型系數(shù)；μz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；w0為50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓，重現(xiàn)期按照50年來(lái)取值，基本風(fēng)壓w0為0.40kN/m2。

表3 不同建筑高度的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表

（2）扣掛密度計(jì)算

錨栓密度=風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值÷拉拔設(shè)計(jì)值。

拉拔設(shè)計(jì)值：?jiǎn)吸c(diǎn)錨固力取值為0.6kN。

錨栓間距=1.67÷錨栓密度（根據(jù)板材寬度為600mm計(jì)算）。

通過(guò)計(jì)算，扣掛方案確定如下：

①確定在20m以下高度范圍內(nèi)，錨栓間距不大于400mm，20-60m高度范圍內(nèi)，錨栓間距不大于350mm，60-100m高度范圍內(nèi)，錨栓間距不大于280mm。

表4 不同建筑高度錨栓數(shù)量和錨栓間距計(jì)算表

2.2.2 空心磚基層墻體扣掛施工方案

空心磚基層墻體要求：參照標(biāo)準(zhǔn) 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003，及相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)，外墻用空心磚壁厚不小于25mm，砌筑砂漿強(qiáng)度不低于M5。

（1）風(fēng)荷載計(jì)算

風(fēng)荷載計(jì)算參照2.2.1。

（2）扣掛密度計(jì)算

錨栓密度=風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值÷拉拔設(shè)計(jì)值。

拉拔設(shè)計(jì)值：根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示錨栓在空心磚上的單點(diǎn)錨固力大于0.3kN，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在計(jì)算過(guò)程中，單點(diǎn)錨固力取值為0.3kN。

錨栓間距=1.67÷錨栓密度（根據(jù)板材寬度為600mm計(jì)算）。

計(jì)算結(jié)果參照表 5。

表5 不同建筑高度錨栓數(shù)量和錨栓間距計(jì)算表

通過(guò)計(jì)算，扣掛方案確定如下：

①纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板在厚壁空心磚基層墻體上采用膨脹錨栓固定托架，從實(shí)例檢測(cè)和抗風(fēng)壓計(jì)算數(shù)據(jù)顯示，高度不大于100m的建筑，按照錨栓間距不大于150mm并且每平方米不小于11顆錨栓的數(shù)量，錨栓的承載力有足夠的富余量。

②錨固深度：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，錨栓進(jìn)入混凝土、燒結(jié)頁(yè)巖空心砌塊、小型混凝土空心砌塊等墻體基層的有效錨固深度不應(yīng)小于25mm。

2.2.3 加氣混凝土基層墻體扣掛方案

目前，框架結(jié)構(gòu)的填充墻多數(shù)采用加氣混凝土，外墻保溫裝飾板在此類(lèi)填充墻上的安裝可靠性是保溫裝飾板順利推廣應(yīng)用的重要保障，蒸壓加氣混凝土砌塊的密度等級(jí)應(yīng)不小于B06級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不小于A5.0級(jí)。

（1）風(fēng)荷載計(jì)算

風(fēng)荷載計(jì)算參照2.2.1

（2）扣掛密度計(jì)算

錨栓密度計(jì)算：風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值÷拉拔設(shè)計(jì)值。

拉拔設(shè)計(jì)值：(膨脹錨栓檢測(cè)取值為0.6kN，化學(xué)錨栓取值為1kN)。

錨栓間距計(jì)算：1.67÷錨栓密度（根據(jù)板材寬度為600mm計(jì)算）。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同建筑高度錨栓密度和錨栓間距計(jì)算表

通過(guò)計(jì)算，扣掛方案確定如下：

①保溫裝飾板與基層墻體扣掛采用托架安裝，每層應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)托架扣掛，托架兩端應(yīng)有效固定在建筑主體混凝土結(jié)構(gòu)上。

②托架增加化學(xué)錨栓固定，具體化學(xué)錨栓間距依具體設(shè)計(jì)要求而定。

③注意：如用膨脹錨栓施工打孔時(shí)采用旋轉(zhuǎn)沖擊電錘，錨栓應(yīng)用手槍鉆固定擰緊。

④錨固深度：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，錨栓進(jìn)入加氣混凝土墻體基層的有效錨固深度不應(yīng)小于50mm。

以上是在忽略保溫裝飾板粘結(jié)受力的情況下的方案。由于纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板與基層連接固定采用粘貼與扣掛結(jié)合的安裝方式，保溫裝飾板與基層墻體粘結(jié)面積不小于板材面積的60%，板材粘結(jié)也是保證整個(gè)系統(tǒng)安全性的重要因素。

3 結(jié)論

涂層金屬板飾面纖維增強(qiáng)改性發(fā)泡水泥保溫裝飾板外墻外保溫系統(tǒng)在既有建筑節(jié)能改造中針對(duì)不同的基層墻體形成了完整的技術(shù)體系，整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。該系統(tǒng)重量輕能大大降低建筑物的荷載，同時(shí)造價(jià)比干掛系統(tǒng)低了25%左右，是一種理想的既有建筑節(jié)能改造材料。

[1]李明海，王微微，許紅升.既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)研究[J].建筑節(jié)能，2009（1）：37-215

[2]廖袖鋒，王聰.發(fā)泡水泥保溫裝飾板在既有建筑節(jié)能改造工程中的工程應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2016(15)：110-111.

[3]李建忠.既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011（7）：121-124.

[4]陳永波，張君實(shí)，石方奇.外墻保溫裝飾一體化板施工[J].新型建筑材料，2009（3）：16-44.