基于玻化微珠保温砂浆在保温隔热建筑中的应用

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　　摘要：本文结合玻化微珠保温砂浆在保温隔热建筑中的施工工艺，分析了和传统保温建筑相比，玻化微珠整体式保温建筑在保温性能、防火性能以及绿色环保性能方面的优势。
　　关键词：玻化微珠；保温性能；防火性能
　　1前言
　　以玻化微珠为轻质骨料的墙体保温干混砂浆，国内已经被少数单位开发并且应用于工程中，但大多报道的玻化微珠保温干混砂浆导热系数均在0.07 W/(m•K)以上，而采用本玻化微珠保温砂浆配方生产的玻化微珠保温砂浆，导热系数低于0.06W/(m•K)，适用于新建和既有房屋的改造中的外墙内、外保温工程，包括多层及高层建筑的钢筋混凝土、加气混凝土、砌块、烧结砖和非烧结砖等围护墙内、外保温抹灰工程以及地下室、车库、楼梯、走廊、消防通道等防火保温工程，也适用于各类旧建筑物的保温节能改造工程。特别是经过大量的试验研究，用于建筑内墙保温的玻化微珠保温砂浆，导热系数已低于0.05 W/(m•K)，见图1。
　　
　　图1 墙体保温系统构造做法
　　整体式保温隔热建筑结构就是运用玻化微珠保温砂浆对建筑做整体式保温施工，即在建筑物外墙面和房间六面壁（包括墙体、楼地板和顶棚面等）用一定厚度的玻化微珠保温砂浆作为保温隔热层，并进行与之相应的建筑、结构、地基处理、暖通、消防等设计，完成各项施工技术工作和工程实体而形成的节能保温隔热建筑。
　　2 整体式保温隔热建筑结构工程做法
　　2.1 建筑构造
　　（1） 内墙构造
　　玻化微珠保温砂浆整体式保温隔热系统中，外墙内表面及内墙面由界面砂浆粘结层、玻化微珠保温砂浆保温隔热层、抗裂砂浆、耐碱网布、柔性腻子和涂料饰面层构成，外墙内表面及内墙面构造见图2。
　　
　　图2 整体式保温隔热系统外墙内表面及内墙面构造
　　1-基层墙体；2-界面砂浆；3-玻化微珠保温砂浆；
　　4-抗裂砂浆；5-耐碱网布；6-柔性腻子；7-涂料
　　（2） 外墙构造
　　玻化微珠保温砂浆墙体保温系统中，外墙外侧由界面砂浆层、玻化微珠保温砂浆保温层、抗裂砂浆、耐碱网布增强薄抹面层和饰面层构成，外墙面做法见图3。
　　
　　图 3 SKD 整体式保温隔热系统外墙构造
　　1-基层墙体；2-界面砂浆；3-玻化微珠保温砂浆;
　　4-抗裂砂浆；5-耐碱网布；6-饰面涂料
　　玻化微珠整体式保温隔热系统中，顶棚面由玻化微珠保温砂浆保温隔热层、抗裂砂浆、耐碱网布、柔性腻子和涂料饰面层构成，顶棚面做法见图4。
　　
　　图4 SKD 整体式保温隔热系统顶棚面构造
　　1-基层墙体；2-界面砂浆；3-玻化微珠保温砂浆；4-抗裂砂浆；
　　5-耐碱网布；6-柔性腻子；7-饰面涂料；8-锚钉
　　玻化微珠整体式保温隔热系统中，楼地面由基层、玻化微珠保温砂浆保温隔热层、水泥砂浆、面层构成，楼地面做法可参考图5 整体式保温隔热系统楼地面构造Ⅰ。如采用地板辐射供暖系统时，楼地面构造可参考图6 整体式保温隔热系统楼地面构造Ⅱ。玻化微珠整体式保温隔热建筑，采用承重型玻化微珠保温混凝土做主体结构时，可参考图7 整体式保温隔热系统构造Ⅲ。
　　
　　图5 整体式保温系统楼地面构造Ⅰ
　　1-基层；2-玻化微珠保温砂浆；3-水泥砂浆；4-面层
　　
　　图6 整体式保温系统楼地面构造Ⅱ
　　1-基层；2-玻化微珠保温砂浆；3-地暖管；4-细石混凝土；5-面层
　　
　　图7 整体式保温隔热系统构造Ⅲ
　　1-承重型玻化微珠保温混凝土；2-装饰面层
　　2.2 施工工艺
　　玻化微珠保温砂浆整体式保温隔热系统的施工方法，包括墙面施工、顶棚面施工、卫生间墙面施工、楼地面施工的施工工序。施工宜采用喷涂式施工方法，如现场条件受限，可采用涂抹式施工方法。
　　（1）玻化微珠保温砂浆整体式保温隔热系统的基本施工工艺流程为：基层处理―吊垂直、套方、弹抹灰厚度控制线-涂刷界面砂浆（混凝土基面）―钉定位钉（做灰饼、冲筋）―发泡喷涂玻化微珠保温砂浆（涂抹玻化微珠保温砂浆）―抹抗裂砂浆同时压入耐碱网布―刮柔性腻子―涂料。
　　（2）外墙内表面、内墙、顶棚面保温应按以下程序施工：
　　基层处理―涂刷界面砂浆（混凝土基面）―制备保温砂浆― 钉定位钉（做灰饼、冲筋）― 发泡喷涂玻化微珠保温砂浆（涂抹玻化微珠保温砂浆）― 阴阳角找方― 做护角―抹抗裂砂浆同时压入耐碱网布― 刮柔性腻子― 涂料面层。
　　（3）卫生间墙面保温应按以下程序施工：
　　基层处理― 涂刷界面砂浆（混凝土基面）― 制备保温砂浆― 钉定位钉（做灰饼、冲筋）― 发泡喷涂玻化微珠保温砂浆（涂抹玻化微珠保温砂浆）― 做护角― 抹抗裂砂浆同时压入耐碱网布― 铺贴瓷砖。
　　（4）楼地面保温应按以下程序施工：
　　基层处理― 制备保温砂浆― 抹保温砂浆― 抹水泥砂浆― 做地板。
　　（5）采用地板辐射采暖时，楼地面保温应按以下程序施工：
　　基层处理― 制备保温砂浆― 抹保温砂浆― 铺反射膜― 铺地板辐射采暖管道― 浇细石混凝土― 做地板。
　　3 整体式保温隔热建筑与传统保温建筑性能比较
　　3.1 保温性能
　　整体式保温隔热建筑是在建筑物外墙面和房间六面壁（包括墙体、楼地板和顶棚面等）用一定厚度玻化微珠保温砂浆作为保温隔热层，形成的结构自保温体系，并进行与之相应的建筑、结构、地基处理、暖通、消防等设计，完成各项施工技术工作和工程实体而形成的节能保温隔热建筑。
　　而传统的保温建筑主要包括外墙内保温、内外混合保温和外墙外保温。在实际应用中，外墙内保温的结构冷（热）桥缺陷，内外混合温的结构温差形变易产生裂缝问题，都是不可避免的，这些保温做法的弊端由于其对结构耐久性的影响是致命的，必将遭到淘汰。外墙外保温虽然使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，有效阻断了结构墙体的冷（热）桥，但整体式保温隔热建筑是在建筑结构外墙外保温的基础上，又进行了房间六面壁的保温，真正形成了结构自保温体系。特别是采用了玻化微珠保温砂浆新型材料，其导热系数已低于0.05 W/(m•K) ，用同等厚度的高性能绿色材料玻化微珠保温砂浆替代现行建筑设计标准图中楼地面、墙面、顶棚面所采用的抹灰砂浆（包括找平层），进行建筑室内瓶胆式保温。
　　3.2 防火性能
　　传统保温建筑多采用以聚苯乙烯泡沫板为保温材料的外挂式外保温复合墙体和涂抹聚苯颗粒保温料浆的保温复合墙体等，有重大的火灾隐患，保温材料和保温系统火灾事故时有发生，特别在高层建筑甚至超高层建筑或密集型建筑群中发生的概率很大。
　　火灾的发生都有一定的偶然因素，但由于传统建筑大量采用有机保温材料，其火势在短时间内沿建筑外墙迅速蔓延却是一个必然事件。虽然优质的有机保温材料能达到一定的阻燃效果，但不是防火材料，不能防火。有机材料燃烧的同时，释放出大量有毒有害黑色浓烟，而烟气中的CO、CO2、HCN、HCNO，DIOXION 化合物等有毒有害气体又是导致人员伤亡的主要原因。
　　整体式保温隔热建筑由于采用了无机保温材料玻化微珠保温砂浆，其可作为消防防火材料使用，火灾向邻近房屋蔓延的机会少，玻化微珠保温砂浆的耐火度高达1280℃～1360℃，其防火性能可达A 级。
　　整体式保温隔热建筑由于采用了防火性能达到A 级的玻化微珠保温砂浆，大大提高了建筑防御火灾的能力，从建筑的根本入手杜绝了火灾事故的发生，意义重大。
　　3.3 绿色环保性能
　　和传统建筑相比，整体式保温隔热建筑不增多用户、建设单位、国家等各方的保温建设成本投入，达到“国家不埋单，各级政府不埋单，开发商与建设单位不埋单，居民不埋单，让科学来埋单”的目标。

　　对用户而言：健康长寿是人类 21 世纪最大的追求，居民不需增加投资（从设计阶段建造）或增加很少投资（从装潢阶段建造，并且这种投资在短期内即可得到回报，年回报率为40%），即可享受窑洞般的居住环境，并有效节约北方冬季采暖和南方夏季空调制冷的费用，由于采用了全面内保温，可达到北方保温效果显著、南方降温和升温迅速的效果，提高了人们居住的舒适度。
　　对建设单位（包括开发商）而言：按结构工程观点，由于建筑采用的新型材料无机材料（容重为260～320 Kg /m3），替代传统水泥混合抹灰砂浆(容重2400 Kg /m3），可减轻结构自重14%～20%，从而，可有效提高结构抗震性能，降低楼板、梁、柱等配筋率，可节约钢材的使用量，由于钢材所占建造成本的比重较大，从而可有效减少建造成本；从岩土工程学科角度看，按一般地基情况和与上部结构自重近似线性关系推断可节约14%～20%的地基及基础处理费用；从消防工程的观点看，由于整体式保温隔热建筑建筑整体达到A 级防火等级的要求，从而可减少消防器材的数量；从暖通设计的角度，由于该体系节能效果显著，因而可减少了热工设备的布置数量；从施工学角度分析，由于同等厚度的保温砂浆的施工时间为普通砂浆的1/2 和结构自重的减轻，可缩短施工时间，减低施工成本，减少整体运输费用，降低综合造价。
　　对国家而言：整体式保温隔热建筑追求目标是：利世、利国、利民、利子孙后代生存，成为国家节能减排与抑制全球变暖最有力地科学技术支撑之一，使建筑节能领域分户计量的瓶径问题得到最有效解决。整体式保温隔热建筑由于采用六面体的全面内保温，杜绝了房间之间的大面积的热冷桥问题，所以不仅可以做到分户计量，甚至可以做到分室控制，很明显相比国家目前的建筑节能技术和节能要求，整体式保温隔热建筑达到最大限度的建筑节能。
　　4 总结
　　介绍了玻化微珠保温砂浆的基本性能指标以及应用于整体式保温隔热建筑的结构工程做法。
　　对整体式保温隔热建筑与传统保温建筑进行比较，得出以下结论：
　　1.保温性能方面：整体式保温隔热建筑整个系统组成一个类似于封闭六面体的保温瓶内胆式的保温保湿环境，将建筑室内温度与湿度波动维持在非常小的波幅范围，保温效果显著；
　　2.防火性能方面：采用新型建筑无机材料― 玻化微珠保温砂浆，建筑结构防火等级达到A 级；
　　3.绿色环保性能方面：整体式保温隔热建筑到达低能耗标准，不增多用户、建设单位、国家等各方的保温建设成本投入，达到“国家不埋单，各级政府不埋单，开发商与建设单位不埋单，居民不埋单，让科学来埋单”的目标。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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