大型住宅项目外墙保温装饰一体板施工应用及研究

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:吴晓勇
[导读] 摘要:本文结合国内大型住宅项目外墙保温装饰一体板项目的推广、项目实践、应用研究。
        中核工建设集团有限公司  北京  10071
        摘要:本文结合国内大型住宅项目外墙保温装饰一体板项目的推广、项目实践、应用研究。针对项目外墙保温系统的方案比选、深化设计、超限技术论证、技术标准的制定、锚固工艺优化遇到的问题,提出相应的解决方案。通过对外墙保温装饰一体板的实际研究和应用,达到提高建筑品质、提高外墙保温和饰面层质量、节约资源、绿色施工、缩短工期,有效防止建筑使用阶段外墙保温和饰面层开裂、空鼓、脱落现象。为高层住宅工程提供可借鉴的,推广及施工经验。
        关键词:建筑节能、保温装饰一体板、推广应用、实践探究
        引言:
        外墙保温装饰一体板是采用粘接、锚固和承托组合方式,安装在建筑基层墙体的保温装饰一体化构造。系统由保温装饰成品板、粘接砂浆、锚固组件、嵌缝材料和建筑密封胶等组成。具有工厂化制造程度高、节能保温效果好、施工周期短、外饰面装饰效果好等优点。非常适用于公共建筑的外墙系统,可达到与石材一样的装饰效果。由于高层住宅建筑应用高度相对较高,外立面进退关系相对复杂施工难度相对较大,技术层面缺乏统一的行业标准、国家标准,制约了保温装饰一体板在高层住宅的应用。本文总结了大型住宅外墙保温装饰一体板项目的推广、技术创新、技术论证、项目实践经验。
        一、工程概况
        颍上县棚户区改造四里湾安置区项目,位于安徽省颍上县慎城镇,由26栋单体和6栋双拼楼座组成,建筑面积78.54万㎡,建筑高度98.40m~99.50m,建筑外墙为钢筋砼剪力墙。项目外墙保温装饰一体板应用面积64.7万平米。为目前全国一次性建设,应用外墙保温装饰一体板最大项目。项目住宅部分保温装饰一体板,由8㎜硅酸钙板(饰面板)+30㎜岩棉(保温层)+4㎜硅酸钙穿孔背板(背板)复合而成,窗口等造型部位采用成品线条。
        二、外墙外保温系统方案比选
        1、外墙保温装饰一体板的优势
        表2-1 外墙保温装饰一体板六大优势概述
       
        2、保温装饰一体板系统与幕墙干挂系统、薄抹灰保温系统比较
        表2-2外墙保温装饰一体板系统与幕墙干挂系统比较
       
        表  2-3 外墙保温装饰一体板系统与薄抹灰系统比较
       
        3、外墙外保温系统选型建议
        综上,外墙保温装饰一体板系统,节能保温效果好,节约资源,装饰效果极佳,使用寿命长,安全性好,使用阶段外墙饰面层、保温层空鼓脱落风险小。符合国家住宅产业化、节能、环保等政策。整体造价约为幕墙系统50%,性价比高。在提升建筑品质、降低使用阶段外墙饰面层、保温层返修成本有优势,建议推广采用。
        三、保温装饰一体板方案深化设计要点
        1、保温装饰一体板方案深化设计要点
        (1)提前优化结构门窗洞口
        建议在主体结构施工前结合外墙保温装饰一体板应用,提前进行主体结构的优化、深化设计。如适当加大门窗洞口尺寸,预留好保温装饰一体化板的节能保温做法厚度。
        (2)保持建筑节能范围一致性
        注意保温装饰一体板系统与原建筑设计图纸节能范围和非节能范围保持一致,确保建筑的保温的连续性。
        (3)设计深度需能指导施工
        根据于建筑施工图纸中的立面图纸、剖面图纸的,绘制详细的一体板深化设计图,需呈现出立面的分格图,剖面图、细部节点大样图等。
        (4)现场实测BIM精准排版
        建议在深化设计前做好,建筑实体的分面和分段的实际测做好记录。宜用BIM技术对建筑外面精确建模,精准分割外立面保温装饰一体板,精准保温装饰一体板下料尺寸,节约资源,减少返工和浪费。
        (5)注意线条等细节部位处理
        注意外立面线条、檐口、百叶窗、门窗洞、不同材料交接部位,等细部节点处理,当外立面洞口、线条造型复杂时对分拆要求较高。
        (6)深化设计图纸需经相关方确认
        外墙保温装饰一体化板系统深化设计完成后,图纸需经过原设计单位和业主单位的认可一体板的使用范围、颜色、分割图等。当保温材料厚度或导入系数有变更时需进行节能审查,合格后方能使用。
       
        图3-1 BIM建模模型、精准深化效果图
        四、超限技术论证及技术标准制定
        1、超限技术论证及技术标准制定
        项目建筑高度98.40m~99.50m,超过安徽省地方标准DB34/T5080-2018建议使用高度27m,应用高度超限,应用前需制定相关技术措施,论证通过后方可应用。安徽省地方标准DB34/T5050-2018规范5.3.2条规定,使用高度高于27m时,装饰板外墙外保温系统锚固强度不应小于工程抗风荷载设计值。当使用高度超过上述规定时,应按建筑物当地实测风压值进行安全性能验收,满足安全要求时方可采用。
        对此,我司组织相关行业专家和行业头部厂家,进行技术攻关。提出了一体板系统粘接和锚固两个方向的改进意见:1、提高粘接砂浆的粘接面积,地方标准要求粘面积不少于60%,项目改进后50m以下粘面积不少于60%,50m以上粘面积不少于80%,薄弱部位100%满粘。2、优化设计锚固件尺寸,提高锚系统的锚固可靠性。
        地方标准DB34/T5080-2018  5.3.4条要求,保温装饰系统粘接安全系数不应小于10,锚固设计安全系数不小于2。项目改进后经过验算,一体板粘接安全系数为31.746,锚固安全系数均高于地方标准、行业导则要求。技术方案经过验算、论证通过,可以应用。
        五、优化锚固工艺
        1、应用初期安装质量达不到预定目标
        在项目早期实施过程中,项目QC小组于2019年6月在现场对本小区外墙保温一体板施工部位进行一次验收,共计检查740个点,在这740个点中有70个点不合格,平均合格率只达到90.5%,公司要求一次安装质量验收合格率必须达到92%。具体情况如表5-1所示。如何提高保温装饰一体板一次安装工程合格率,是施工面临的新课题。
        2、对安装质量进行现状调查、确定末端要因
        表5-1   外墙保温装饰一体板安装质量现状调查表
       
        如表 5-2所示,我们对外墙保温装饰一体板安装质量问题进行一次分析。
       
        表 5-2 一体板安装质量问题频数和频率排列图
        如表5-3所示我们对外墙保温装饰一体板安装质量问题进行二次分析。
       
        表 5-3   一体板安装质量问题第二次分析频数和频率排列图
        现状调查得出,影响保温装饰一体板一次安装工程合格率的末端要因为:1、保温装饰一体板加工及开槽尺寸偏差大 2、锚固子件与保温装饰一体板面板卡锚面积小。
        图5-2  局部锚固件与 一体板面板卡锚接触面积小,影响锚固效果。
       
        图5-2  局部锚固件与 一体板面板卡锚接触面积小
        3、优化锚固工艺,控制一体板加工精度
        (1)优化锚固件规格尺寸、统一定制加工、优化锚固系统
        经过现场调查,各厂家锚固子件,规格不统一,且局部容易出现,锚固子件无法卡锚面板情况。通过小组成员研讨,咨询行业专家,反复试验论证,重新优化设计出高于地方标准DB34/T5080-2018规范要求的锚固件。
        (2)精确控制一体板加工精度
        按照备料单的下料尺加工,采用高精度切割机,高精度开槽设备,板体切割尺寸精度应控制在±2mm误差范围内,面板开槽精度±0.5mm误差范围内。
        (3)方案实施效果
        经过优化锚固系统,控制一体板加工精度,保温装饰一体板一次性验收合格率由由实施前的90.5%,提高到实施后一次验收合格到达95%以上,应用效果显著,保证了一体板施工的质量和使用阶段的安全。
        六、施工工艺流程及操作要点
        1、工艺原理
        保温装饰板采用粘、锚、托结合的方式固定在基层墙体上,并用嵌缝材料填塞板缝,建筑密封胶封缝。
       
        图6-1   保温装饰板外墙保温系统基本构造示意图
       
        图6-2   采用新型锚固件安装保温一体板效果照片
        2、施工工艺流程
        施工工艺流程:施工准备→基层墙体处理→深化设计并绘制排版图→样板施工→测量、弹线→配置粘结砂浆→粘贴保温装饰板→安装锚固组件、承托件→节点处理与透气构造→板面修整、清洁→验收。
        3、操作要点
        (1)对基层墙体的检查和处理
        基层墙体为混凝土墙以及灰砂砖、煤矸石多孔砖时,基层墙面与水泥砂浆找平层之间应采用混凝土界面剂作界面层。找平层与基层墙体的粘结强度应不低于0.3Mpa。
        (2)弹放基准线
        根据建筑立面分格图纸设计要求,在墙面弹出门窗水平、垂直控制线及膨胀缝线、装饰缝线等。在墙面上根据设计图纸要求弹出一体板的安装分格线。
        在建筑外墙大角(阳角、阴角)及其他必要处挂垂直基准钢线,每个楼层适当位置挂水平线,以控制施工过程中的垂直度和平整度。
       
        图7-1   控制线布置示意图
        (3)配置专用粘接剂
        应按专用粘结砂浆的配比要求配置。配制好的粘结砂浆应注意防晒避风,搅拌好的专用粘结砂浆应在2.0h内使用完。
        (4)粘贴一体板
        一体板粘贴于墙体时,常采用点框法或条粘法施工,有效粘结面积必须满足建筑高度的不同,要求不同:1、本项目使用30mm厚Ⅱ型岩棉保温装饰一体板,要求50m以下部位装饰板与墙体间的有效粘结面积不应少于60%/;2、50m以上的部位其有效粘结面积不应少于80%;3、对于外挑板、边角部位或者小规格板,比如窗口侧板、女儿墙部位等风荷载大部分要求100%满粘。
        如下图参照所示;
       
        图7-2   条粘法布胶工艺示意图
       
        图7-3   点框法布胶工艺示意图
        (5)安装锚固件
        锚固件数量的要求
        (1)Ⅱ型板保温装饰板短边长度大于或者等于300mm时,锚固组件不少于2个,短边长度小于300mm时,锚固组件不少于1个;长边长度小于500mm时,锚固组件不少于3个。
        (2)根据本工程使用范围,建筑高度50m以上(含50m)时,每平米锚固组件不少于15个;边角部位及小规格保温装饰板每块板不少于2个。
        锚固质量要求:
        (1)对于不同墙体基层锚栓锚入深度不同,要求锚入混凝土基层深度应不小于40mm。
        (2)锚固件应锚固在面板上,严禁锚固在保温层。
        (3)严禁锚固子件与一体板面板卡锚面积小,漏锚、需锚。
        (6)密封胶施工
        待一体板黏贴施工完成96h后,即可进行硅酮密封胶的施工。根据板间间隙大小,选择合适厚度的嵌缝材料,填实板间间隙。
        (7)安装排气塞
        待勾缝胶打完24小时后,在十字交叉处或板缝中间按每3~5㎡间距钻1个孔,并在孔内和排气塞四周打上勾缝胶后嵌入孔中即可。要求排气孔朝下,以防进水。
        七、经济效益分析
        外墙保温装饰一体板系统,综合单价约300元/㎡~520元/㎡,幕墙系统综合单价约550元/㎡~1200元/㎡,外墙薄抹灰系统综合单价约140元/㎡~200元/㎡。外墙保温装饰一体板系统总体造价约为幕墙系统的50%。项目保温装饰一体板使用面积为62.4万㎡,较幕墙系统共节约建设资金19410万元。
        综合单价较薄抹灰系统有劣势但从建筑全寿命周期使用成本(薄抹灰系统寿命约15年,保温装饰一体板系统寿命约25年),提升建筑品质、节约能耗,降低使用阶段外墙饰面层、保温层返修有优势。
        八、结束语
        外墙保温装饰一体板作为新型节能、环保类产品。采用工业化、标准化生产、装配式施工,减少了能源消耗,装饰效果极佳,改善了居住环境,综合效益好。
        但项目施工和实践经验较传统外墙保温应用经验少。在项目推广和实施过程中,需高度重视外墙系统的方案比选、系统的深化设计、技术标准的制定及论证、技术重难点的攻关、严格控制每道工序质量。以达到升建筑品质,改善居住环境,充分展示综合性能,有效防止外墙开裂、空鼓、脱落老化现象,为行业的健康发展垫定良好的基础。随着国家建筑节能政策的支撑,保温装饰一体板在大型住宅项目中具有广阔的应用前景。
        参考文献:
        [1]李雪娜,蔡焕琴,麻建锁.保温装饰一体化板的应用及发展方向[J].建筑技术开发,2017,44(14):120-121.
        [2]田良坤.4D外墙保温与装饰一体板的施工应用[J].建筑技术开发,2019,46(20):105-107.
        [3]印滨,刘智勇,谢彬,马怀章,等.保温装饰一体板双机械锚固系统施工技术[J].建筑技术开发,2019,46(22):49-50.
        [4]郭震,严伟.发泡陶瓷保温装饰一体板的研究与应用[J].新型建筑材料,2020(6):114-116.
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