建筑保温结构的应用现状
王博见
国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心 北京市 100160
摘要：建筑保温与结构一体化技术是对传统建筑外保温技术的一次重大变革，它将保温功能与墙体围护功能融为一体，从根本上改善了结构节能和结构防火的问题，解决外保温技术普遍存在的质量顽症，实现保温系统与建筑物的同寿命，成为实施建筑节能、发展绿色建筑的主要节能技术措施。
关键词：保温结构；一体化；应用
1.建筑保温与结构一体化技术介绍
建筑保温与结构一体化技术，是指在墙体的围护作用中加人保温功能，使它们融为一体。通过对保温材料采取特殊的构造措施与主体结构进行连接，同时保温层的外侧具有与之连为整体的保护层，达到同时提高保温材料耐久性和防火性能的复合墙体。这项技术在保证墙体质量安全可靠的前提下，能够提高其保温性能；与此同时，目标的防火性能也可以达到优良；最重要的是，使用寿命可以与墙体保持同步。这项技术的出现，实现了结构防火代替材料防火、同步施工代替二次施工的想法。一体化技术突破了传统外墙保温技术，改变了传统建筑设计理念，也改变了传统施工方法，同时也提供了一些重要举措和有效途径用以提高保温层与主体结构同寿命的问题
我国保温与结构一体化技术是与国际围护墙体以夹心保温形式为主的发展趋势同步发展起来的一种新型结构体系技术。因此，从一开始就得到专家高度评价，其“保温与结构同寿命”的特点，得到城市管理者、开发商、业主和物业管理者的普遍认同。
1.1国内保温与结构一体化技术的应用现状
1.1.1夹芯保温复合墙
夹芯保温复合墙是一种应用比较早的保温与结 构一体化型式，其墙体两外侧面采用砖或砌块砌筑，墙体中间设有保温层，两外侧墙片之间设有拉结筋，以保证墙体的整体性。
该墙体具有良好的保温隔热性和热舒适性，内、外叶墙对保温材料起到保护作用，使环境对保温材料的影响大大减少，防火和耐久性增强。但由于墙体被分为内外墙片，拉结筋作用有限，墙体的承载力和稳定性均受到一定影响，且施工复杂。
1.1.2自保温墙体
自保温墙体是采用自保温多孔砖或自保温砌块砌筑的墙体，墙体具有保温隔热和承重双重功能。该墙体不仅保温隔热性好、自重轻，而且施工简单方便。但砌块壁厚较小，承载力较低，只适用于层数不多、抗震性要求不高的建筑或用于框架结构填充墙。2种砌块中，自保温多孔砖较自保温砌块收缩率低，砌体开裂的可能性相对较小。
1.1.3外模板现浇混凝土复合保温体系
外模板现浇混凝土复合保温体系是以水泥 基双面层复合保温板为永久性外模板，内侧浇注混凝土基层而形成的保温与结构一体化体系，外侧抹抗裂砂浆面层，通过加强筋、锚栓等连接件将双面层复合保温模板与混凝土牢固地连接在一起。
该墙体采用了多层构造措施。现浇混凝土墙体承载力较大；结构层外侧的构造做法可缓解外部环境的不利影响，减缓温度变形，避免抹面层空鼓、开裂等质量问题，提高了墙体的整体性、保温性和耐久性；保温与模板合二为一，施工中无需再做外墙面模板拆卸工作，减少了施工工序和模板用量，不仅提高了施工效率，还降低了工程造价。该体系适用于框架、框剪、剪力墙结构的外墙、柱、梁等现浇混凝土结构工程。
1.1.4结构自保温体系IPS
IPS结构自保温体系（Insulation Panel with steel—mesh）全称为现浇混凝土剪力墙自保温体系，这种体系是以现浇钢筋混凝土剪力墙为基层，将在工厂制作的带钢丝网架的保温层置于外模板内侧，并在钢丝网架保温板上采用端部为“羊角”型、“丁 字”型或“L”型结构钢筋作为锚固连接件，在钢丝网架保温板两侧同时浇筑混凝土形成的结构保温一体化体系。
1.1.5彩钢板保温结构体系
彩钢板保温结构体系是近年来工业建筑及临时性建筑采用较多的一种保温与结构一体化型式。墙体采用彩色钢板与聚氯乙烯泡沫板黏合制成，屋面板上下2层采用彩色压型钢板，中间层采用超细玻璃丝绵填充而成。
该体系墙板、龙骨由工厂预制，现场安装就位，减少了施工工序，施工速度快。结构自重较轻，保温效果良好，经济性好。但墙体隔音性、耐久性较差。因此，一般用于工业建筑，民用建筑的屋面和临时性建筑。
1.2国外建筑保温与结构一体化技术应用现状
1.2.1叠合结构体系
叠合结构体系是由德国研发 的，由叠合楼（屋）盖、叠合墙板组成，属于剪力墙结构。叠合楼板和墙板是在工厂制成钢筋混凝土半成品，并可根据工程需要，在墙板的外侧或内侧设置保温层，运输至现场吊装就位后，以工厂半成品代替模板浇筑混凝土，并现场配置需要补充的节点钢筋。
叠合屋面板是在叠合楼板做法的基础上增加保温隔热措施，做法类似普通屋面板保温层。其施工工艺结合了预制装配式与整体现浇式的优点，且实现了保温与结构同寿命。
1.2.2纳士塔结构体系
纳士塔（RASTRA）结构体系源自于奥地利，是集保温节能和承重于一体的模壳格构式结构体系。墙体由工厂生产的水泥膨胀聚苯颗粒模壳与现场浇 筑的格构式混凝土构架组合而成，分为外部结构和 内部结构，外部结构为轻集料制成的混凝土模壳构件，粗骨料为聚苯颗粒，其容重小、导热系数小，具有良好的保温性；内部结构是墙体的承重部分，由模壳构件自身的水平向和竖向空腔浇筑混凝土后形成的网格式钢筋混凝土承重骨架。外部结构和内部结构的整合，形成了集保温、承重、防火、隔声为一体的混凝土模壳墙体。
2.国内关于一体化技术的应用
关于建筑保温与结构一体化技术的应用，其典型代表就是CL建筑体系。它的结构属于复合钢筋混凝土剪力墙结构；其次，它可以将建筑保温与结构一体化，即将保温层与剪力墙的受力钢筋通过焊接组合成一体的CL网架板作为墙体的骨架，在保温层的两侧浇筑混凝土后可以发挥结构受力和建筑保温隔音的双重作用。该建筑体系集建筑结构与保温隔热功能为一体，节能效果可圈可点，既能满足地方现有的建筑节能标准也能满足国家现有的建筑节能标准要求，且保温体系与建筑同寿命，更值一提的是抗震性能也很好。从技术角度来讲，CL建筑体系适用于采用钢混－剪力墙结构的各类建筑。CL建筑体系实现了三个现代化要求，即墙体改革、建筑节能和建筑工厂化；并在保温技术方面比较理想地解决了一些难题，这些难题都是现存的共性关键技术难题；适应了低碳经济的发展要求、也达到了节能减排的要求，这些独特的优势让CL建筑体系能够快速抢占市场并如燎原之火一般迅速蔓延至全国各地。CL体系最初在河北、山东等地的建设中得到运用，取得了骄人的实用成绩。该体系曾被建设部列为国家康居示范工程选用部品与产品。建设部和清华大学重点结构实验室对CL体系进行了测试，结果显示，其性能优势十分明显。
总之，CL建筑结构体系与传统建筑外保温对比，在保温性能和工程造价上均有一定优势，并且CL建筑结构体系可实现保温与主体结构同寿命，无后期维修更换费用。
3.结语
建筑保温与结构一体化技术是对传统建筑外保温技术的一次变革，它将保温节能功能与墙体围护功能 融为一体，从根本上改善了结构节能和结构防火的问题，有效解决了外墙外保温技术普遍存在的质量问题，实现保温系统与建筑物同寿命。面对建筑节能技术发展中的问题，保温与结构一体化技术由于 保温系统免维护的特点，越来越广泛地得到关注，对相应的配套产品及技术研究和开发将会加大，并形成巨大的市场需求，制定和完善相关标准，逐步形成新的建筑节能技术，将会有很好的市场应用前景。
参考文献：
[1]任民.建筑保温与结构一体化技术大有可为[J].建设科技，2013（21）：14-17.
[2]周会洁，孙维东，孙亚洲.建筑保温与结构一体化技术的应用发展现状[J].长春工程学院学报（自然科学版），2015，16（04）：6-10.
[3]刘兆莹，王有凯.建筑保温与结构一体化技术运用研究[A].《建筑科技与管理》组委会.2019年12月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2019：2.