榆中建投项目建筑外墙节能方案.docx

关于榆中县棚户区改造项目建筑外墙保温采用建筑节能与结构一体化技术的建议由榆中县建投负责的榆中县棚户区改造项目总建筑面积约300万平方米，包括安置房、商品房、商业配套、幼儿园、 物业用房、地下人防及车库等建筑。其中安置房多为全剪力墙结构的高层住宅。为了高质量的完成建设任务，打造精品建筑，拟采用国家推广的建筑节能与结构一体化技术。因在现阶段普遍采用的粘贴聚苯板或岩棉板薄抹灰外墙保温系统存在耐久性缺陷，由此引发了保温层开裂、脱落和建筑物火灾事故频发等问题。国家在推动强制性建筑节能要求的同时，必须能实现建筑外保温系统与建筑物主体结构同寿命，避免二次资源浪费，解决建筑墙体保温层与建筑主体结构不同寿命的耐久性问题。建筑节能与结构一体化技术是实现此目标的唯一途径。基于此，建议在本项目中建筑外墙全部采用建筑节能与结构一体化技术，即钢筋混凝土剪力、墙梁柱部分采用70mm厚HF永久性复合保温模板预支模浇筑混凝土与结构同时施工成型；框架填充部分配套砌筑250mm厚断热节能自保温复合砌块的建筑外墙节能方案。该建筑外墙节能一体化体系由西北民大和兰州海锋建材科技有限公司共同研发，具高效保温，满足“防火同等级，耐久同寿命”的要求，解决了建筑墙体节能保温的耐久性问题。2015年我省已发布实施了其相关技术规程与标准图集。图1 建筑节能与结构一体化体系剪力墙及梁柱部分用HF永久性保温模板、填充部分用断热自保温复合砌块本项目拟采用的建筑节能与结构一体化外墙保温体系的设计、施工依据甘肃省工程建设标准图集DBJT25-141-2014HF永久性复合保温模板现浇混凝土建筑保温体系构造、DBJT25-129-2012建筑节能保温构造；甘肃省地方标准DB62/T25-3083-2014HF永久性复合保温模板现浇混凝土建筑保温体系技术规程、DB62/T25-3068-2013断热节能复合砌块墙体保温体系技术规程。为便于设计、施工，现就该建筑节能与结构一体化外墙保温体系进行如下性能分析，以供设计与施工单位参考。一、本项目拟采用的建筑节能与结构一体化外墙保温系统产品的性能指标1.HF永久性复合保温模板（剪力墙及梁柱部分用）HF永久性复合保温模板是以玻璃纤维网格布增强微孔轻质混凝土层、聚苯板或岩棉板保温层、选用硅酸钙或玻纤维布增强面层一次整体浇注复合而成，具有良好的保温与耐久性并在现浇混凝土墙体工程施工中兼作外模板（免拆）使用。其中作为保温过渡层并起到连接各层的微孔轻质混凝土由特种硫铝酸盐水泥及普通硅酸盐水泥、轻骨料、粉煤灰、发泡剂、防水剂、纤维等为主要材料，聚丙烯纤维二次增强后经特殊工艺制成。模板施工后即为墙体保温层，无需二次施工保温层，实现了保温节能与主体一体化。图2 HF永久性复合保温模板及施工本项目中拟用HF永久性复合保温模板的规格：1200*300*70、1200*400*70。其中保温芯材分为聚苯板和岩棉板芯材。主体外墙结构若采用聚苯板芯材的永久性复合保温模板时，配套使用岩棉板芯材的模板每层设置一圈，做防火隔离带用。也可全部采用岩棉芯材的模板。 依据兰州海锋建材科技有限公司企业标准Q/LZHF005-2015，HF永久性复合保温模板的主要性能指标见表1。 表1 HF永久性复合保温模板的性能指标项目单位性能指标试验方法HF永久性复合保温模板 干面密度A型kg/m250GB/T 19631-2005B型40抗弯荷载A型N1000B型2000 抗冲击强度J10JG 149-2003燃烧性A型A1级GB 8624-2012B型B1级收缩性mm/m 0.8GB/T 23451-2009抗冻性质量损失率, 5.0%GB/T 23451-2009注：复合保温模板的热阻可由各构造层热阻和计取，计算时模塑聚苯板导热系数取0.04 W/(mk)，挤塑聚苯板导热系数取0.03 W/(mk)；岩棉板导热系数取0.04 W/(mk)；微孔轻质混凝土导热系数取0.10 W/(mk)。面板层不参与热工计算，其中A型为岩棉板芯，B型为聚苯板芯。HF永久性复合保温模板施工流程:HF复合保温模板排版设计、加工、堆放剪力墙（梁、柱）钢筋绑扎安设垫块及砂浆撑块复合板安装、锚固验收内侧模板安装外侧木方隔栅及穿墙螺栓安装模板验收浇筑混凝土拆模、混凝土养护作耐碱玻纤网增强抗裂砂浆层外墙装饰2.填充部分用断热节能自保温复合砌块断热节能自保温复合砌块是以轻集料微孔泡沫混凝土无机材料为基材，以聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃纤维棉或岩棉、超轻发泡水泥等绝热材料为芯材，基材四面包裹芯材，阻断芯材与空气的接触，通过整体无间隙复合而制成的具有阻燃防火功能的轻质节能墙体材料制品。制品设有抗剪榫槽。其基材是以快硬硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，以炉渣、水淬高炉矿渣、碎砖渣、膨胀珍珠岩等轻集料为骨料，以短切纤维为增强材料，以多种外加剂为功能调节材料，在水泥石中引入微小泡沫而制成的轻集料微孔轻质混凝土。以其砌筑的墙体无需二次作保温。 图3 断热节能复合保温模板及施工依据兰州海锋建材科技有限公司企业标准Q/LZHF001-2015，断热节能复合砌块的性能指标见表2。表2 断热节能复合砌块的性能指标体积密度B05干缩值标准法，mm/m 0.5快速法，mm/m 0.8抗冻性（D25）质量所示，% 5.0冻后强度损失，% 25耐火性能燃烧性能不燃烧体（A级复合夹芯材料）耐火极限评定 200厚块体，双面抹灰 2.5小时 隔音性能 dB 45 抗压强度 Mpa 2.5 基材导热系数，W/(mK) 0.18 砌块当量导热系数，W/(mK) 0.06 饱和吸水率，% 30复合芯板性能内芯复合聚苯板密度不小于8Kg/m3；外露复合聚苯板密度不小于18Kg/m3，阻燃型。可选用模塑或挤塑聚苯板。内外复合聚苯板导热系数均应小0.040W/(mK) 。岩棉芯板导热系数均应小于0.040W/(mK)，密度大于100Kg/m3。注：数据分别来自四川都江堰国家防火建材质检中心、西安建筑科技大学、西北民族大学热工实验室及甘肃省产品质检中心试验检测结果。二、建筑节能与结构一体化墙体热工性能计算分析（一）全剪力墙结构高层住宅建筑外墙节能验算1、墙体保温材料的选用：建议剪力墙及梁柱部分采用70厚HF永久性复合保温模板，做预支模节能与结构一体化施工。2、设计计算及取值依据：严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-2010；夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010；公共建筑节能设计标准GB50189-2005；民用建筑热工设计规范GB50176-93。甘肃省工程建设标准图集DBJT25-141-2014HF永久性复合保温模板现浇混凝土建筑保温体系构造、DB62/T25-3083-2014HF永久性复合保温模板现浇混凝土建筑保温体系技术规程。3、外墙平均传热系数计算：依据上述标准，微孔混凝土导热系数为0.10 W/（mK）；岩棉板和模塑聚苯乙烯保温板导热系数0.040W/（mK）；挤塑聚苯乙烯保温板导热系数0.032 W/（mK）；钢筋混凝土导热系数1.74 W/（mK）；水泥砂浆导热系数0.93 W/（mK）。内外表面换热阻0.15（m2K）/w。1）、剪力墙部分一体化保温墙体主断面热阻值：墙体断面构造：钢筋混凝土+70厚HF永久性复合保温模板+20mm厚水泥砂浆粉刷层。钢筋混凝土部分按200mm厚计；70厚HF永久性复合保温模板（保温层采用45厚岩棉或模塑聚苯板和保温过渡层采用20mm厚微孔混凝土）其制品热阻叠加计算，其中微孔混凝土保温过渡层导热系数为0.11 W/（mK），厚度为0.020m，热阻计算值为0.18（m2K）/w；岩棉或聚苯保温层导热系数为0.04 W/（mK） ，厚度为0.045m，热阻1.02（m2K）/w。70型HF永久性复合保温模板热阻值：0.18+1.12=1.30（m2K）/w。一体化保温墙体总热阻：0.2/1.74+0.020/0.93+1.30+0.15=1.59（m2K）/w。一体化保温墙体传热系数：1/1.59=0.63 w/（m2K）。2）、一体化保温体系外墙平均传热系数计算：Km=0.63 w/（m2K）。符合居住建筑JGJ 26-2010规定的限值0.70 w/（m2K）（9层建筑）要求。4、结论：本项目高层住宅全剪力墙结构建筑，按剪力墙200厚计，采用70型HF永久性复合保温模板的建筑节能与结构一体化墙体，其节能效果能满足寒冷地区65%节能设计标准要求，即满足严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-2010规定的9层以上建筑外墙限值要求。（二）框剪结构高层住宅建筑外墙节能验算1、墙体材料的选用：建议剪力墙及梁柱部分采用70厚HF永久性复合保温模板，做预支模节能与结构一体化施工，填充墙部分采用250厚断热节能复合砌块为墙体材料。2、设计计算及取值依据：断热节能复合砌块墙体保温体系技术规程DB62/T25-3068-2013；严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-2010；夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010；公共建筑节能设计标准GB50189-2005；民用建筑热工设计规范GB50176-93。3、外墙平均传热系数计算：1）、条件：按梁、柱、剪力墙与填充墙体面积各50%的比例计算。依据上述标准，断热节能复合砌块当量导热系数为0.06 W/（mK）；微孔混凝土导热系数为0.10W/mK；岩棉或模塑聚苯乙烯保温板导热系数0.040 W/mK；挤塑聚苯乙烯保温板导热系数0.032 W/mK；钢筋混凝土导热系数1.74 W/mK；水泥砂浆导热系数0.93 W/mK。内外表面换热阻0.15（m2K）/w。2）、填充墙体断面热阻值：填充墙构造：250mm厚断热节能复合砌块+双面25mm厚水泥砂浆粉刷层。墙体断面热阻：0.250.06+0.050.93+0.15=4.17+0.05+0.15=4.37（m2K）/w。墙体传热系数：1/4.37=0.23w/（m2K）。3）、框架梁柱剪力墙部分一体化墙体断面热阻值：墙体断面构造：钢筋混凝土+70厚HF永久性复合保温模板+25mm厚水泥砂浆粉刷层。钢筋混凝土部分按300mm厚计；70厚HF永久性复合保温模板（保温层采用45厚模塑聚苯板和保温过渡层采用20mm厚微孔混凝土）其制品热阻叠加计算，其中微孔混凝土保温过渡层导热系数为0.11W/mK，厚度为0.020m，热阻计算值为0.2（m2K）/w；岩棉或聚苯保温层导热系数为0.040 W/mK ，厚度为0.045m，热阻1.12（m2K）/w。70型HF永久性复合保温模板热阻值：0.18+1.12=1.30（m2K）/w。一体化墙体总热阻：0.3/1.74+0.025/0.93+1.3+0.15=1.65（m2K）/w。一体化墙体传热系数：1/1.65=0.61 w/（m2K）。4）、体系外墙平均传热系数计算：（按梁、柱、剪力墙部分与填充墙体部分面积各50%计）Km=0.50.23+0.50.61=0.42 w/（m2K）。4、结论：在上述条件下采用70型HF永久性复合保温模板和250型断热节能复合砌块的建筑节能与结构一体化墙体，其节能效果能满足寒冷地区65%节能设计标准要求，即满足严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-2010规定的全部类型建筑外墙限值要求。四、建筑节能与结构一体化外墙保温系统与传统做法的工程造价及性能对比分析1.HF永久性复合保温模板与传统模板外保温施工工程造价对比见表3。表3 HF永久性复合保温模板与传统模板外保温施工工程造价对比HF永久性复合保温模板（无需做外保温）传统模板加外保温施工材料保温模板110元/m2传统模板材料胶合模板板45元/m2固定卡件5元/m2木方22.5元/m2木方15元/m2铁钉0.9元/m2铁钉0.6元/m2人工费20元/m2抹面砂浆3.7元/m2外保温（以岩棉板薄抹灰系统为例）材料岩棉保温板42元/m2网格布1.2元/m2聚合物砂浆11.5元/m2人工费35元/m2网格布1.2元/m2锚固钉2.5元/m2人工费40元/m2合计170.5元/m2合计185.6元/m22.断热节能复合砌块与烧结空心砖及加气混凝土砌块外墙外保温墙体对比分析3.建筑节能与结构一体化技术和传统外墙外保温做法性能对比见表4。表4 一体化技术与传统外墙外保温做法性能对比性能项目结构形式耐久及防火性施工传统外墙外保温做法两次施工粘锚结构，牢固性差，使用寿命25年。使用寿命25年，耐久性差，防火性差。施工不方便，费时费力，工期长。建筑节能与结构一体化做法与主体结构一体化，连接牢靠，使用寿命可达70年。隔绝明