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1、柔性保温复合墙体技术可 行 性 研 究 报 告 哈尔滨吴淑环建设工程技术研究有限公司 2010年3月15日联系方式：0451-82534992、13836039920，Email:目 录一、概述 2二、技术背景 3三、柔性墙体构造简介 5四、柔性墙体结构设计计算 6 五、柔性墙体施工可行性 11六、柔性墙体技术创新点 15七、柔性墙体优越性和社会意义 17八、墙体技术是一个系统工程，需要多学科知识的配合 19 九、附图 21一、概述一直以来墙体技术中的保温性能与防火性能、安全性能及与耐久性之间存在着矛盾，在要求墙体保温性能较高的时候，对造价影响很大，使得推行建筑节能进展困难。特别是目前高层建筑
2、的墙体太重，寻找一种轻质，又抗震抗风好，施工方便，节能保温，造价又不高于现有墙体造价的技术，是人们多年来追求的目标。柔性保温复合墙体是世界上率先以低于现有保温墙体造价但能同时满足上述要求的全新型墙体。柔性保温复合墙体是一种全新的三明治网状结构的轻质复合墙体。它以EPS板(即苯板)或纸蜂窝版为芯层，以与建筑主体结构连接的钢筋，钢丝网抹灰层为芯层的内外保护层，外部垂直于主体结构设置混凝土支承悬挑粱，在悬挑粱外端焊接钢筋，钢筋上绑扎钢丝网，芯层与两侧水泥砂浆抹灰层粘接成为一体、共同工作，形成的复合墙体称之为柔性保温复合墙体，简称柔性墙体。柔性墙体优势及对社会的意义：1、柔性墙体是在主体结构上生根的网
3、状轻质复合墙体，抗震抗风，结构安全性好，外饰面安全性好，且柔性墙体自身具有抗剪切承载力，满足极限状态设计要求，具有与主体结构同样的结构安全度。 如北京地区按风荷载组合设计值设计的柔性墙体约是常遇地震作用组合设计值的2倍，地震时绝对不会发生墙体倒塌，且保温层可消耗地震能量，把地震动能化作位能，以柔克刚，有利建筑主体结构抗震，柔性墙体技术对建筑抗震提出了新思路。2、柔性墙体保温好，造价最低并降低建筑主体结构造价，为建设低能耗建筑，为采用框架结构全面取消粘土砖提供了技术支持。芯层EPS板厚度150250mm，复合墙体总厚度210310mm时，含住宅上下保温的阳台板热桥在内，窗口隔热断桥的柔性墙体平均
4、传热系数约为0.450.27 w/m2.k，其造价仅约为轻钢骨架抗震保温墙体的25%30%，可容易用最低的造价达到北欧低能耗建筑的墙体保温节能水平。而粘贴EPS板，达到墙体平均传热系数0.27 w/m2.k的陶粒砌块墙，因洞口有热桥，需要粘贴的EPS板厚度约为350400mm，复合墙体总厚度约为600650mm！增加造价约4050元/ m2，且耐久性不好，抗震不好（没有安全度），防火不好, 柔性墙体技术对采暖地区特别是严寒地区建设低能耗建筑有重要意义 。3、柔性墙体大幅度增加室内使用面积，是省地型墙体！4、柔性墙体所用材料使用年限都不低于50年，耐久性好。5、柔性墙体技术应用面广，适用于各个气
5、候区。6、柔性墙体设计方便、施工方便。领先的墙体技术应是高性能、低成本、简单、受力明确的技术！柔性墙体无论从经济性、保温隔热性能、抗震抗风性能、减少施工阶段能耗，都超过了包括轻钢骨架墙体在内的一切墙体。柔性墙体外装饰性能好，满足耐火极限要求，施工方便。柔性墙体技术对建筑节能、对墙体改革、对建筑抗震抗风，对全球减少温室气体排放将发挥重要作用，对社会可持续发展具有重要意义。柔性墙体技术颠覆了传统墙体形成的概念，是墙体技术的新思维。柔性墙体技术提出了一门新兴的学科复合构件学科。柔性墙体技术是综合建筑、结构、建筑物理、建筑热工、化学胶粘剂、金属学等多学科知识和多种建筑材料，突破传统墙体形成的概念提出来
6、的。具有节能、省地、墙改、抗震抗风等一系列优异性质的先进墙体技术不是单单在工厂里生产的新型墙体材料就能解决的，必须对各种材料进行优化组合，充分发挥不同建筑材料的特性，同时满足当代人类对墙体的各种要求，墙体技术是一个系统工程，需要多学科知识的配合。2009年全国建筑业十项新技术应用推荐目录中推荐了由哈尔滨吴淑环建设工程技术研究有限公司推出的柔性保温复合墙体技术。二、 技术背景1、我国墙体技术现状：采暖地区建筑的外墙好比我们的棉衣，除粘贴EPS板（即苯板）薄抹灰保温以外的其它墙体节能保温技术多是相当于棉衣的棉花中夹杂炉渣、砂、水泥等材料的墙体，这些非保温材料传热能力强，热流密集，形成太多的热量流失
7、的通道称之为热桥，保温效果不好，使得许多建筑没有达到预期的节能效果。现行节能保温墙体技术存在保温好（如粘贴EPS板薄抹灰）就防火不好及不满足装饰多样化需求及外饰面不安全的问题，而满足装饰多样化需求的节能保温墙体就存在热桥多、保温不好的问题。如夹心保温存在洞口周边热桥、挑檐板热桥，保温层EPS板与挑檐板、与洞口周边砌体的缝隙以及EPS板之间缝隙的热桥，拉接钢筋热桥，且很难在施工中控制缝隙宽度（缝隙超过1cm宽是很平常的事）。编制软件计算证明，按严寒地区墙体平均窗墙比0.3，采取对热桥粘贴保温装饰线条措施，即使EPS板厚度0.5m，夹心墙体传热系数还达到0.38 w/m2.k！这是因热桥增加墙体传
8、热系数约0.27 w/m2.k。原哈尔滨市夹心0.1m苯板的复合墙体，墙体传热系数不低于0.7 w/m2.k，不满足节能50%要求不高于0.52 w/m2.k的规定，更不能满足当前节能65%的规定。夹心保温的内外叶砌体之间的拉接钢筋虽刷防锈漆，但防腐蚀年限很有限，预计大约20年左右拉接钢筋锈蚀，特别是高层建筑外叶砌体有倒塌伤人的隐患，且复合墙体很厚，浪费我国宝贵的土地资源，而黑龙江省现在有大量的高层建筑采用夹心保温墙体。此外，我国大量幕墙装饰的建筑用密集的型钢与建筑主体结构连接，怎能满足建筑节能设计要求？保温砌块墙体不仅存在夹心保温的热桥，且是相当于棉衣的棉花中夹杂大量的炉渣、砂、水泥等材料的
9、墙体，保温效果更不好，而我们还要为这些材料买单，增加建筑重量。尽管存在这些问题，因世界能源形势、环境形势严峻，也只好把这些存在各种问题的墙体技术大量地应用在城市化建设的进程中，对社会可持续发展不利。中国建筑科学院研究院20032005年采暖季对北京部分节能建筑连续测试发现，按节能50%标准建造的建筑实测结果达到节能37%、节能30%的建筑实际只节能7%！其他地区的建筑节能状况能好于北京地区吗？其中现行墙体节能保温技术的不完善是重要原因之一。现在某些城市开始执行节能65%的标准，这些问题不解决也必然影响达到节能65%的目标。多年来，框架结构建筑、特别是高层建筑框架结构的外墙技术始终没有得到解决，
10、我国大多用加气混凝土、轻质空心砌块做高层框架结构建筑的外墙。但这些墙体对于高层建筑还是太重，且保温隔热不好、脆性大，抗震不好。2、国外墙体技术现状：美国和俄罗斯主要采用夹心保温，三层砌体中间夹两层EPS板，墙很厚（甚至1米厚），投资大，且仍存在楼层混凝土热桥和洞口热桥。美国有一些房屋为轻型外墙，抵抗风暴的能力很差。北欧一些国家有当多的建筑是木结构别墅，在两层木板中间夹岩棉保温，保温层岩棉的厚度非常大（甚至达到50cm），这些墙体技术在我国都行不通，木骨架填充墙体抗风性能不好。德国在粘贴EPS板的窗口上方用宽度0.3m的岩棉保温，防火性能略有改善，并没有解决防火的根本问题，且我国的岩棉质量不满足
11、要求，还需要从德国进口。为解决脆性墙体重量大，不适应高层建筑外墙等问题，国外近年来大量应用轻钢骨架填充墙体。轻钢骨架墙体存在以下问题：1）钢材耗量大、造价高，故轻钢结构建筑在我国难以推广，而钢材消耗量大，就是施工阶段能耗多。2）墙体刚度差，抵抗水平风荷载和地震作用能力差。为抵抗水平风荷载和地震作用，美国多层轻钢结构住宅采用轻钢剪力墙或采用带十字交叉支撑的钢框架结构，轻钢剪力墙是在墙体上蒙皮薄钢板。美国等一些地区遭受飓风时，外墙被风吹得四分五散的情景时而可见。3）构造复杂。日本的KC体系用冷弯型钢与板材共同形成整体墙板成为剪力墙，要通过贯通楼板的抗拔锚栓将上下墙板连为一体，靠抗剪螺栓将墙板与楼板
12、连为一体。4）轻钢骨架热桥多，保温不好。为建筑节能还需在墙外再粘一层保温材料，增加施工工序、增加造价。轻钢骨架墙体构造的实质是将木骨架填充墙体的骨架由木方变作薄壁轻钢，骨架间距400600mm，组成密肋型骨架，并一般设置每层三道水平钢拉条。木骨架填充墙体的木板保护层变作纤维水泥板和耐火石膏板等，再采取其它技术措施，其构造本质没有跳出传统木骨架填充墙体构造的概念。终上所述，目前包括发达国家在内的世界墙体技术还没有得到根本的解决，直至目前世界上还没有一种重量轻、保温节能好，抗震好、抗风荷载好，造价又低的墙体技术。研究墙体技术所要解决的问题是：1、如何对受力构件和保温层进行优化设置，充分发挥各种材料
13、的性能，达到减轻外墙自重、降低造价，并具有最好的综合性能？2、如何最大限度地减少热桥，并保证外饰面块料面层装饰的安全性？3、如何解决钢丝网苯板抹灰空鼓开裂的质量通病？4、如何延长保温体系的耐久性，使之超过世界和我国规定的不低于25年的使用期，达到和超过50年使用期？5、如何有效地避免发生焊接烧蚀保温层？柔性墙体是在有支承的外墙外保温墙体成功试点的基础上提出来的，试点工程为2005年克山社会福利院老年宿舍楼工程。完善后的有支承的外墙外保温墙体保温性超过EPS板薄抹灰，满足任意装饰，安全性、耐久性好。但有支承的外墙外保温墙体不能降低建筑造价，不能减薄墙体厚度，不能减轻墙体重量，不能有利抗震。在有支
14、承墙体技术措施基础上，为解决当传统重型墙体重量大，对建筑抗震不利、轻型墙体抗凤荷载不好的问题，以及为解决节能墙体造价高，低传热系数的墙体太厚等问题，又提出了柔性保温复合墙体技术，简称柔性墙体技术。三、柔性墙体构造简介，见附图中图1图11：柔性墙体是以EPS板或纸蜂窝板为芯层，或EPS板先与水泥纤维板复合，形成预制墙板粘贴安装在框架边缘和外部，或EPS板可两侧先抹灰用胶浆粘贴作为砌块砌筑。在芯层的室内外两侧有水泥砂浆层，采用涂刷两遍界面剂进行抹灰的施工工艺，保证水泥砂浆层与芯层或与预制墙板牢固粘接，水泥砂浆层内有钢筋和钢丝网（或室内为耐碱网布）；柔性墙体室外设置与主体结构连接的混凝土支承悬挑梁，支承悬挑梁上焊接竖向和水平钢筋，门窗洞口设置钢筋增强；用2.5或3不锈钢丝将竖向钢筋和水平钢筋与室内钢筋或与主体结构连
