鋼結(jié)構(gòu)外墻材料保溫技術(shù)研究論文
時間:2022-10-21 10:22:00
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摘要:國外保溫材料工業(yè)已經(jīng)有很長的歷史,建筑節(jié)能用保溫材料占絕大多數(shù)。我國用于建筑節(jié)能的保溫隔熱材料則相對較少。目前,國家正在出臺相關(guān)政策,大力推廣建筑節(jié)能,這將極大地促進保溫隔熱材料在建筑工程上的應(yīng)用。本文探討了外墻保溫材料在鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用.
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)建筑;保溫;外墻
1.前言
進入21世紀,我國建筑產(chǎn)業(yè)化進程將更加迅速,如何采用新技術(shù)、新材料,為居民提供安全舒適、經(jīng)濟合理、功能齊全的建筑,也就成為房地產(chǎn)業(yè)一項迫切的任務(wù)。鋼結(jié)構(gòu)建筑由于適宜工廠大批量生產(chǎn),工業(yè)化、商品化程度高,可以將設(shè)計、生產(chǎn)、施工、安裝一體化,提高建筑產(chǎn)業(yè)化水平,因而在建筑市場有著良好的發(fā)展前景。
鋼結(jié)構(gòu)無論是結(jié)構(gòu)性能,使用功能及經(jīng)濟效益上,都具有一定的優(yōu)越性。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有適合工業(yè)化生產(chǎn)、環(huán)保、可再利用的特點,有利于建筑行業(yè)的科技進步、勞動生產(chǎn)率的提高、工程質(zhì)量的改善。發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑能帶動建材、冶金、化工和機械等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高建筑建設(shè)水平和提高居民居住水平,促進國民經(jīng)濟增長,都有重要的意義。
1.鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻保溫材料類型和應(yīng)用
社會的進步、行業(yè)的發(fā)展、資源的節(jié)約、環(huán)保的要求、建筑的功能化、材料的現(xiàn)代化是新型墻體保溫材料發(fā)展的必然趨勢,目前市場上主要分為以下幾種鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能建筑外墻保溫材料:
a、磚:主要包括多孔磚和空心磚、粉煤灰磚(多孔磚)等。
b、“塊”:指建筑砌塊,主要有實心砌塊和空心砌塊。如小型混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等。
c、“板”:主要指建筑板材,有硅酸鈣板、GRC板、蒸壓加氣混凝土板、石膏墻板、鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板、復(fù)合輕質(zhì)夾芯隔墻板等。
目前外墻保溫材料主導產(chǎn)品以混凝土小型空心砌塊、空心磚和輕質(zhì)板材為主,也是應(yīng)用最多的外墻保溫材料。
對于低層建筑,應(yīng)用的外墻保溫材料種類很多,發(fā)展趨勢是環(huán)保節(jié)能的綠色墻材。
目前在多層、小高層及高層建筑中,混凝土小型空心砌塊和加氣混凝土砌塊的應(yīng)用占主導地位。一些輕質(zhì)、高強、保溫的墻板,如鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板等,目前在高層框架、接層建筑中也有大量的應(yīng)用。
在國家經(jīng)貿(mào)委下發(fā)的外墻保溫材料革新“十五”規(guī)劃中指出,以框架結(jié)構(gòu)為主的高層建筑,應(yīng)積極發(fā)展?jié)M足建筑功能要求,保溫隔熱性能優(yōu)良,輕質(zhì)高強,便于機械化施工的各類內(nèi)、外墻板;多層砌筑結(jié)構(gòu)和高層框架結(jié)構(gòu),承重外墻保溫材料應(yīng)重點發(fā)展承重混凝土小型空心砌塊和承重利廢空心磚;非承重外墻保溫材料應(yīng)以利廢的各類非承重砌塊和輕板為主。對于以工廠化制造為重要特點的鋼結(jié)構(gòu)建筑,以應(yīng)用工廠預(yù)制的高性能板材作為外墻結(jié)構(gòu)較適宜。對于多層和小高層,應(yīng)全部使用綠色節(jié)能墻板。對于高層建筑,應(yīng)以墻板為主,對不適合使用墻板的部位,可以使用砌塊類外墻保溫材料,但需要對外墻進行處理,以滿足節(jié)能保溫的要求。
2.國內(nèi)外墻體外墻材料發(fā)展現(xiàn)狀
隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,對建筑物節(jié)能的重視程度和要求越來越高。在2004年中央經(jīng)濟工作會議上,總書記提出,要大力發(fā)展節(jié)能省地型建筑。今年,總理在政府工作報告中也提出,鼓勵發(fā)展節(jié)能省地型建筑與公共建筑。
在建筑物的外墻結(jié)構(gòu)方面,我國正在大力鼓勵發(fā)展綠色建材。主要是嚴格限制粘土磚的生產(chǎn)與使用,大力推廣各種非粘土磚的、輕型、大尺寸的塊材與板材,同時,使已廣泛使用的綠色外墻保溫材料進一步提高生產(chǎn)率、利用工業(yè)廢渣、節(jié)約能耗,使產(chǎn)品系列化與配套化。
目前,新型外墻保溫材料的發(fā)展趨勢和方向主要有以下幾個方面:
1)大量利用工業(yè)廢渣代替部分或全部天然資源的外墻保溫材料。
用工業(yè)廢渣代替粘土制造實心磚或空心磚,并以空心磚為主。例如,粉煤灰磚、煤研石磚、礦渣磚、煤渣磚等。某些工業(yè)廢渣經(jīng)一定的加工處理可代替部分水泥制作混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊與墻板、纖維水泥板、硅酸鈣板等。其中利用最廣的是粉煤灰。廢棄的泡沫聚苯乙烯經(jīng)破碎后作為輕集料,與水泥或粉煤灰+水泥混合制成砌塊或墻板。
2)用壓蒸法制造外墻保溫材料。
用壓蒸法制造塊狀或板狀外墻保溫材料可少用或不用水泥,用石灰或電石代替全部或部分水泥;與非壓蒸的水泥制品相比,可使生產(chǎn)周期由14-28天縮短至2-3天;產(chǎn)品與非壓蒸的水泥制品相比,具有高比強度、低干縮率、高防火性能等。目前在國內(nèi)主要是加氣混凝土(ALC)砌塊與條板和壓蒸纖維增強水泥板與硅酸鈣板。用水泥以外的其它膠凝材料(石膏、菱苦土等)制造外墻保溫材料。利用農(nóng)業(yè)廢棄物代替木質(zhì)纖維制造人造板,用無石棉纖維水泥板替代石棉水泥板。大力推廣與發(fā)展復(fù)合墻體與復(fù)合墻板。建筑物的外墻、屋面與窗戶是降低建筑能耗的關(guān)鍵所在,而其中外墻是關(guān)鍵。迄今為止,世界上尚沒有一種單一材料即可滿足保溫隔熱,又可滿足作為外墻的其它多種要求。因此只能采取復(fù)合技術(shù),也即采用復(fù)合墻體或復(fù)合墻板以達到建筑節(jié)能的目標。
3.典型的外墻保溫材料介紹
1)輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板
單一的塊狀或板狀的建筑材料均不能滿足建筑節(jié)能的要求,必須與一些高效的熱絕緣材料相復(fù)合,如巖棉板、玻璃棉、膨脹珍珠巖、阻燃聚苯乙烯泡沫板、聚氨醋泡沫板、酚醛泡沫樹脂板等。通常采取現(xiàn)場復(fù)合方式施工,按保溫材料的布置位置可分為外保溫、內(nèi)保溫與夾芯保溫三種,目前以外墻外保溫應(yīng)用最為廣泛。
目前我國生產(chǎn)和使用的預(yù)制復(fù)合墻板主要有巖棉復(fù)合外墻板、彩色壓型板聚苯乙烯(或巖棉、聚氨酷)復(fù)合墻板和鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板等?;炷翈r棉復(fù)合外墻板系由150mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重層、50mm厚的巖棉保溫層和50mm厚混凝土飾面層所組成,此種復(fù)合墻板是承重板,在若干城市內(nèi)曾推廣應(yīng)用,但因使用中常發(fā)生板面出現(xiàn)裂縫、接縫滲漏等問題,故現(xiàn)己很少采用。彩色壓型鋼板復(fù)合墻板全國生產(chǎn)能力己達1000余萬平方米,因價格較高,主要用于工業(yè)與公共建筑中。鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板是在工廠內(nèi)將低碳冷拔鋼絲焊成三維空間網(wǎng)架,中間填充輕質(zhì)保溫芯材(主要用阻燃的聚苯乙烯泡沫板)而制成的半成品,在施工現(xiàn)場再在夾芯板的兩側(cè)噴抹水泥砂漿或直接在工廠內(nèi)全部預(yù)制完成。據(jù)統(tǒng)計,目前此種夾芯板全國年生產(chǎn)能力己逾1000萬。
2)礦物棉、巖棉、玻璃棉:具有保溫隔熱性能好(λ=0.047W/(m·K),S24=0.56W/(m2·K)),耐一定的溫度,防火性能好及吸聲、隔音等優(yōu)點;且干法施工,施工效率高。缺點是吸濕性強,應(yīng)注意防潮;松散材料在墻面鋪設(shè)、固定并保持平整度較困難。
3)泡沫塑料及多孔聚合物:主要有聚苯乙烯泡沫塑料(包括擠塑型和發(fā)泡型)和聚氨脂泡沫塑料,具有保溫性能好(聚苯乙烯:λ=0.042W/(m·K),S24=0.35W/(m2·K);聚氨脂:λ=0.033W/(m·K),S24=0.36W/(m2·K)),吸聲(吸聲系數(shù)α2000=0.84)、隔音,且吸水率低及干法作業(yè)等優(yōu)點。缺點是對罩面砂漿防裂要求較高,整體造價偏高,防火性能有待改善。
4)膨脹珍珠巖及其制品:保溫隔熱性能較好(水玻璃珍珠巖板:λ=0.062W/(m·K),S24=1.76W/(m2·K)),蓄熱能力較強,防火、耐腐蝕,吸聲、隔音,無毒、無味,價格低廉,干法施工。缺點是材料吸水率較高,質(zhì)脆,應(yīng)注意防潮、防裂。
5)硅酸鈣絕熱制品:保溫隔熱性能較好,熱穩(wěn)定性好(硅鈣板:ρ≤250kg/m3時,λ=0.048W/(m·K),S24=1.76W/(m2·K)),耐熱防火(耐熱溫度可達1000度),強度較高,耐水、耐腐蝕,吸聲、隔音,且可加工性好,干法施工。缺點是生產(chǎn)工藝相對較復(fù)雜,產(chǎn)品價格偏高。
參考文獻:
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