一种节能保温墙体的制作方法

一种节能保温墙体的制作方法
【专利摘要】一种节能保温墙体，它涉及建筑墙体，针对薄抹灰保温墙体防火不好、耐久性差、窗口热桥多等问题。构造：包括基层墙体、保温层、锚栓和外部保护层，所述外部保护层为预制形成的保护层；所述预制形成的保护层为预制板材保护层，或为预制形成的抹灰保护层；所述节能保温墙体从外侧向内侧依次排列构造顺序为：外部保护层、保温层、基层墙体；用锚栓穿过外部保护层和保温层，将外部保护层、保温层与基层墙体固定。进一步在预制保温板保温层内侧安装内部保护层，形成预制保温墙板，将预制保温墙板安装在基层墙体、建筑主体结构外侧，形成全装配式安装的节能保温墙体。本发明防火安全、安装方便、耐久性好、节能保温好，有利建筑节能减排，控制温室效应。
【专利说明】一种节能保温墙体

【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑的墙体，特别是一种节能保温墙体。

【背景技术】
[0002] 1、世界环境形势
[0003] 联合国曾在2007年3月发布报告显示，绿色建筑和建筑节能蕴藏的减排效果要大 于《京都议定书》中要求的所有温室气体排放量，相当于《京都议定书》预定减排量的三倍。 这说明建筑节能在减少温室气体排放、减少粉尘排放中的重要作用。
[0004] 世界银行2012年11月18日发布报告称，气候变化是全球发展面临的最大挑战之 一，为子孙后代计，各国应肩负起各自的道德义务，切实采取行动减少温室气体排放。2013 年春，世界银行发表报告警告说："除非对气候变暖采取更多行动，否则全球温度将在本世 纪末再上升四摄氏度。全球正面临海平面上升、食品短缺、极端天气条件的危险，这将使得 沿海城市和穷人面对灾难性后果"。
[0005] 尽管全球环境形势如此严峻，但世界上许多国家仍不认同中国当前大量应用的、 易失火的薄抹灰保温墙体技术，例如美国、俄罗斯等国，美国曾给越南移民、古巴移民盖过 薄抹灰保温墙体的房子，后遭到国内反对，就不盖了。因不仅平时防火不安全，且一旦有战 争或恐怖活动发生时，采用薄抹灰保温墙体的城市就很容易四处着火，甚至变成一片火海， 人们没有躲藏之处，将使国家处于极端被动、危险的局面。我们在中东战争、伊拉克战争、阿 富汗战争中看到，他们都是非节能建筑，并没有因战争使墙体着火。
[0006] 全球大量既有建筑是非节能建筑，新建建筑也是非节能建筑，或是热桥多、节能保 温效果不好的夹芯保温墙体等节能建筑，这使得全球的建筑能耗居高不下，这种形势极大 地影响控制全球温室气体排放。联合国多次召开会议研究减少温室气体排放事宜，世界各 国难以达成一致意见，为何不愿意减排？本专利 申请人:认为，重要原因之一是很多节能减 排技术没有解决所致，否则怎能不减排？其中重要的就是墙体节能保温技术。
[0007] 2、当前外墙外保温墙体技术存在的问题
[0008] 中国为了能源安全及保护环境大量应用薄抹灰保温墙体技术，薄抹灰保温墙体目 前只在中国和北欧少数国家应用。但中国建筑情况与北欧大不相同：中国建设规模大、建筑 高度高、密度大，而北欧恰恰相反。
[0009] 薄抹灰保温墙体的保护层是聚合物砂浆，聚合物砂浆保护层内含有高分子胶粘 齐IJ。若要聚合物砂浆保护层耐久性好、不开裂、不粉化，胶粘剂含量就高，则易于燃烧；反之， 胶粘剂含量少不易燃烧，但易于开裂、粉化，耐久性不好，防火还是不好。中国已经建设大量 的薄抹灰保温墙体建筑，聚合物砂浆保护层开裂、脱落的现象比比皆是，不仅防火不好、因 保护层开裂还出现墙体进水的质量事故，如2014年7月2日报道的常州的"绷带楼"，其它 地区也有外保温墙体进水的事故。大量建筑、特别是高层建筑将如何维修？用户要拿出多 少钱维修？增加用户负担，制造建筑垃圾，影响社会可持续发展。
[0010] 中国几次墙体大火之后，2011年中国公安部消防局65#文禁用有机保温材料，但 无机保温材料远远不能满足市场需要，全国在建的外墙外保温工程绝大部分停工。于是很 多人士都搞无机保温材料研究，但是无机保温材料有很多问题：
[0011] 如发泡水泥重量重、质量波动范围大，难以控制，导热系数较高，导热系数波动范 围大，易收缩变形，抗冻融性能难以控制，将来出现问题保温墙体将粉化，一旦掉落下来很 危险，最后外墙外保温主要还得用有机保温材料。
[0012] 中国现在规定达到一定高度的建筑，保温材料的燃烧性能应达到难燃型氏级，或 用无机保温材料如岩棉保温。阻燃剂价格昂贵，例如密度30kg/m3的&级难燃石墨EPS板价 格700多元/m3,而B2级阻燃型EPS板价格约350元/m3。但所谓难燃仅仅是电焊火花不能 引燃，在长期使用中一旦发生火灾，达到聚苯板500多度燃点时，难燃型&级EPS板与阻燃 型B2级EPS板一样燃烧。现在向着极低能耗的被动式节能房方向发展（建筑节能90% )， 墙体的传热系数要求不大于〇. 15w/m2.k，中国目前在德国专家指导下进行节能90%的被动 式节能房试点工程，采用薄抹灰保温墙体技术，需要用厚度300_的&级石墨EPS板，造价 达200多元/m2,使建筑外墙保温成本大幅度上涨。
[0013] 岩棉的供应量不足，生产岩棉能耗高、高污染，造价高，严寒地区冬季采暖期长，室 内外温差大，室内水蒸气分压力是室外十几倍，室内水蒸气穿过保温层向室外渗透。《民用 建筑热工设计规范》GB50176规定：岩棉水蒸气渗透系数为0. 0004880g?m?h?Pa，允许湿 度增量不超过3 %，若冬季水蒸汽多就会在岩棉内结冰，甚至外保温墙体就破坏了，全部用 岩棉在采暖地区、特别是严寒地区难以满足湿度增量的规定；而EPS板水蒸气渗透系数为 0. 0000162g?m?h?Pa，允许湿度增量不超过15%，EPS板对水蒸气的阻隔性好得多，易满 足含湿量的规定。但EPS板防火不好，这个问题如何解决？
[0014] 按我国《建筑外墙外保温系统的防火试验方法》GB/T29416的规定，模拟室内发生 火灾的试验是在室内进行，室内试验没有风。风力对火灾的影响随保温层厚度不同而不同： 保温层越薄，风力对火灾影响越小；保温层厚，失火时可燃物多、燃烧时间长，风力大就很危 险。高层建筑规模大，50m、100m高的风力约是基本风压的4?5倍，且救援困难。被动式 节能房EPS板0.3m厚时，在室内没有风条件下进行的试验不能说明高层建筑设置的防火隔 离带有效。因此国际上认为高层建筑不能建设保温层很厚的被动式节能房（2013年10月 22日从美国专程来华参加北京参加住博会的美籍华人郭凌女士在报告中说），保温层较薄 时大部分国家都认为防火不安全，在被动式节能房保温层厚时，更不能建设了节能墙体了， 这制约了全球建筑节能，制约向低能耗建筑方向发展，但中国大部分建筑恰恰是高层建筑。
[0015] 为了提高保护层防火性能，消防部门曾提出抹灰保护层厚度要达到50mm，但现场 抹灰达到如此厚在施工中是不可行的，因此关于保护层厚度问题很长时间达不成一致意 见。本专利 申请人:已经申请数个外保温墙体技术专利，将聚合物砂浆保护层变作由混凝土 悬挑梁或悬挑钢桁架支承、钢筋、钢丝网吊挂的水泥砂浆厚抹灰保护层，增加了长期使用 阶段外墙防火安全，但因是现场抹灰，施工麻烦、增加造价，且也不能达到抹灰保护层厚度 50_的要求。所以按着本专利 申请人:的专利技术编制的《有支承外保温墙体工程技术规 程》，虽然从2007年就通过了黑龙江省建设厅组织的专家审查，2010年又进行了一次修改， 但工程并不采用。
[0016] 3、当前装配式墙体技术存在的问题
[0017] 1)装配式墙体普遍存在热桥多，节能保温不好问题，如：
[0018] 有在框架结构内全镶嵌式安装预制轻型保温墙板，即预制轻型保温墙板全部位于 框架结构内，梁柱完全暴露；有半镶嵌式、半外包式安装预制轻型保温墙板，即一部分预制 轻型保温墙板或木骨架墙板位于框架结构内部，另一部分（通常50% )位于框架结构外部； 或中间有钢骨架，钢骨架两侧安装预制轻型保温墙板。在梁柱和窗口处都形成热桥，且普遍 有洞口周边热桥，钢材用量多，造价高，且还不是按结构公式计算可满足承载力安全性设计 的墙体，安全性差。
[0019] 2)中国和全球地震多发，中国高层建筑比例很大，现行有适应建筑主体结构变形 的装配式墙体构造太复杂、造价高。如北京市建筑设计研究院郁彦文章"日本建筑墙板的连 接构造"，可知其可滑移的装配式墙体构造太复杂，加工预制保温墙板难度大、安装难度大、 钢筋用量多、重量重。
[0020] 4、传统加气混凝土墙的质量通病几十年来没有得到解决。
[0021] 砌筑加气混凝土砌块的墙体，在南方应用时普遍存在表面抹灰易起鼓、开裂、脱 落、渗漏等质量问题，北方应用问题更严重。现场砌筑、抹灰湿作业多，地震时必然破碎；力口 气混凝土砌块缝隙内砌筑砂浆是热桥，即使在夏热冬冷地区应用，还需要在墙体表面再抹 保温砂浆保温。
[0022] 5、当前幕墙装饰建筑的钢龙骨穿过保温层与基层墙体连接，增加大量传热，传热 系数约达到lw/m2 ?k，根本不能达到建筑节能的规定。
[0023] 中国和全球的环境形势、能源形势严峻，我们要不断提高建筑节能标准，向节能 90%的被动式节能房方向前进，如何解决节能保温墙体技术存在的上述问题？
[0024] 为解决上述问题，本发明提出一种节能保温墙体。


【发明内容】

[0025] 本发明目的是提供一种节能保温墙体，以解决【背景技术】所述的问题。
[0026] 本发明的一种节能保温墙体，它包括基层墙体、保温层、锚栓和外部保护层；所述 基层墙体内包括建筑主体结构，所述外部保护层为预制形成的保护层；
[0027] 所述预制形成的保护层为预制板材保护层，或为预制形成的抹灰保护层；
[0028] 所述节能保温墙体从外侧向内侧依次排列构造顺序为：外部保护层、保温层、基层 墙体；用锚栓穿过外部保护层和保温层，将外部保护层、保温层与基层墙体固定。
[0029] 进一步还可在预制保温板保温层内侧安装内部保护层，形成预制保温墙板，用锚 栓穿过预制保温墙板，将预制保温墙板与基层墙体固定、与建筑主体结构固定；形成一种将 预制保温墙板安装在建筑主体结构外侧，全装配式安装的节能保温墙体。
[0030] 本发明技术效果：
[0031] 1、防火好
[0032] 本发明对保证民生安全、国防战略安全具有重要意义，对推动中国乃至全球建筑 节能、减少温室气体排放和减少粉尘排放具有重要意义。外墙外保温技术若采用本发明，绝 不会发生如2011年中国上海静安区教师楼（聚氨酯薄抹灰保温墙体）大火，导致数十人死 亡的悲剧；绝不会发生2012年中国春节前夕沈阳皇朝万鑫大酒楼失火的巨大损失，还有等 等其它诸多外保温墙体失火的事故。
[0033] 2、节能保温最好
[0034] 因本发明可将预制保温板的大块保温层相互挤紧安装，大幅度减小接缝透风对保 温的不利影响。且本发明的节能保温墙体热量流失的通道--热桥最小，故窗墙比大小对 平均传热系数的影响很小，特别是保温层增厚时，洞口保温层随之增厚，钢筋周围因有聚合 物砂浆保护层对减少保温层厚度的影响越来越小，例如保温层厚300_时，仅增加墙体传 热系数0.Olw/m2.k;但薄抹灰保温墙体洞口热桥是一个定值，并不随着保温层增厚而缩小， 在保温层增厚、墙体传热系数越低时，洞口热桥对墙体平均传热系数影响更大，见附表2、附 表3数据。
[0035] 薄抹灰保温墙体洞口外无钢筋，不方便采取洞口隔热断桥构造，洞口热桥影响很 大，即使采取隔热断桥构造，构造复杂，因窗户距离基层墙体距离远不安全，减少热桥的效 果小，可能约减少50%热桥。由附表2可见，在窗墙比0. 4时，薄抹灰保温墙体洞口热桥是 本发明的节能保温墙体热桥的4?12倍。
[0036] 3、耐久性好，耐久年限不少于50年，远远高于薄抹灰保温墙体的25年，减少大量 维修，对社会可持续发展具有重要意义。不会因保护层开裂而进水成为"绷带楼"，这是因为 保护层等质量易于控制，及还有其它保证耐久性的措施。
[0037] 4、结构安全性好。
[0038] 1)人的脚可以踏在窗台上，窗户安装在洞口保温层上安全，窗户距离基层墙体的 距离不受限制，所以减少洞口热桥效果明显。
[0039] 2)本发明全装配式安装的节能保温墙体可以按结构公式计算，安全度明确，而不 是【背景技术】所述当前在框架结构内全镶嵌式或半全镶嵌式安装预制轻型保温墙板，不能按 结构公式计算、安全性差的装配式墙体。本发明防震、减震性能突出，并可形成包容建筑主 体结构位移、具有三个方向减震作用的装配式节能墙体，其防震、减震性能超过日本抗震建 筑的墙体。并具有以下性能：
[0040] ①、抗震好，有利于建筑抗震。
[0041] a、采用轻型预制保温墙板时，全装配式安装的节能保温墙体重量轻，以北京地区 为例计算，罕遇地震作用组合值远远小于风荷载组合值，因此按风荷载组合值计算满足安 全，当然罕遇地震时也安全。
[0042] b、EPS板各向同性，EPS板的抗拉强度与砌体抗拉强度及抗剪切强度相当，在一定 范围内，EPS板的变形是可恢复的。预制保温板的保温层或复合保温层的内部保温层为EPS 板时，可发挥EPS板消耗地震能量、以柔克刚性能，增加建筑抗震减震安全储备。
[0043] ②、抗风好。
[0044] 以中国风力很大的厦门和西沙地区为例，将预制板材保护层作为受力材料。在不 同建筑高度时，采用两端固定支座形式，计算得出附表1弯矩值。按公式M< 0. 85(fyAs) h。计算，水泥纤维板抗拉强度设计值取13MpaX0. 5 = 6. 5Mpa时，计算得出：用10mm的水泥 纤维板，就可满足抗弯承载力，既安全、又节约钢材。
[0045] 附表1举例计算不同地区、不同高度、不同跨度时最大弯矩值
[0046]

【权利要求】
1. 一种节能保温墙体，它包括基层墙体、保温层、锚栓；所述基层墙体内包括建筑主体 结构； 其特征在于，它还包括外部保护层，所述外部保护层为预制形成的保护层； 所述预制形成的外部保护层为预制板材保护层，或为抹灰形成的预制保护层； 所述节能保温墙体从外侧向内侧依次排列构造顺序为：外部保护层、保温层、基层墙 体；用锚栓穿过外部保护层和保温层，将外部保护层、保温层与基层墙体固定。
2. 根据权利要求1所述的一种节能保温墙体，其特征在于， 它还包括结构承托件，结构承托件是基层墙体中建筑主体结构的外延，所述结构承托 件安装在建筑主体结构的侧面； 结构承托件承托预制形成的外部保护层，或承托由外部保护层与保温层组成的预制保 温板； 所述结构承托件为局部设置，或结构承托件沿建筑周圈设置。
3. 根据权利要求1所述的一种节能保温墙体，其特征在于， 它还包括内部保护层，内部保护层与保温层连接，形成预制保温墙板； 所述内部保护层为预制形成的保护层，所述预制形成的保护层为预制板材保护层，或 为抹灰形成的预制保护层； 将预制保温墙板置于基层墙体侧面，即置于基层墙体中建筑主体结构的侧面；用锚栓 穿过预制保温墙板，将预制保温墙板与基层墙体固定、与建筑主体结构固定，或/和预制保 温墙板的内部有铁件或混凝土连接件将预制保温墙板的内侧与建筑主体结构连接； 形成一种将预制保温墙板安装在建筑主体结构外侧，全装配式安装的节能保温墙体。
4. 根据权利要求2所述的一种节能保温墙体，其特征在于， 它还包括内部保护层，内部保护层与保温层连接，形成预制保温墙板； 所述内部保护层为预制形成的保护层，所述预制形成的保护层为预制板材保护层，或 为抹灰形成的预制保护层； 将预制保温墙板置于基层墙体侧面，即置于基层墙体中建筑主体结构的侧面；用锚栓 穿过预制保温墙板，将预制保温墙板与基层墙体固定、与建筑主体结构固定，或/和预制保 温墙板的内部有铁件或混凝土连接件将预制保温墙板的内侧与建筑主体结构连接； 形成一种将预制保温墙板安装在建筑主体结构外侧，全装配式安装的节能保温墙体。
5. 根据权利要求3所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，将预制板材保护层作为受力材料，预制板材保护层具有抗拉、抗压、抗剪 切承载力，对预制保温墙板可以按混凝土结构理论进行承载力设计。
6. 根据权利要求4所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，将预制板材保护层作为受力材料，预制板材保护层具有抗拉、抗压、抗剪 切承载力，对预制保温墙板可以按混凝土结构理论进行承载力设计。
7. 根据权利要求4所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，它还包括滑移构件； 预制保温墙板与建筑主体结构的柱或剪力墙外侧连接，在柱或剪力墙侧边设有弹性伸 缩缝；位于弹性伸缩缝之间的预制保温墙板的一端与建筑主体结构的梁板外侧面连接，构 成装配式节能保温墙体固定端，另一端为滑移端，预制保温墙板与柱或剪力墙不连接；用锚 栓将预制保温墙板的固定端与建筑主体结构连接； 滑移构件位于预制保温墙板滑移端端头与结构承托件之间； 形成可滑移的装配式节能保温墙体。
8. 根据权利要求1?7中任一项所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，它还包括防火措施： 1) 、设置拉接件固定外部保护层，避免失火时外部保护层脱落； 2) 、采用加强外部保护层接缝的防火措施：在外部保护层接缝之间或在接缝内侧有防 火材料； 3) 、采取加强门窗口侧面保温层的防火构造：将预制保温板位于门窗口周围的外部保 护层加宽，洞口侧面保温层的保护层为预制板材保护层，在外部保护层、洞口侧面预制板材 保护层与门窗框之间的空腔内有洞口侧面保温层； 4) 、在锚栓外端头安装防火材料。
9. 根据权利要求1?7中任一项所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，它还包括装饰板、连接铁件； 所述外部保护层内有预埋钢板，连接铁件与预埋钢板连接；或用螺栓穿过节能保温墙 体，将连接铁件根部的钢板固定在外保护层上； 装饰板与连接铁件外端连接安装；或/和还用端头具有扩大功能的紧固件连接，形成 一种节能保温墙体的装饰.墙。
10. 根据权利要求8所述的一种节能保温墙体， 其特征在于，它还包括装饰板、连接铁件； 所述外部保护层内有预埋钢板，连接铁件与预埋钢板连接；或用螺栓穿过节能保温墙 体，将连接铁件根部的钢板固定在外保护层上； 装饰板与连接铁件外端连接安装；或/和还用端头具有扩大功能的紧固件连接，形成 一种节能保温墙体的装饰.墙。
【文档编号】E04B2/88GK104234256SQ201410455158
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月31日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】吴淑环 申请人:吴淑环