一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材的制作方法

文档序号:16352318发布日期:2018-12-21 20:13阅读:133来源:国知局
一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材的制作方法

本实用新型涉及建筑墙体及预制板材,特别是一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材。



背景技术:

在科学技术高度发展的今天,建筑技术却有诸多难以解决的问题,难以适应低碳社会的要求。如:

1、低能耗建筑难以推进

当前节能保温墙体因热量流失的通道太多(即热桥多)、保温层厚、造价太高,一般民用建筑都难以普及节能90%的被动式节能房。还因节能90%的被动式节能房只能用薄抹灰保温墙体技术(热桥相对少一点),防火不好,中国以至于世界上发生多次恶性火灾事故,公共建筑不允许应用,公共建筑至今不能建设低能耗建筑,更不能建设被动式节能房。全球建筑能耗高达30~40%,建筑能耗高是社会一大难题。若都能建设安全性好、耐久性好的被动式节能房,建筑能耗减至10~20%,对社会减少温室气体排放,改善空气质量意义重大。

2、框架结构的非承重墙体存在的问题:

1)框架结构非承重墙体安全度差。框架结构的非承重墙体承受风荷载和地震作用,实质是受弯构件。当前各种框架结构的非承重墙体都不能用结构理论计算,如砌块墙;还如框架结构装配式安装的预制墙板仅满足试验条件下一定承载力,不能按结构公式设计,但外墙层高不同、柱距不同、门窗洞口大小不同,风荷载和地震作用大小不同,而这些预制墙板不用结构公式计算内力都安装同样的预制墙板。这是造成地震和大风时外墙发生倒塌或开裂破坏的重要原因,破坏都是从位于窗间墙转角应力集中的薄弱环节部位破坏,如何解决?

2)框架结构装配式安装外墙的墙体技术面临困境。当前没有热桥少、安全性好、耐久性好、造价低的框架结构装配式安装的外墙墙体技术,极大地影响建筑产业化进程。

还有的预制墙板保密不公开选用的材料,预制墙板的受力性能和耐久性没有透明度,不能将有限元软件对墙体内力计算结果按混凝土结构理论计算,无法对预制墙板进行监督管理,不利于保证框架结构上安装的墙体安全性和耐久性,不符合建筑信息模型技术(BIM)开放的工业标准要求。

还有钢结构框架建筑沿着外墙位置每间隔几十公分就有钢立柱,钢立柱与楼面仅用钢钉固定,钢立柱之间还需有水平钢支撑保证钢立柱稳定(以下钢立柱与钢支撑统一简称钢骨架),耗费大量钢材,在钢骨架上用钢穿钉固定内外二层轻型保温板。但耗费大量钢材的装配式墙体是不连续的,不是可以按结构公式计算的受力构件,不能用于高层建筑;钢骨架型材需较厚的热镀锌层,热镀锌对环境造成严重污染;且楼层和窗口处有大量热桥,不能建设低能耗建筑,更不能建设被动式节能房,造价还高。因此我国至今在混凝土框架结构中仍大量砌筑加气混凝土砌块或陶粒砌块,砌筑后还需抹灰,湿作业多,不适应建筑产业化的要求。

框架结构适应建筑主体结构的外挂式可滑移装配式墙体构造复杂,不仅日本预制和安装异常复杂,我国的《外挂墙板构造图集》08SJ110-2安装构造也太复杂,连接件数量多,难以准确安装,造价高,热桥多,极少有应用的。

3、节能保温墙体存在的问题。

1)、薄抹灰保护层耐久性不好,宜开裂进水。

2)、防火不好。

数十年来中国保温墙体发生了无数次大火,其中多起震惊中外的火灾惨案,不久前英国也发生外保温墙体大火的惨案。

3)、窗口周边是大热桥

窗口侧边基层墙体的保温层仅厚20~30mm,远低于墙体正立面保温层厚度,故窗口周边墙体成为热量流失的通道,窗墙比0.35~0.45时,增加墙体传热系数0.15~0.25w/m2.k,而节能90%的被动式节能房要求墙体传热系数不大于0.15w/m2.k,即保温层无限厚,且窗墙比不大于0.35才能满足节能90%的被动式节能房对墙体保温的要求。我国在北欧专家指导下建设的被动式节能房用薄抹灰墙体,采取门窗口隔热断桥技术:在门窗口外侧安装木框,窗台的木框下还设置型钢承托,型钢和木框与基层墙体连接,然后将带有辅框的门窗框及门窗安装到木框上,这样窗户仍离不开基层墙体,见图2,室外冷点距离室内的距离仍然近,只能减少窗口周边热桥约50%,且安装麻烦,木框和型钢需防腐,还需设辅框,增加造价。因窗口周边还有热桥约50%,我国现在已建设多处节能90%的被动式节能房,需用导热系数0.03w/m.k、密度30kg/m3的高价EPS板300mm厚,造价高,可燃保温材料太多,一旦失火危险更大。混凝土墙的被动式节能房墙体与保温层总厚达550~600 mm,墙体厚、浪费土地。

钢丝网架水泥夹心保温板、CL体系等三明治墙体不仅门窗口热桥多,还有大量拉接钢丝或拉接钢筋热桥,钢筋或钢丝穿过保温层易于锈蚀,耐久年限是未知数,各层之间不粘结,也不采取其它面连接的方式,刚度差,受力状态不好,易开裂。

4)、装配式夹芯混凝土剪力墙保温层厚度受限制,不能成为低能耗建筑。

装配式夹芯混凝土剪力墙的外叶混凝土板为50mm厚配筋混凝土,重达125kg/m2。外叶混凝土板与内部混凝土剪力墙仅用塑料增强连接件穿过EPS板将连接,EPS板与内外混凝土不粘结,也不采取其它面连接的方式,因外叶混凝土太沉,故EPS板厚度难以超过100mm。且门窗口有大热桥,节能保温不好,造价高,不能满足建设节能90%的被动式节能房对墙体的要求,窗口EPS 板暴露,防火不好。

5)外墙垂直绿化成本高,耐久性差。

在薄抹灰保温墙体上难以进行外墙垂直绿化,若外墙垂直绿化需在建筑外墙周围搭设钢架,在钢架上进行垂直绿化,钢架还需与墙体连接以保证稳定性,又增加连接钢骨架传热的热桥,且钢架存在严重的腐蚀问题,不仅造价高、维护费用高,还占用大量宝贵土地。

外墙垂直绿化可使城市变成森林,减少夏季城市热岛效应,对改善空气质量具有重要意义。世界许多国家都积极支持外墙垂直绿化,但推广外墙垂直绿化困难极大。文章“垂直绿化的中国式困境”中说:成本是制约垂直绿化的重要因素,……,并且后续维护成本也要高出许多。”……

为解决上述问题,本实用新型提出一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材,以解决背景技术所述的问题。

一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材,它包括墙体或预制板材及高强耐久纤维布;所述墙体是基层墙体或墙体是在基层墙体上还安装保温层的节能保温墙体;所述预制板材为各种不然材料的预制板材或为满足防火要求的保温板或复合板材或组合板材,所述保温层为有机保温材料或无机保温材料,或为有机保温材料与无机保温材料的复合保温层,所述高强耐久纤维布是玄武岩纤维布,或玄武岩纤维与其它无机纤维的混织布,或为具有玄武岩纤维布性能的其它无机纤维布;将高强耐久纤维布安装到各种墙体或预制板材的门窗洞口侧面,或/和将高强耐久纤维布安装到预制板材上端断面或还有下端断面,或/和将高强耐久纤维布安装到墙体或预制板材位于墙体的外立面。

1、说明:

1)将预制板材安装后形成装配式墙体墙体,位于内侧的基层板材就是基层墙体。

2)本实用新型安装高强耐久纤维布(主要玄武岩纤维布)主要是粘贴安装,也可能粘贴加钢钉固定安装,例如将玄武岩纤维布安装在较硬的基层上时,还可增加钢钉安装。

2、关于面连接、点连接

面连接有以下几种方式:1)在预制板材各层之间涂刷胶粘剂或聚苯颗粒接枝与水泥粘结;2) EPS板表面有燕尾槽或等增加表面粗糙度形成咬合面连接的方式,咬合连接要均匀,咬合连接力满足一定强度也可称之为面连接,或者既涂刷胶粘剂又形成咬合连接;燕尾槽咬合连接虽然是线连接,但燕尾式凹槽达到一定密度和深度,线连接的咬合连接力满足强度要求可以视为面连接。

仅通过拉接件穿过保温板内外连接的预制板材仅是拉接件的点连接,形成的预制板材是组合板。

3、关于本实用新型的一种安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材耐久性的说明:

1)玄武岩纤维和玄武岩纤维布

在《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》GB23265标准中说,玄武岩纤维是以天然火山岩为原料生产加工而成,是一种纯天然绿色纤维。玄武岩纤维具有高的拉伸强度、剪切强度和弹性模量,良好的化学稳定性和热稳定性,抗老化耐酸碱,耐高温和低温和电绝缘、隔音等特性。GB23265 标准中规定用于增韧增强的玄武岩纤维拉伸强度为1250MPa,是普通钢材的4倍多,有的可达 3000~4000MPa,是普通钢材的10多倍。玄武岩纤维延伸率约3~4%,弹性模量是玻璃纤维的1.5~2 倍。玄武岩纤维是综合性能最好的材料,玄武岩纤维和玄武岩纤维布的耐久性几乎是无限的,因为其本质上还是玄武岩。但目前玄武岩纤维材料应用面窄,用得最多的是将短切玄武岩纤维添加在沥青混凝土或水泥混凝土中筑路阻裂,还有用环氧树脂将玄武岩纤维粘合做成玄武岩钢筋,用于堤岸等水工工程中,有用玄武岩纤维斜纹布用作箱包用的。玄武岩纤维还可作为碳纤维的低价替代品用于柱和梁加固,总之目前玄武岩纤维布的用量很少。

本实用新型应用的玄武岩纤维布主要是双向(经向和纬向)受力的玄武岩纤维平纹布,不需要斜纹布,因价高;玄武岩纤维网格布也不适于用于本实用新型,因为玄武岩纤维网格布中间有孔洞,安装到外墙上露出来的聚合物粘结剂易受紫外线照射影响耐久性,且安装玄武岩纤维网格布对墙体外侧防水不利,抗拉强度还低,但基层板材为轻质混凝土且受力较小时玄武岩纤维网格布可安装到预制板材的基层板材内替代钢筋,应用范围较小,但安装玄武岩纤维网格布不属于本实用新型。

玻璃纤维价格低廉,用量最多,建筑业内无人不知。但玻璃纤维脆,不耐磨、不耐刮,耐酸碱性差,玻璃纤维难以在本实用新型应用,经过处理玻璃纤维性能可改善,但价格就不具有竞争力了。很多无机纤维材料不具备玄武岩纤维布的优点,或经过处理后价格太高,不具有应用价值,科技发展也可能有新的无机纤维适用于本实用新型。

2)胶粘剂:

为保证本实用新型用于工程的耐久性,安装高强耐久纤维布用于粘结的胶粘剂主要选用无污染、可满足不同温度条件下弹性要求,耐久性好,防水性好,透汽性好,满足粘结强度的水溶性胶粘剂,且造价低。推荐选用聚丙烯酸酯乳液,或还加入粉体、水泥等材料配制的聚合物粘结剂,在不受太阳照射条件下,耐久年限不少于50年。当前有满足玻璃化温度-50℃的水泥基聚丙烯酸酯乳液,可满足最低温度条件下弹性要求。

还有醋酸乙烯-乙烯乳液或其干粉(俗称VAE干粉),可能还有其它胶粘剂,但应经过时间的考验。德国专家指导中国建设的薄抹灰保温墙体是用VAE干粉加入水泥、砂等材料配制的水泥聚合物砂浆,位于EPS板与基层墙体粘结处不受紫外线照射时也可以达到不低于50年耐久年限,在满足玻璃化温度条件下可以应用,但醋酸乙烯-乙烯乳液或其干粉的耐水性和耐久性比聚丙烯酸酯乳液差,玻璃化温度不能适应采暖地区的墙体及预制板材位于室外侧部位要求,防水还不好。只是干粉可在工厂预混为干粉砂浆,使用比较方便。新材料层出不穷,也可以选用其它无污染、耐久性好、满足粘结强度和低温弹性,透汽型的胶粘剂。

有时粘结可能需用结构胶,如将预埋钢板粘贴在外部板材上或将钢板粘贴在高强耐久纤维布表面时可用结构胶,结构胶不适于在预制板材外表面大面积粘贴安装高强耐久纤维布。

在框架结构外侧外挂式安装预制板材时,图3、图4的预制板材下端与粱的侧边粘结时用弹性密封胶15粘接,如硅酮密封胶,安装玻璃幕墙装饰时在紫外线照射下耐久年限不低于25年,图3、图4的所用硅酮密封胶不受紫外线照射有希望达到50年耐久年限。靠近楼面处弹性密封胶15的上部用防火材料如硅酸铝棉3-5填塞保护。预制板材下端安装硅酮密封胶等弹性密封胶,上端与粱侧固定,与柱不连接,就形成外挂式可滑移装配式夹心外保温墙体。

3)保温层EPS板及聚苯颗粒混凝土:

德国专家对各种保温材料研究,认为在有机保温材料中EPS板的耐久性最好,综合性能最好。德国从70年代开始外墙外保温,从2000年后对原来70年代薄抹灰保温墙体进行维修,还在原来 50mm厚EPS板上再增厚安装EPS板的事实说明,EPS板耐久性不低于50年。EPS板在变形不大于5%时位于弹性变形范围内,变形恢复性能好,可适应温度变化对EPS板和外叶混凝土板的影响。

基层板材为聚苯颗粒混凝土时,外挂式安装预制板材的装配式墙体内的第二钢筋变形时,以 EPS颗粒为骨料的聚苯颗粒混凝土也具有变形恢复性能好的性能,第二钢筋周围的聚苯颗粒混凝土或EPS板可适应其变形不破坏,第二钢筋的变形能适应外挂墙板层间位移角的要求。

4、关于外墙装饰:可在玄武岩纤维布上刷涂料、粘贴饰面砖等装饰,及借助安装铁件直接安装幕墙装饰板。

本实用新型的技术效果:

1、既满足框架结构装配式安装夹心外保温墙体要求,又满足装配式混凝土剪力墙夹心外保温墙体安装要求,符合建筑产业化大方向。

本实用新型的基层板材和外部板材不仅可用普通重型混凝土,还可用轻质混凝土(如轻骨料混凝土、泡沫混凝土或轻骨料泡沫混凝土或水泥聚苯颗粒混凝土等)形成含门窗洞口的预制墙板或为不包含门窗洞口的预制条板,将预制条板或含门窗洞口的预制墙板安装到框架结构外侧或将基层板材嵌入式安装在框架洞口内形成装配式墙体,安装含门窗洞口的预制墙板装配化程度高。

还可形成安装高强耐久纤维布的混凝土夹心剪力墙外保温墙体,保温层厚度可不受限制,使混凝土夹心剪力墙外保温墙体也能建设被动式节能房。

2、结构安全性好。

框架结构安装的预制板材形成的装配式墙体可用有限元软件计算内力再按混凝土结构理论配筋,符合建筑信息模型技术(BIM)开放的工业标准要求,结构安全性好,在预制板材内安装的第二钢筋还可形成对框架平面的支撑体系,减少建筑侧移变形;及利用EPS板的以柔克刚性能,沿建筑周圈可形成具有震动滞后效应的消震、减震的悬挂系统,预制板材内的第二钢筋通过鉄件与梁连接,利用第二钢筋的弹性和聚苯颗粒混凝土适应变形的能力,又进一步增加了消震、减震作用,可做到在罕遇地震或大风时不会破坏,对建筑抗震意义重大,且是世界上安全度唯一可不低于建筑主体结构的非承重墙体。但聚苯颗粒混凝土强度较低时,表面应有达到一定强度和厚度(如厚度 10mm或计算确定)的细石混凝土或水泥砂浆,保证预制板材刚度,保证墙体抗冻融性能及抗风化性能。

由于外墙上有门窗洞口的不利影响,按有限元软件对非承重外墙进行内力分析证明:用有限元软件的内力计算结果是不考虑开有门窗洞口计算内力结果的数倍,再按着混凝土结构理论配筋。预制板材外侧安装玄武岩纤维布,玄武岩纤维布还安装到窗口侧面,可满足窗间墙抗剪切要求且无热桥。本实用新型的框架结构装配式墙体其安全性等同建筑主体结构,是当前各种非承重墙体无法比拟的。选用不同抗拉强力的玄武岩纤维布、调整轻质混凝土板强度等级和弹性模量、调整预制板材厚度,满足不同受力情况下的承载力要求和变形要求。

3、耐久性好,耐久性可达50年,因为所用材料满足耐久性50要求,符合低碳经济大方向。

4、因本实用新型消灭了热桥,节能保温好。不仅易满足低能耗建筑对墙体传热系数的要求,且可满足建筑节能90%的被动式节能房要求,可使各类建筑都能建设被动式节能房,惠及民生。

按电价0.5元/kw.h,室温22℃,哈尔滨市住在被动式节能房的居民冬季电采暖费约5~7元/m2,可取消集中供热,因耗用电量很小,按建筑面积计算电采暖投资比集中供热降低造价低约100元/m2

没有门窗口热桥起多大作用呢?低能耗建筑时热桥流失的热量占墙体流失热量的比例很大,再增加保温层厚度效果甚微,因此每减少墙体传热系数0.01w/m2.k都是很困难的,而消灭热桥却有明显的作用。以被动式节能房为例分析,混凝土剪力墙外部安装导热系数0.0405w/m·k的普通EPS 板260mm厚,就可达到被动式节能房0.15w/m2·k传热系数的要求。而当前中国建设的几十处被动式节能房,采用薄抹灰保温墙体,需用导热系数0.03w/m·k的高价EPS板300mm厚,折算成普通 EPS板需要用400mm厚,即增加EPS板厚即增加墙体厚140mm,增加EPS板为140/260=54%,浪费材料还浪费宝贵的土地,火灾时燃料太多危险更大。本实用新型与薄抹灰保温墙体比,因减少 EPS板的用量以及不需要有窗下型钢和木框等降低造价约200多元/m2。消灭热桥就有如此大的作用,故外保温墙体造价低、墙体薄、节约土地,对建设低能耗建筑的墙体具有重要意义。

本实用新型不仅降低墙体外保温工程造价,因不需要钢龙骨降低外墙幕墙工程造价50~100元 /m2,因不用搭设钢架进行垂直绿化降低外墙垂直绿化造价约150~200元/m2,还节约土地。特别是实施方式二将第二钢筋与梁用铁件连接形成的外挂装配式墙体与背景技术所述的日本和我国安装外挂墙板的构造对比十分简单,可节约人工和连接件数倍,大幅度降低外挂式装配式墙体造价。

5、防火安全性好。

无论对装配式墙体或在传统墙体上安装保温层,如保温层为有机保温材料EPS板或为EPS板与不燃材料如聚苯颗粒混凝土或保温砂浆组成的复合保温层,将保温层安装到基层墙体上进行外墙外保温,然后安装高强耐久纤维布,当不燃材料厚度为50mm时就成为夹心外保温墙体。且窗口还有防火措施的夹心外保温墙体时,从各个方向堵住了火焰进入墙体的通道,满足各类建筑节能保温墙体防火要求,对推动建筑节能有利;即使有机保温层外部有20mm不燃材料的外保温墙体,火灾也不能蔓延,比薄抹灰墙体防火性能提高很多。

6、墙体厚度薄,节约宝贵的土地。因为可以无热桥保温层薄,因幕墙装饰和外墙垂直绿化不需要搭设钢架都节约大量土地。

7、本实用新型的装配式夹心外保温墙体自然就使夏热冬冷地区和夏热地区建筑成为低能耗建筑。EPS板厚度为100mm和150mm时,用于非采暖地区可满足低能耗建筑的墙体要求。

8、有助于推广外墙垂直绿化,使城市变成森林。

本实用新型的墙体方便安装外墙附着物,特别是解决障碍外墙垂直绿化造价高、耐久性差、还可能需搭设钢架占用土地的难题,在非严寒地区推广外墙垂直绿化使城市变为森林,缓解城市夏季热岛效应,调节城市湿度、制造氧气、消音隔尘、减少雾霾、改善城市面貌,减少空调用电,具有重要意义。

9、安装高强耐久纤维布的装配式夹心外保温墙体是当前世界上唯一可装配式安装,并同时可满足被动式节能房要求,还全面提高外保温墙体防火安全、抗震消震的墙体技术。

综上所述,本实用新型解决了世界建筑业发展的诸多前沿技术难题,对节能保温墙体防火安全,对推动建筑节能提升至更高等级,对建筑抗震抗风,对推动建筑产业化、对降低建筑造价、对节约土地、对改善城市面貌使城市变作森林,从而大幅度减少温室气体排放,改善空气质量,对社会可持续发展具有重要意义!

本实用新型与已公开技术的不同点在于:

1、实施方式一将高强耐久纤维布安装到门窗口侧面、安装到预制板材的门窗口侧面,增强门窗口薄弱部位的墙体和预制板材;及安装到框架结构外挂预制板材的上下断面上,这是以前墙体技术从来没有的措施。其作用是:

①、增加门窗口墙体安全。高强耐久纤维布成为门窗洞口的增强抗拉材料,可保证砌筑墙体或低强度轻质混凝土的预制板材的门窗口在地震或风力作用时的安全性。

②、可没有门窗口周边抹灰热桥、没有窗口拉接钢件热桥。因为玄武岩纤维布导热系数 0.035~0.04w/m·k与EPS板一致,将玄武岩纤维布安装在门窗口侧边不增加门窗口传热。

③、保证门窗口防火安全且不增加窗口热桥,如实施方式三门窗口安装垂直于窗口侧面的竖丝岩棉带时,岩棉表面需要保护,但直接在岩棉上抹灰保护不适合,用高强耐久纤维布可保护岩棉。

④、可在高强耐久纤维布内预埋钢板或在高强耐久纤维布表面用结构胶粘贴钢板,用于安装外墙附着物,安装门窗,安装窗口周边保温装饰线条、安装遮阳卷帘、安装幕墙装饰板等。

⑤、将高强耐久纤维布安装在外挂预制板材的上下断面上,外部板材不会脱落掉下来,双重保证复合预制板材层层面连接的可靠性,且安装外挂预制板材时上端断面的高强耐久纤维布还可与梁边粘结,双重保证高强耐久纤维布及预制板材与主体结构连接的可靠性。

⑥、在外部板材上安装高强耐久纤维布,高强耐久纤维布还与外部板材的门窗口侧边固定,更进一步保证悬挂在主体结构外侧的外部板材避免脱落,且外部板材防水好,粘贴高强耐久纤维布的聚丙烯酸酯乳液本身就是最好的防水材料。

由上述可见,本实用新型安装的高强耐久纤维布不仅仅是解决裂缝问题的。

除了本实用新型以外世界上其它墙体技术都没有提出将高强耐久纤维布安装到门窗口侧面,增强门窗口薄弱部位,地震或大风时墙体在窗口破坏;都没有提出消灭门窗口热桥的墙体技术,且门窗口防火不好,使全世界推行建筑节能十分艰难,这是造成全球温室气体排放难以下降的重要原因。也没有将高强耐久纤维布安装外挂预制板材的上下断面上,提高安全可靠性的技术措施。

2、实施方式一及实施方式四安装高强耐久纤维布可方便安装外墙附着物且可以不穿过保温层,没有安装铁件热桥,对建筑装饰、对建筑节能、对使城市变成森林、对安装发展分布式太阳能、对降低造价、对建筑抗震都具有重要意义。但是在墙体及预制板材的外部板材上安装高强耐久纤维布来解决安装外墙附着物的问题是从来没有的,也不是显而易见的。

因通常需要安装门窗口保温装饰线条、安装外墙装饰柱或其它装饰线条、安装遮阳卷帘、安装太阳能光电设施、安装变形缝盖板、安装幕墙装饰板等,以往安装铁件都需要穿过保温层与基层墙体连接形成热桥。不仅在高强耐久纤维布内预埋钢板安装外墙附着物,若后期使用中因某种需要在外墙上安装钢板时,可将钢板直接用结构胶与高强耐久纤维布粘贴,使得砌体墙或低强度混凝土板外表面借助高强耐久纤维布也可以粘贴钢板,否则钢板与砌体墙或低强度混凝土板外表面粘结是不安全的。在建筑下部阳角部位安装L形薄壁轻钢,可保护建筑下部阳角部位免于受到撞击破坏等。自然解决了当前建筑业多年难以解决的外墙开裂等质量通病。

特别是解决障碍外墙垂直绿化等难题,使城市变成森林。因不用搭设钢架大幅度降低外墙垂直绿化造价,并节约大量土地,维修方便,后期不用对钢架涂刷防腐漆减少多少维护费用!

3、高强耐久纤维布可作为预制板材中外部板材的钢筋或替代部分钢筋,降低钢材消耗,外墙上安装高强耐久纤维布就是沿全建筑周圈的钢箍,对建筑抗震有利,这是当前各种墙体技术从来没有的。

人们往往想到粘贴网格布阻裂,而没有想到用水溶性胶粘剂(如聚丙烯酸酯乳液)将高强耐久纤维布粘贴在预制板材的外侧不仅不存在裂缝还可替代预制板材的外部钢筋。只有当层高很高、风荷载和水平地震作用值较大、窗间墙较窄时,可能选用的高强耐久纤维布不满足抗弯受拉强度要求和抗剪切要求,需要在外部板材内增加配筋,即高强耐久纤维布替代部分钢筋,及对抗剪切薄弱部位增加安装高强耐久纤维布,但这种情况较少发生,大多数情况下高强耐久纤维布可完全替代外部板材中需要的钢筋。

4、在预制板材的外部板材上安装高强耐久纤维布,外部板材不仅可为重型混凝土,还可保证低强度轻质混凝土不仅不产生通常的温度裂缝,而且不会发生运输、起吊中可能开裂破坏的问题,解决长期以来框架结构的非承重墙体装配化程度低的重要问题,使较低强度脆性板材的非承重墙体的预制墙板也可形成含门窗洞口的大型预制墙板,可减轻外墙重量、有利抗震、降低建筑造价,这是不安装高强耐久纤维布仅用混凝土或砂浆类材料与保温层组成的预制板材所从来没有的。

5、还有众所周知的常州“绷带楼”外墙工程质量事故,此事故是因为外墙粘岩棉薄抹灰保温,岩棉怕水,薄抹灰保护层开裂雨水进入岩棉塌陷变形所至。其解决办法是在裂缝处一条一条地粘贴无纺布的绷带,无纺布怕紫外线耐久性不好,但他们没有采用在外墙上安装玄武岩纤维布来彻底解决问题。

玄武岩纤维布出现已经不少年了,价格并不高,约是碳纤维价格的1/10,建筑业长久以来存在影响可持续发展的、诸多难以解决的问题用玄武岩纤维布就能解决。

这说明在门窗口侧面、在外挂安装的预制板材上下断面,以及在墙体及预制板材的外面安装高强耐久纤维布不是显而易见的。

6、实施方式一和二将EPS板作为受力材料,提出混凝土、砂浆类材料的基层板材和外部板材与中间保温层EPS板之间为面连接,形成混凝土或砂浆类材料与保温层及高强耐久纤维布共同受力的复合预制板材,可安装在框架结构上成为受弯构件的非承重墙体,这是当前墙体技术所没有的。

实施方式一的预制板材除了基层板材是预制混凝土剪力墙板时各层材料可不是面连接外,计算受力时不计保温层和外部板材的作用,只依靠混凝土剪力墙板受力当然是可以的,因为混凝土剪力墙自身就满足承重、抗风、抗震要求,但若各层材料不是面连接就要设置内外拉接的纤维增强塑料拉接件,但是外部板材下沉,保温层厚度受限,难以建设低能耗建筑的问题仍不能解决,且不能发挥EPS板抗拉强度和增加复合墙体刚度共同受力,以柔克刚的作用,故预制板材的基层板材为预制混凝土剪力墙板时,本实用新型推荐采用各层材料之间面连接,不必设置拉接件。

框架结构安装的非承重墙的预制板材虽然可以点连接,但各层材料之间不能传递内力,不能形成共同工作的受弯构件,保温层和外部板材的不能发挥受力和传递内力的作用,不能按复合构件进行结构公式设计,仅依靠基层板材自身受力,基层板材自身截面高度受限,基层板材需要的强度就高、配筋多,重量重,变形大,不发挥保温层和外部板材受力和传递内力的作用是一种极大的浪费,而且只有面连接,才能发挥EPS板的以柔克刚的能力,在建筑周圈形成消震减震的悬挂体系,地震或大风时墙体可能不安全,故本实用新型推荐无论预制板材的基层板材是混凝土剪力墙,还是预制板材是用于框架结构的非承重墙体,预制板材各层之间均为面连接。

各层材料面连接使复合构件内的各种材料发挥多种作用,截面刚度大,受弯变形很小。截面抗弯和抗剪切承载力与截面厚度成正比,变形与截面厚度的三次方成反比,各层材料面连接的预制板材安装到框架结构上所用钢筋很少,对基层板材按最低构造要求配筋在多数情况下可满足受力要求,不到夹心剪力墙用钢量的10%。选用弹性好、适应变性能力好,满足一定抗拉强度要求的保温层如EPS板,将基层板材、外部板材与EPS板之间面连接,EPS板的弹性还弥补了复合墙板中内外叶混凝土砂浆类材料脆性的缺点。

由上述可知,各层材料面连接的预制复合板材,对提升当代墙体技术水平是很重要的,降低造价,减小墙体厚度,容易满足建设低能耗建筑甚至近零能耗建筑对墙体的要求,各层材料面连接的复合预制板材是现代墙体技术所没有的。

7、实施方式一安装预制板材时没有接缝热桥,防火好,这是当前装配式墙体技术所没有的。

预制板材上下端有高强耐久纤维布不是热桥,水平接缝处防火更好;且在安装装配式墙体时,在上下预制板材2水平接缝处的保温层3之间安装硅酸铝针刺毯(毡)或硅酸铝纤维布作为水平缝隙的保温密封材料3-5或/和还作为滑移层,防火更好。

很多预制板材接缝处都是填塞聚乙烯圆棒堵塞外部空气进入,见图1,这种接缝是大热桥,若安装聚四氟乙烯片仅有滑移作用旦没有密封保温作用,且接缝面积大,聚四氟乙烯片价格昂贵。

8、实施方式一将预制板材安装在框架结构梁柱外侧时,可在门窗口中心线分拆预制板材,大大减少接缝工程量,方便预制、起吊和施工安装,是当前各种装配式墙体技术所没有的,见图10。

9、实施方式一和实施方式二提出的共4种在框架结构梁柱外侧安装的适应主体结构位移的外挂式装配式墙体都方便施工,是当前各种装配式墙体技术所没有的,特别是实施方式二的安装方法最简单,既可适应主体结构位移,且第二钢筋的斜钢筋又成为框架的支撑体系。

10、实施方式二提出在建筑周圈形成一种通过EPS板将基层墙体(或基层板材)与外部板材连接,利用EPS板的抗拉强度以及以柔克刚的性能,形成具有震动滞后效应的消震减震作用的悬挂体系;以及外挂式墙体用铁件将预制板材内的第二钢筋与梁连接的建筑技术,也形成具有震动滞后效应的消震减震作用的悬挂体系,安装既简单,又形成对框架平面支撑体系,这是世界建筑抗震消震措施从来没有的。

11、本实用新型实施方式三全面提高装配式夹心外保温墙体的防火安全,实施方式三再加上实施方式一水平接缝的防火构造,堵住了各个方向火焰进入节能保温墙体的防火通道,解决障碍推行建筑节能的障碍,解决当前因建筑能耗高导致的全球环境问题!

现有无机保温材料导热系数绝大多数都高,不满足低能耗建筑对外墙的要求,或价格太高难以应用,只有用B1或B2级的有机保温材料,才能建设节能90%的被动式节能房和近零能耗建筑的墙体,推动全面建设低能耗建筑,且只有用EPS板为保温材料,才能利用EPS板以柔克刚的作用,形成有利建筑抗震的消震减震作用的悬挂体系。此防火措施在保温材料的燃烧性能为B1或B2级的有机保温材料时,也可以保证节能保温墙体的防火安全性。

节能保温墙体火灾频发,行业内都仅仅想用各种无机保温材料来解决,没有人想到用本实用新型的防火措施既保证外墙防火安全,又满足低能耗建筑对墙体要求。这说明本实用新型不仅是重来没有的,也不是显而易见的。

12、为什么框架结构安装本实用新型的装配式夹心外保温墙体厚度薄、结构安全性好、防火安全性好、节能保温好、耐久性好,还造价低?这是因为本实用新型的轻型装配式夹心外保温墙体的预制板材为各层材料面连接时,各层材料能同时发挥多种功能,而当前的其它各种墙体技术都不能同时发挥组成墙体材料的多种功能。如:

1)高强耐久纤维布(玄武岩纤维布)的作用如前所述。

现在有用玄武岩纤维网格布安装在板材上用于表面阻裂或接缝阻裂的。难道因为有人用了玄武岩纤维网格布阻裂就认为本实用新型没有创造性吗,如钢材应用很普遍,但凡是用钢材的发明就没有创造性吗,显然不是。虽然有用耐碱玻璃纤维网格布或玄武岩纤维网格布解决阻裂问题,但没有本实用新型的技术特征,不能达到本实用新型的技术效果,这说明本实用新型安装高强耐久纤维布不是显而易见的。

很多发明是一层窗户纸,一点就破,当发明人提出来时有的人认为很容易想到,但是长期以来建筑行业没有解决如此多重要问题的事实证明了本实用新型不是显而易见的。

2)基层板材和外部板材的作用:基层板材与外部板材上安装的高强耐久纤维布,及外部板材与基层板材内的钢筋形成一对抵抗力矩,满足抗弯承载力和使变形控制在允许范围内。特别是轻质混凝土时,还利用轻质混凝土导热系数低,有一定保温效果,防火性能还优于普通混凝土,增加防火安全性。

3)EPS板的多种作用。EPS板不仅仅是保温层,在预制板材各层材料面连接复合时,利用了 EPS板抗拉强度,EPS板还增厚了复合墙体断面,即增加复合墙体刚度,可增加截面抗弯承载力,减少装配式墙体配筋和减少挠度。通过EPS板将基层墙体与外部板材连接,发挥EPS板弹性大,以柔克刚,减少振动波的震动频率,消耗地震作用和风震作用的能力,形成消震减震的悬挂体系。本实用新型通过各层材料之间的面连接使各层材料同时发挥多种作用,也是本实用新型与现有技术的不同点。从来没有人想利用EPS板作为受力材料,觉得EPS板用手一掰就坏怎能受力呢?他们没有想到这是局部的应力集中,EPS板的抗拉强度尽管很低仅0.1~0.2MPa,但大面积的EPS板抗拉强度就可观了,抵抗变形的惯性矩无限大,如取EPS板厚260mm、板断面500×500mm、弹性模量2.5MPa、密度22kg/m3,厚50mm,外部有50mm厚密度2500kg/m3的重型混凝土的外部板材时,作用在500×500mm的EPS板外端的集中力约3.1KN,计算得出EPS板外端挠度仅0.015mm,更何况预制板材中连为一体的EPS板悬臂长度(即跨度)的3次方与惯性矩(即EPS板高度的3次方)的比值可认为无限小,挠度为“0”。

本实用新型不仅是从来没有的,也不是显而易见的,还因为:

第一,提出本实用新型需具备以下三个条件,缺一不可;因为没有人具备以下三个条件,所以不能提出本实用新型。这三个条件是:

1)熟悉当代建筑技术存在的诸多问题

2)需要掌握有关这些技术跨专业、跨行业的多学科知识,还需要知道多种建筑材料的性能及技术指标,以及诸多技术规程。

现代建筑的诸多问题之所以难以适应高科技社会的需求,就是因为解决这些问题需要有跨专业、跨行业的知识,这成为只有本专业知识专家长期不能解决建筑技术的难点。

为解决当代墙体节能保温技术问题、装配式墙体问题,需要不懈地学习掌握有关这些技术跨专业、跨行业的多学科知识。例如需要具备:力学基础知识、建筑结构、建筑物理、建筑热工、建筑节能、建筑施工、建筑防水等专业知识;熟悉多种建筑材料包括多种混凝土、多种保温材料、多种防火材料、多种防水材料(包括塑料薄膜)、多种纤维材料,紧固件及跨行业的化工领域的多种化学胶粘剂。胶粘剂种类繁多,对于建筑业人士来说,一听胶粘剂就发蒙,不知如何判定其粘结性能,不知如何选用,还需知道这些材料技术指标的含义,了解诸多技术规范。

3)在上述多种知识积淀的基础上,还需突破传统观念的束缚

人们往往会被固有的常识给困住,思维都在一个圈里打转,很难从传统墙体技术观念的束缚中解放出来,只有突破这个桎锢,才能找到解决问题的办法,才能提出本实用新型。

本专利申请人从2002年4月初开始对墙体技术进行研究,至今已近16年,也长期被传统的观念所束缚。最早提出的多个节能保温墙体专利的外保护层都是吊挂钢筋、钢丝网的水泥砂浆抹灰保护层,后来提出“一种有耐碱网布抹灰的复合构件”专利,属于薄抹灰保护层的专利,再后来提出专利申请号2014100524647,发明名称为“一种节能保温墙体”专利,是用预制板材为保护层,预制板材主要是水泥纤维板、硅酸钙板,也属于水泥砂浆类材料,但切割这些预制板材好似切割花岗石,费工、损耗多,价格高,预制和安装都不方便,还有热桥。如此走了许多弯路,后来思维终于有了突破,突破了钢材、水泥砂浆类材料的束缚,找到了玄武岩纤维布,全面了解其性能,及与其它材料(如满足低温弹性的胶粘剂、硅酸铝纤维制品、岩棉等)相配合,才提出本实用新型,使墙体技术诸多难题迎刃而解。

第二,几十年外墙外保温的历史、装配式技术的历史和现状证明,本实用新型是从来没有的,也不是显而易见的。

北欧从70年代开始在外墙上粘贴EPS板保温,EPS板表面抹水泥聚合物砂浆薄抹灰夹耐碱网布作为保护层至今。我国从80年代开始学习建筑节能,2000年建设部部长76号令发布,我国开始全面推行建筑节能政策,尽管薄抹灰保温墙体存在前述各种问题,我国能源形势、环境形势严峻,其它节能保温墙体热量流失的通道更多,节能保温效果不好,我国只能重点推广薄抹灰节能保温墙体技术。但薄抹灰保温墙体防火不好,十几年来不断发生火灾事故,甚至发生恶性火灾事故,为此我国付出了巨大的生命财产代价。2017年末中华人民共和国住房和城乡建设部已经颁发文件废止了薄抹灰保温墙体技术。

世界上许多国家一直不认同薄抹灰保温墙体,例如美国70年代曾用薄抹灰保温墙体,遭到国内人民的反对,就不用了;俄罗斯等一些国家认为薄抹灰保温墙体安全性不好也很少用。薄抹灰保温墙体技术存在的问题不仅不利于我国可持续发展,且极大地阻碍全球减少温室气体排放的进程。

本实用新型具有技术效果所述诸多优越性,对社会可持续发展有重要意义,如:减少温室气体排放,全面提高节能保温墙体防火安全,对建筑抗震抗风,对降低建筑造价,对推进建筑产业化、对使城市变成森林,改善空气质量具有重要意义。

附图说明

图1是现在装配式安装预制墙板,预制墙板水平接缝处用聚乙烯圆棒堵塞外部空气进入示意图,聚乙烯圆棒外侧有防水密封胶,接缝是大热桥。

图2是背景技术所述当前被动式节能房的窗口隔热断桥构造,窗户不能离开基层墙体安装。

图3是实施方式一中将第1)种预制板材2用第1)种外挂式安装到框架梁柱的垂直剖面图,预制板材2水平接缝位于大约粱中部位置,预制板材2上端的高强耐久纤维布4粘贴到与粱侧粘贴或还有钢钉固定;用满足位移的弹性胶粘剂15将预制板材2下端的高强耐久纤维4与粱侧粘贴,或与下层预制板材2的基层板材的上端粘贴(未画图表示),满足位移的弹性胶粘剂如硅酮密封胶,用于此处不需要密封但需要其弹性);或预制板材2下端靠近楼面处也用满足位移的弹性胶粘剂15 粘贴;预制板材与柱不连接,形成不限制建筑主体结构水平位移的可滑移装配式墙体。

图4是图3的节点A的放大图。

图5是实施方式三在窗口上方门窗口防火构造及实施方式四的门窗口隔热断桥构造垂直剖面示意图,还表示实施方式一将高强耐久纤维布4安装到窗口上方侧面,及安装窗口上方保温装饰线条构造图。

图6是实施方式三在窗口下方窗台处防火构造及实施方式四的门窗口隔热断桥构造垂直剖面示意图,还表示实施方式一将高强耐久纤维布4安装到窗口下方侧面,窗台上安装一道高强耐久纤维布4作为室外窗台悬臂装饰线条的上部受拉钢筋和防水层及安装窗台处保温装饰线条构造图,室外大窗台安全性好、防水好,因为聚丙烯酸酯乳液本身就是最好的防水材料。在窗台的装饰线条上部还安装一层EPS板薄板,这层EPS板薄板应无接缝安装,或者虽然有接缝用防水材料密封,则形成对窗台的二次防水,在窗台的EPS板上还有抹灰保护层,图5的窗台构造既结构安全性好,防水又好,这是当前各种墙体所没有的。

图7是实施方式三在窗口侧面门窗口防火构造及实施方式四的门窗口隔热断桥构造水平剖面示意图,还表示实施方式一将高强耐久纤维布4安装到窗口侧面,及安装窗口侧面保温装饰线条。

图8是实施方式一中将第1)种预制板材用第2)种外挂式方法安装到框架梁柱的垂直剖面图,预制板材上端水平接缝位于楼层处,并将预制板材上端断面粘贴的高强耐久纤维布还粘贴到梁上边缘,梁下有铁件与预制墙板预埋铁件连接,形成双重固定;预制板材2上端基层板材1-1内预埋槽钢17-2,槽钢内有橡胶减震垫17-3,橡胶减震垫上有聚四氟乙烯滑移片17-4,预制板材2下端基层板材1-1内预埋钢板17-5,钢板17-5下端有滑移钢件17-6;安装时将预制板材2下端滑移钢件17-6插入下层预制板材2上端槽钢17-2和减震橡胶17-3及安装聚四氟乙烯滑移片17-4的滑移槽内;将预制板材2内侧预埋铁件16-1与与梁下预埋铁件16-2固定,然后再将预制板材2上端的高强耐久纤维布4与梁楼面边缘上部粘结在高强耐久纤维布4。或安装时上下预制板材2的保温层3 之间留有缝隙,如图1,接缝处有热桥,根据节能保温要求确定;

图9是图8的节点B的放大图,将预制板材2中基层板材1-1上端的预埋钢件16-1与主体结构梁下的预埋钢件16-2固定连接,预制板材2中基层板材1-1下端滑移钢件17-6插入下层外挂预制板材上端预留的槽钢17-2和减震橡胶17-3的缓冲滑移槽内。

图10是实施方式一中在框架结构安装预制板材外立面墙板分拆示意图。

图11是实施方式一用第3)种外挂式安装预制板材时的另一种滑移构造。

图12是图11中节点C的放大图,在预制板材2的基层板材下端用螺栓18-1将滑移钢片18-2 与楼面的螺栓18-3固定,滑移钢片18-2下有橡胶减震弹簧18-3,固定滑移钢片18-2的螺母与垫片之间有聚四氟乙烯滑移片,即预制板材2下端与楼面连接为可变位连接。

图中在安装的高强耐久纤维布4距离外部板材2-2有一定距离,是为了表示高强耐久纤维布4,实际上高强耐久纤维布4与外部板材2-2是粘贴在一起的。

具体实施方式

实施方式一:见图3~图12,本实施方式的的一种建筑墙体或预制板材,它是由墙体1或预制板材2及高强耐久纤维布4组成;所述墙体1包括以下组成构造:墙体1就是基层墙体1-1(可包含找平层);或墙体1是在基层墙体1-1上还安装保温层3组成的节能保温墙体;所述基层墙体1-1 为砌筑的墙体或浇筑的墙体或装配式安装的墙体;所述预制板材2是用于作为安装为装配式墙体的预制墙板,预制板材2为各种不燃材料的预制板材或为满足防火要求的保温板或复合板材(复合板材含有机保温材料或无机保温材料)或组合板材;所述保温层3为有机保温材料或无机保温材料,或为有机保温材料与无机保温材料的复合保温层,如内侧为EPS板与外侧聚苯颗粒混凝土或保温砂浆或发泡水泥或的复合保温层;所述高强耐久纤维布4是玄武岩纤维布,或玄武岩纤维与其它无机纤维的混织布,如其它无机纤维为陶瓷纤维或改性玻璃纤维等,或为具有玄武岩纤维布性能的其它无机纤维布;将高强耐久纤维布4安装到各种墙体1或预制板材2的门窗洞口侧面,包括安装到门窗洞口侧面的保温层3(有保温层时)及内侧的基层墙体1-1上;或/和将高强耐久纤维布4安装到预制板材2上端断面或还有下端断面;或/和将高强耐久纤维布4安装到墙体1或预制板材2位于墙体的外立面;高强耐久纤维布4在预制板材2的边缘至少一侧留有余量(用于安装固定后相互搭接粘贴或粘贴到外侧装饰分隔缝断面上);门窗可直接安装在墙体1或预制板材2位于门窗口侧面的高强耐久纤维布4上(与高强耐久纤维布4内预埋钢板固定,现在没有将门窗安装到门窗口侧面的实例),由图4~图6可见,门窗与门窗口侧面的高强耐久纤维布4之间没有抹灰层热桥,即位于门窗口侧面的墙体1或预制板材2可没有抹灰层和拉接钢件热桥;当高强耐久纤维布4外侧有抹灰层甚至抹灰层内还有钢筋,门窗安装在高强耐久纤维布4外侧的抹灰层上,就有热桥了,因热量可通过门窗内侧的抹灰层流失,所述高强耐久纤维布4的抗拉强力需满足结构设计替代钢筋或替代部分钢筋的要求,或/和高强耐久纤维布4满足安装外墙附着物对抗拉强力的要求,高强耐久纤维布成为门窗洞口和外墙表面的抗拉增强材料,形成一种安装高强耐久纤维布的墙体或预制板材;玄武岩纤维布导热系数不大于0.04w/m.k,既有高抗拉强度,又不增加窗口传热;

将高强耐久纤维布安装到各种墙体或预制板材的门窗洞口侧面,绝大多数情况下还需要将高强耐久纤维布安装到各种墙体或预制板材位于墙体的正立面,否则难以满足实施方式四在窗口转角预埋铁件和安装外墙各种悬挂物的要求,即在外墙上安装高强耐久纤维布是外墙或预制板材安装各种外墙悬挂物的要求;

预制板材2可有多种,根据使用需要选择,例如:

1)预制板材2由基层板材1-1、保温层3、外部板材2-2及高强耐久纤维布4组成;基层板材 1-1与外部板材2-2中间有保温层3;基层板材1-1为配筋混凝土(包括普通混凝土和轻质混凝土),外部板材2-2上有高强耐久纤维布4;

与建筑主体结构的连接可采用与梁柱固定连接,例如用射钉型塑料锚栓固定,或在基层板材内侧有铁件与粱柱的铁件连接,或还用水泥聚合物砂浆粘结;

安装框架结构的装配式墙体时将预制板材2安装在梁柱外侧为宜,外保温效果好,形成装配式夹心外保温墙体;预制板材2可以为条状预制板材,或为包括门窗洞口的大型预制板材;条状预制板材宽度最好满足窗间墙宽度,减少接缝,安装方便;而当前加气混凝土条板都是600mm宽,安装麻烦,接缝都是热桥;框架结构不必考虑上下层之间有位移角时预制板材可与梁柱都固定;或预制板材与柱不连接,将预制板材2安装成为外挂式,形成图3、图4、图8、图9、图11、图12的 3种以及实施方式二安装第二钢筋共4种的适应主体结构位移的外挂式、可滑移的装配式墙体;

可在外挂式、可滑移装配式墙体的上下预制板材2水平接缝处的保温层3之间安装可发性聚乙烯泡沫板或硅酸铝针刺毯(毡)或硅酸铝纤维布作为水平缝隙的保温密封防火材料3-5或还作为滑移层,安装后预制板材2之间水平接缝没有热桥;或/和在图8、图9的第1)种外挂式安装的预制板材2的水平接缝的室内侧安装弹性防水材料,如粘贴聚四氟乙烯薄膜3-6,且室内的水不会流入到水平缝隙内;图8、图9、图11、图12的2种外挂式安装构造比图3、图4麻烦,但也比背景技术所述《外挂墙板构造图集》08SJ110-2构造以及比日本的外挂式、可滑移的装配式墙体构造简单得多,更为简单的是实施方式二将预制板材内设置的第二钢筋通过钢件与梁连接,或还在梁柱外侧粘贴具有弹性恢复力的保温板如可发性聚苯颗粒材料,可发性聚苯颗粒材料包括聚苯颗粒混凝土和EPS板,在梁柱外侧边缘粘贴聚苯颗粒混凝土达到一定厚度以满足防火要求,梁柱中部可为EPS 板;将预制板材与可发性聚苯颗粒材料还与梁柱粘贴,形成外挂式、可滑移的装配式墙体,大幅度降低安装人工和连接鉄件费用;安装包括门窗洞口的大型预制板材时,可按图7在门窗口中心线分拆预制板材,此处受力小,且起吊时不宜破坏,这种预制墙板分拆办法也是当前墙体技术所没有的;

或预制板材2完全位于框架梁柱洞口内的楼面上,形成全嵌入式安装的框架结构装配式墙体,因梁柱热桥大,节能保温不好,适用于非节能建筑;

或保温层3及外部板材2-2的边缘大于内侧的基层板材1-1,形成断面可包覆内部框架梁柱外保温的预制板材2;将预制板材2的基层板材1-1嵌入式安装到框架结构梁柱洞口内,用射钉型塑料锚栓加粘结将预制板材2的保温层3及外部板材2-2与梁柱外部固定(未画图表示),形成基层板材嵌入式安装的装配式外保温墙体的预制板材2,是可忽略建筑水平位移的框架结构墙体;

或保温层3及外部板材2-2的边缘大于内侧的基层板材1-1,形成断面可包覆混凝土剪力墙后浇带的预制板材2,按现有装配式剪力墙的安装方法进行安装;涂刷界面剂与现浇混凝土后浇带粘结或/和有燕尾式凹槽或其它粗糙面形成咬合的连接构造,或还有塑料增强连接件穿过预制板材2 与剪力墙后浇带连接,及将高强耐久纤维布4余量相互搭接粘贴连接;

或将预制板材2安装到圈梁或混凝土底板上,组成自承重装配式建筑;

预制板材2垂直接缝处相邻保温层3之间互相阶梯状搭接粘结或插接搭接粘结为宜,或者接缝处保温层挤紧粘贴安装,避免垂直接缝热桥,垂直接缝处保温层3内外的基层板材和外部板材抹灰与保温层3粘结,外部板材一侧的高强耐久纤维布4与相邻预制板材2搭接粘贴,或形成装饰分隔缝;室内垂直接缝处水填塞水泥聚合物砂浆将相邻基层板材粘结,或还安装网格布阻裂;

第1)种预制预制板材2的各层材料之间连接方式有以下4种:

①预制板材2的各种材料面连接,不设拉接件穿过保温层3将基层板材1-1与外部板材2-2连接,形成复合预制板材,推荐选用;

②预制板材2的各种材料面连接,或还有纤维增强塑料拉接件穿过保温层3将基层板材1-1与外部板材2-2连接,不推荐选用,安装拉接件麻烦;

以上二种预制板材形成面连接复合的预制板材,高强耐久纤维布4可作为复合的预制板材的外部钢筋或替代部分钢筋以及作为位于门窗洞口的钢箍;

③预制板材2的基层板材1-1与保温层3,及保温层3与外部板材2-2之间不是面连结,有塑料增强拉接件穿过保温层3将基层板材1-1与外部板材2-2连接,在外部板材2-2上安装高强耐久纤维布4,形成组合的夹心预制板材;当前大量安装的装配式夹心剪切力墙保温层3与基层板材1-1 及与外部板材2-2之间就不是面连接的组合预制板材,所不同的是本实用新型在门窗口侧面或/和外部板材上安装高强耐久纤维布;

④预制板材2的各种材料面连接,或预制板材2外部正立面的高强耐久纤维布4还安装到预制板材2的上端断面上,或高强耐久纤维布4还安装到预制板材2下端断面上,见图3;此构造可确保与基层板材1-1面连结的保温板和外部板材2-2不脱落,且无热桥,比设置纤维增强塑料拉接件预制加工方便,这也是当前各种预制墙板构造所没有的;

不是面连接的预制墙板不能称为复合的预制板材,仅能称为组合的预制板材;复合的预制板材可形成共同受力的构件,组合的预制板材中保温层、外部板材不能与基层板材共同工作,不能成为共同受力的构件;

有相当部分的人就是不相信可利用保温材料如EPS板的受拉性能,可能是由于薄抹灰保温墙体的保温板粘结不可靠经常发生保温板脱落,因而对面连接可靠性不信任,于是非要设纤维增强塑料拉接件或设钢筋或设钢丝连接,虽然预制板材可既面连接又设拉接件,但加工预制板材时不仅增加安装拉接件的工作量,且仅仅用拉接件连接的组合构件受力不好,若拉接件是钢件就是热桥,不建议采用;

与满足质量要求的保温材料如EPS板形成可靠的面连接时,是不需要设拉接件的,既满足面连接强度要求,还因符合质量要求连为一体较大面积的EPS板惯性矩为无限大,外部板材下沉的挠度为“0”;

2)预制板材2由保温层3、外部板材2-2及高强耐久纤维布4组成(未画图);保温层3外侧有外部板材2-2,在外部板材2-2上有高强耐久纤维布4;所述外部板材2-2为有一定强度的不燃材料,例如为普通混凝土、轻质混凝土、水泥砂浆或岩棉板;外部板材2-2的材料不同、厚度不同,防火安全性不同;或高强耐久纤维布4还安装到预制板材2的上端断面上,或高强耐久纤维布4 还安装到预制板材2的下端断面上;形成断面包覆混凝土剪力墙后浇带外保温的预制板材2,作为混凝土剪力墙外侧的免拆模板;

3)预制板材2由基层板材1-1及高强耐久纤维布4组成,基层板材1-1外有高强耐久纤维布4;基层板材1-1为配筋普通混凝土或为配筋轻质混凝土,如轻质混凝导热系数0.2~0.3w/m·k时,0.2m 厚的预制板材2传热系数可达1~1.5w/m2·k,适用于夏热地区或对节能要求不高的建筑;

4)预制板材2由基层板材1-1、保温层3及高强耐久纤维布4组成,未画图表示;基层板材1-1为配筋混凝土,基层板材1-1外侧有保温层3,保温层3外有高强耐久纤维布4;预制板材2 按前述安装在框架结构外侧,或保温层3的边缘大于内侧的基层板材1-1,形成断面可包覆框架结构梁柱外保温的预制板材2;保温层3为有机保温材料如EPS板时,防火不好,不推荐选用,保温层3还可以为聚苯颗粒混凝土或泡沫混凝土,防火好了,但是节能保温效果较差,未画图表示;

5)预制板材2由保温层3及高强耐久纤维布4组成,未画图表示;在保温层3上(表面或内部)有高强耐久纤维布4,如保温层3为有机保温材料如EPS板,防火不好,不推荐采用;或为不燃保温材料如聚苯颗粒混凝土或泡沫混凝土;

6)及其它安装高强耐久纤维布的预制板材;或预制板材2上还有装饰层,装饰层位于高强耐久纤维布4的表面,如涂料及为块料面层、幕墙装饰大板等,形成装饰与节能保温一体化,或形成装饰与保温与建筑墙体一体化安装的预制板材2;用高强耐久纤维布的余量与墙体连接,或表面安装高强耐久纤维布4条带(可节约纤维布),用高强耐久纤维布4条带外伸的余量与墙体连接;

或在预制板材2的基层板材1-1内或在基层板材1-1与EPS板的交界面上还安装第二钢筋,所述第二钢筋是设置在基层板材1-1内抗弯钢筋的外侧,位于基层板材1-1内,或位于基层板材1-1 与EPS板的交界面上;

粘贴安装小规格预制板材为装饰保温板时,将高强耐久纤维布4的余量与墙体1或基层墙体 1-1连接,就不用钢锚栓穿过保温层连接了,连接无热桥,形成装饰与保温一体化安装;

以上预制板材可应用于各种结构体系形成装配式或半装配式墙体;

所述在框架结构上安装的装配式墙体是可以满足用有限元结构软件计算内力,进而用混凝土结构理论计算内力所需要的配筋,安全性好;而当前框架结构非承重墙体都是不满足有限元结构软件计算内力的墙体;所述预制板材2安装中可没有接缝处热桥、没有金属连接件热桥,这也是当前各种预制板材及装配式墙体所没有的;在计算内力不大时,基层板材为轻质混凝土且受力较小时基层板材配筋也可以用玄武岩网格布替代,不存在钢筋腐蚀问题;

预制板材2位于门窗洞口侧面安装的高强耐久纤维布4,既可以在加工预制墙板时安装,也可以将预制板材安装成为墙体后安装,即高强耐久纤维布4在预制板材2外表面是连续的(接缝满足搭接要求及粘结强度要求),待将预制板材2安装固定后,垂直剪开门窗洞口侧面需要的玄武岩纤维布,将剪开的玄武岩纤维布安装在门窗洞口侧面作为窗间墙的增强抗拉材料;

既有建筑节能改造时,可用第2)或第5)种预制板材安装。第2)、第5)种预制板材还适于作为现浇混凝土模板(如现浇混凝土剪力墙、阳台板、女儿墙外保温),形成半装配式安装;

将预制板材内安装的斜向钢筋与梁上下固定形成弹性连接,预制板材上端与粱固定时可与粱内侧用铁件连接,或用射钉型塑料锚栓与粱固定,或还用水泥聚合物砂浆粘贴固定的方法。所述预制板材2各层材料之间面连接,形成一个可共同工作的复合构件,或预制板材2作为现浇混凝土的模板安装后可形成一个共同工作的复合构件;或基层板材1-1为混凝土剪力墙时,各层材料可面连接或点连接;

高强耐久纤维布4在预制板材2上至少一边留有余量,例如用于将高强耐久纤维布4粘贴安装到门窗洞口侧面,或用于接缝搭接;或在内侧的基层板材1-1上还有高强耐久纤维布4。

预制板材规格和类型可根据建筑需要、施工方便和装饰需要选用:如可按层高加工预制成为含有门窗洞口的大型预制板材用于装配式墙体,见图10,或用于既有建筑节能改造时按门窗洞口分格的中型预制板材,或用于既有建筑节能改造时并兼做装饰板为小规格预制板材,如按 800×1200mm幕墙装饰板规格加工或按门窗洞口分格预制加工,粘贴安装有装饰层的预制板材,再把高强耐久纤维布的余量与基层墙体粘贴加钢钉固定,可形成保温与装饰一体化安装,位于门窗口侧边的装饰板上高强耐久纤维布4应加宽,将高强耐久纤维布4粘贴到有装饰层预制板材的门窗口侧边。

实施方式二:本实施方式与实施方式一的不同点在于,本实施方式的保温层3为EPS板或为具有与EPS板相同性能的保温材料,所述保温层3具有与EPS板相同性能是指燃烧性能要求、弹性要求、耐久性要求及抗拉强度要求与EPS板相同或接近(科学不断发展,可能出现新的保温材料其性能在上述诸方面满足要求);EPS板与节能保温墙体(包括装配式墙体和非装配式节能保温墙体)的墙体1及与预制板材2的基层板材1-1之间为面连接,EPS板与外部板材2-2之间面连接,在建筑周圈形成一种通过EPS板与外部板材2-2面连接的,具有震动滞后效应的,消震减震作用的悬挂体系;或/和在框架结构外侧外挂式安装预制板材时,用铁件将预制板材2与梁上部连接,或还在梁柱外侧粘贴具有弹性恢复力的材料如可发性聚苯颗粒材料(即软泡聚乙烯),可发性聚苯颗粒材料包括聚苯颗粒混凝土和EPS板,在梁柱外侧边缘粘贴聚苯颗粒混凝土达到一定深度以满足防火要求,梁柱中部可为EPS板;将预制板材2与梁柱外侧的具有弹性恢复力的材料粘贴;或/ 和用铁件将预制板材的第二钢筋与梁连接,如第二钢筋端头上焊接型钢,型钢外表面位于基层板材外(未画图表示),型钢与梁上铁件连接,形成弹性连接节点的外挂墙板;以上安装为外挂式、可滑移的装配式墙体。

本实施方式框架结构上安装的预制板材2的基层板材1-1宜为聚苯颗粒混凝土,因为骨料为 EPS颗粒,具有适应变形的能力,钢筋在弹性变形阶段时具有一定延伸率还能恢复,所以第二钢筋上下二端与梁连接可既满足建筑在地震或者风力作用下建筑发生层间位移时,外挂墙板的基层板材不开裂还能适应位移,并在第二钢筋为斜钢筋时形成对框架平面的支撑体系,减少框架水平位移。

外部板材与EPS板为面连接,外侧还有高强耐久纤维布与门窗口侧面固定吊挂外部板材,可确保震动时安全。EPS板与墙体1或与基层板材1-1及外部板材2-2之间的面连接面积应尽量大,最好是100%面积,或规定连接面积不小于一定百分比,100%面积连接对节能保温墙体防火有利; EPS板重量极轻还具有与砌体结构相当的抗拉能力,EPS板断面间的缝隙也相互连接为宜,例如保温层3接缝处相互对接粘结或插接粘结或阶梯状搭接粘结,否则地震时虽然悬挂体系还起消震作用,但基层墙体为砌筑墙体或为轻质混凝土时,地震时砌筑墙体或基层板材、外部板材在EPS板接缝处可能开裂破坏。位于混凝土或钢结构的梁柱外侧EPS板缝隙不涉及破坏问题,但应填塞保温材料防止接缝形成热桥以及做好接缝防火。

本实施方式将外保温墙体和预制板材内的EPS板作为受力材料,发挥保温层EPS板有一定抗拉能力、弹性大,变形恢复性能好,在变形不大于5%时位于弹性变形范围内,以柔克刚,具有消耗地震作用和风震作用的能力;本实施方式在框架结构上安装的预制板材2时,将预制板材上端与梁固定后,再将预制板材与梁柱外侧粘贴的具有弹性恢复力的材料(如EPS板和聚苯颗粒混凝土) 粘贴,在梁柱发生角位移时,利用具有弹性恢复力材料的变形恢复性能,来满足地震发生时预制板材层间位移与柱相同。即本实施方式满足外挂墙板滑移要求不是利用连接铁件的位移,而是利用梁柱外侧粘贴的具有弹性恢复力的材料的弹性变形来满足预制板材的层间位移。

在墙体技术上从来没有把保温层EPS板当作受力材料的规定,也没有将外部板材与EPS板连为一体并通过EPS板与基层墙体连接形成消耗震减震作用的悬挂体系。但忘了“以柔克刚”啊, EPS板弹性模量很小,振动波的传递速度很慢,振动频率远远小于建筑主体结构的振动频率,自震周期很长,对冲击能量吸收快,具有最好的以柔克刚吸收地震作用的能力。EPS板重量极轻但具有的抗拉能力(≥0.1MPa)完全可满足与外部板材可靠连接的要求。使外部板材的震动频率自然也远远小于建筑主体结构和墙的振动频率,形成一种滞后效应,抵消地震作用和风震作用,对建筑抗震和抗风有利。墙体技术中也没有在外挂式安装可滑移装配式墙体时,利用梁柱外侧粘贴安装具有弹性恢复力材料的变形恢复性能,满足安装为外挂式、可滑移装配式墙体的工程实例或技术规定。

现在组合的预制墙板很多,如钢丝网架水泥夹芯板、预制混凝土夹心剪力墙,是靠斜拉钢丝或纤维增强塑料拉接件或不锈钢拉接件穿过EPS板连接,中间的EPS板与内外混凝土之间都不是面连接,EPS板不能传递内力,不能发挥EPS板抗拉强度,不能用EPS板起到消耗地震作用限制建筑水平位移的作用,因为没有人想到利用EPS板作为受力材料。

实施方式三:图5~图7,本实施方式与实施方式一或二的不同点在于,本实施方式在保温层3 (除门窗洞口侧边岩棉以外位置的保温层)为满足阻燃或难燃要求的有机保温材料时,门窗口侧面安装的高强耐久纤维布4内的保温层3为满足一定厚度或满足一定耐火要求的不燃材料3-1,推荐不燃材料3-1用竖丝岩棉带50mm厚,岩棉丝垂直于窗口侧面,对于外墙正立面来说窗口边缘的岩棉是横丝岩棉,横丝岩棉导热系数与EPS板导热系数一致(0.04w/m.k),即窗口侧面安装的竖丝岩棉带不增加窗口热桥,或者为其它低导热系数可不增加窗口传热的无机保温材料;或还在室内门窗口侧面的高强耐久纤维布上涂刷防火涂料,或/和在室内门窗口侧面高强耐久纤维布上的抹灰层3-2 为满足一定低导热系数的轻质水泥砂浆(如珍珠岩砂浆、火山渣砂浆、泡沫水泥砂浆或海泡石保温砂浆等),或/和窗台板为天然石材板材下部用轻质水泥砂浆粘结(窗台板不应用树脂类仿石材窗台板或木质窗台板,防火不好),或/和窗台板为防火性能不低于天然石材板材的其它材料;所述预制板材的外部板材2-2及框架结构安装预制板材中的基层板材1-1为满足一定防火要求的混凝土,形成一种可以满足不同使用功能、不同建筑高度防火安全性要求的节能保温墙体,并同时可满足低能耗建筑要求的节能保温墙体。

关于本实施方式门窗口防火性能分析:本实施方式的窗口防火措施可满足在防火要求的规定时间内,外部火焰不能烧到内部的有机保温层(即有机保温层不破坏),在保温层为燃烧性能为B1、 B2级有机保温材料时,其防火安全性远高于当前没有对门窗口的有机保温材料采取任何防火保护措施的混凝土夹心剪力墙外保温墙体的防火安全性,可以应用于任何使用功能,不同建筑高度的建筑。本实施方式不是仅仅依靠不燃材料来解决节能保温墙体的防火安全问题。彻底解决了困扰建筑业外保温墙体节能保温与防火安全的矛盾,使任何节能墙体既可以满足对墙体低传热系数要求,还可保证防火安全,是当前各种节能保温墙体不具备的。

若人流密集建筑和超高层建筑仍要求保温材料为不燃材料,存在以下问题:

1、用无机保温材料为保温层的结果是,因无机保温材料导热系数高,岩棉不是各向同性材料,大量人流密集建筑和超高层建筑不能建设低能耗建筑,不利于社会节能减排。

2、不能利用EPS板和外部板材形成的具有消震减震作用的悬挂体系,对建筑抗震消震不利。全球地震分布广,特别是中国的地震分布广,建筑抗震对保证人民生命财产安全意义重大。

实施方式四:本实施方式与实施方式一~四的不同点在于,本实施方式增加钢件30(通常为薄壁钢板),钢件30预埋在高强耐久纤维布4内侧,并与内侧材料粘贴,或将钢件30粘贴在高强耐久纤维布4外侧,将安装外墙附着物的连接件(如自攻螺钉)与钢件30固定,或/和在建筑阳角处高强耐久纤维布4内安装L形薄壁轻钢的预埋钢件,增强阳角部位,保护建筑的阳角避免受到撞击破坏。如外墙附着物为门窗、变形缝盖板、垂直绿化的植物、水落管、太阳能光电薄膜或光电板、遮阳卷帘、装饰板等。安装门窗时将门窗离开基层墙体(装配式墙体安装后,基层板材1-1就是基层墙体)安装,门窗连接件与高强耐久纤维布4内钢件30固定,见图5~图7。只要门窗离开基层墙体安装在窗口侧边保温层外的高强耐久纤维布上,就可减少门窗口周边基层墙体流失的热量,就是隔热断桥,但是安装位置不同、隔热断桥效果不同。当窗户安装在接近门窗口侧面外部板材转角端部或接近转角端部,门窗口外侧安装保温装饰线条3-3时,门窗口周边基层墙体的热阻不小于主墙体热阻,门窗洞口热桥为零。外墙垂直绿化或安装外墙装饰线条、变形缝盖板、遮阳卷帘或太阳能光电薄膜、太阳能光电板等可与高强耐久纤维布4粘贴,或/和用自攻螺钉与钢件30固定。还可直接在高强耐久纤维布4上安装装饰大板,用自攻螺钉将装饰大板的连接件与钢件30固定。

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