建筑节能与结构一体化技术体系对比.docx

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建筑节能与结构一体化技术体系对比

评论论证

建筑节能与结构一体化技术体系对比

整理人：

天使之泪

建筑节能问题已然成为了现代建筑技术发展的一个重大战略问题，同时其也是关系到建筑技术发展方向的一个基本问题。

近年来，在国家节能减排政策的大力推动下，我国的建筑节能与结构一体化技术得到了快速发展，大大降低了建筑的总能耗。

本文详细阐述了建筑节能与结构一体化的含义及其发展现状，为我市的建筑节能与结构一体化技术应用提供参考。

我国正处于城镇化高速发展阶段，在当前乃至今后几年间无疑是建筑业发展的鼎盛时期，也是建筑节能大发展的历史机遇期；同时，也是墙体保温技术发展的黄金时期。

目前,在我国新建建筑及既有建筑节能改造的墙体保温市场中，外墙外保温技术占据绝对优势，它为我国建筑节能事业的发展起到了非常重要的作用。

但目前外墙外保温市场存在生产企业规模小、技术水平低，价格竞争失衡、工程监管不到位等问题，致使外墙外保温工程开裂、脱落、火灾等问题时有发生，工程质量存在诸多安全隐患。

发展建筑节能与结构一体化技术，不仅能丰富建筑结构体系，确保建筑节能工程质量与消防安全，更重要的是有效解决了保温系统与建筑墙体同寿命的关键问题，对于推动建筑节能工作健康发展具有十分重要的意义。

1.建筑节能与结构一体化技术的含义及分类

  建筑节能与结构一体化技术，是指集建筑保温隔热功能与墙体围护功能于一体、墙体不需要另行采取保温措施即可满足现行建筑节能标准要求的新型建筑结构体系，不但保温防火性能优良、质量安全可靠，而且能够实现建筑保温与墙体同寿命，符合国家节能减排和产业发展的相关政策，对于实现转方式、调结构、促发展、保民生的发展目标，建设资源节约型、环境友好型社会意义十分重大。

目前，建筑节能与结构一体化技术体系有：

CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系、IPS现浇混凝土剪力墙结构自保温体系、砌块自保温体系（包括承重和非承重体系）、夹心复合墙砖砌块保温结构体系等，这些建筑节能与结构一体化技术现在已经非常成熟，并已开始大量的应用。

2.建筑节能与结构一体化技术的相关政策

建筑节能与一体化技术相关标准规范的发布为一体化技术产品的生产、设计、施工、验收等提供了有力技术依据。

目前，已发布实施《CL结构体系技术规程》、《FS外模板现浇混凝土复合保温系统应用技术规程》、《非承重砌块自保温体系应用技术规程》、《SK装配式墙板自保温体系应用技术导则》、《承重混凝土多孔砖自保温结构体系应用技术导则》、《居住建筑夹芯保温复合砖砌体结构体系应用技术导则》、《AESI装配式墙板自保温体系应用技术导则》等七项标准规范。

3.推行建筑节能与结构一体化技术的必要性

3.1外墙外保温技术存在的主要问题

我国自推行外墙外保温以来，人们的居住环境、生活质量得到了明显提高和改善。

但伴随之而来的墙体保温与结构能否同寿命，墙体保温与安全防火能否兼顾，保温施工后空鼓、裂、脱落、火灾安全隐患较大等问题已成为亟待解决又关乎民生的重大问题。

目前普遍采用的建筑墙体保温技术，其理论寿命为25年（在保证产品质量、按规范施工的前提下），远低于建筑主体50年左右的设计寿命。

25年后外墙保温极可能出现的脱落、如何维修等问题已被人们日益重视。

那如何解决以上问题呢？

——大力推广建筑节能与结构一体化技术。

3.2建筑节能与结构一体化技术的优点

与传统的外保温技术相比，一体化技术具有四大突出优点：

一是节能保温措施与墙体同步施工，实现了与建筑物同寿命，保温层不再需要多次维修、更换；二是保温材料置于墙体之中，采用现场装配或混粘土浇筑等方式施工，有效避免了外保温工程存在的空鼓、开裂、脱落等质量问题，最大限度地消除了工程消防安全隐患；三是具有良好的保温隔热性能，完全能够满足我省现行建筑节能设计标准，通过采取进一步的技术措施还可达到更高的节能要求；四是可以有效缩短施工工期，减少人工和材料消耗，从而降低建筑成本，具有较好的综合效益。

3.3建筑节能与结构一体化技术主要创新点

（1）实现建筑材料防火向建筑结构防火的转变；

（2）实现建筑保温二次施工向同步施工的转变；

（3）实现保温寿命周期二十五年向与结构同寿命的转变；

（4）实现工程施工现场湿作业向工厂化、产业化转变。

4.加快我国建筑节能与结构一体化技术推广工作的建议

4.1加大建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发力度。

大力推进建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发，为该技术的全面推广打好基础，促进我国建筑节能产业结构调整和转型升级。

要充分发挥勘察设计及建设类企业和各建材生产商的潜能，引导和鼓励相关企业推广节能与结构一体化技术，不断加大建设科技投入力度，积极研究发展新型墙材。

 4.2加强领导，落实责任，确保推广应用工作落到实处。

推广建筑节能与结构一体化技术是我国创建低碳经济发展模式的的重要内容，建议选择部分项目进行示范并给予政策扶持，各相关单位要充分认识到推广建筑节能与结构一体化技术的必要性和紧迫性，落实责任，确保推广应用工作落实。

建筑节能与结构一体化技术是对传统建筑节能设计和施工工艺的一次重大变革。

推广应用建筑节能与结构一体化技术，有利于进一步激发广大建设科技工作者开展科技创新的积极性、促进科技成果转化为现实生产力，有利于提升建筑行业的科技含量、推动建筑业转型升级，有利于带动钢筋、混粘土、保温材料等相关产业的发展壮大，是一件意义重大的好事。

下面本人就建筑节能与结构一体化各个体系的详细情况介绍如下：

一、CL结构体系

CL建筑体结构体系（CompositeLight-weight）是一种集受力与保护于一体的复合钢筋混凝土剪力墙结构体系，将保温层与剪力墙的受力钢筋组合成CL网架板，使承重的复合剪力墙的墙体骨架发挥受力和保温的双重作用。

该体系一次性实现墙体改革、建筑节能和建筑工厂化的要求，在当今建筑领域中是一次革命性的变化。

它不同于目前在建筑主体外部采用外贴、外挂保温层的节能技术。

CL建筑结构体系可使建筑物全生命周期内不需要对保温层进行维修，解决了外墙粘贴、外挂保温层而产生的裂缝隐患及寿命短等问题，建设部鉴定其为“综合技术达国际先进水平”。

CL建筑结构体系具有以下优点：

1、彻底取代砖混结构及粘土制品，节约耕地、节约能源、减少大气污染。

2、抗震性能比砖混结构提高了2-3个地震烈度，优于框架结构。

3、结构自重比砖混结构减轻50%。

4、达国家65%的节能标准，且建筑物的全生命周期无需维护、维修。

5、扩大住房使用面积8-10%。

6、70%的构件在工厂由计算机控制完成，产品质量稳定且生产效率高，提高施工进度1/3，且最大限度的实现了建筑的工厂化和住宅的产业化。

7、属绿色健康住宅，无辐射、无污染。

8、比砖混结构延长使用寿命30年以上，给社会减少建筑垃圾50%。

9、工程造价低于其他结构。

一、漫长的研究历程

CL建筑结构体系是由石家庄晶达建筑体系有限公司自1994年在建设部立项后经历12年，耗资5000万元研发的完全具有自主知识产权的新型自保温结构体系。

该体系先后取得了19项国家发明专利及实用新型专利。

1995年5月，在西安建筑科技大学完成了CL建筑结构体系7层楼1/2模型拟动力抗震实验及20组复合墙板节点受力试验。

该项实验是国内一次最大规模的民用建筑模型拟动力实验。

按7度设防的试验楼经受住了相当于10度设防的地震波的考验。

实验结果让包括建筑部主要专家在内的全国200多位与会专家对CL建筑结构体系给与了充分的肯定。

在先后完成受力理论论证、大型实验验证、构造措施、生产工艺、施工方法、技术标准、工程实践、规模化示范、经济指标统计分析等一系列的研究总结工作后，2002年12月，建设部对该项技术全面鉴定结论为“其综合技术达国际先进水平”。

二、适用范围及应用要点

CL建筑结构体系可应用于设防烈度为8度及8度以下的严寒、寒冷、夏热冬冷地区有保温隔热即隔声要求的36层以内的所有居民建筑及公共建筑。

作为复合混凝土剪力墙结构，CL结构完全可参照其技术规程构造及国家普通剪力墙相关规范规定进行设计和计算。

三、各级政府的重视

CL建筑结构体系从立项到实施的多年来，受到建设部及各省（市）各级主管部门的重视和支持。

2005年，该技术被建设部列为全国建筑行业科技成果推广项目。

全国康居示范工程选用产品和部品；2006年建设部38号文把CL建筑结构体系列为节能省地型建筑推广应用技术；河北省建设厅成立了以厅长为组长的推广领导小组并下设办公室负责统一协调该技术的推广应用工作；河北省石家庄市政府将采用CL建筑结构体系建筑节能住宅作为2007年本界政府为老百姓所作的30件实事之一。

2004年，山东省建设厅将该技术列为山东省建设新技术新产品推广项目；北京、天津、内蒙古、河南等地也经过专家论证后对CL建筑结构体系进行了备案并全面引进了该项目。

四、CL建筑体系给开发商带来的丰厚利润

CL建筑体系的造价低于框架结构，与砖混结构持平，给开发单位带来鲜明的卖点和增值效益。

用该结构建造的商业性住宅项目的销售状况明显优于相邻非此结构的楼盘，且利润平均增加300元/m2。

同时，CL建筑结构采用Cl网架板作承重墙，夹芯为聚苯板保温层，内墙采用石膏板。

它打破了传统的符合剪力墙采用外墙外（内）保温的模式，避免了传统保温带来的“裂、渗、脱落”等现象，达到了保温层与建筑使用寿命同步，且使用过程中无需维护、维修。

采用CL建筑结构建造的楼盘质量更加，无形中为开发商带来了更长远的经济利益。

2000年以来，在石家庄、形态、邯郸、衡水、唐山、黄骅、青岛、济南、泰安、淄博、潍坊、太原、呼和浩特等地已有139万平方米CL建筑结构体系工程竣工；在建和正在设计的工程有400多万平方米，且每项工程均被各级政府列为节能示范工程，受到了社会各界的普遍欢迎，销售情况良好，给开发商带来了丰厚的收益。

五、CL建筑体系给百姓带来的好处

1、该体系由于采用内夹保温层的设计方式，改变了传统的外墙外（内）挂保温层的方法，减小了建筑材料占用的空间，使得房屋的实用面积扩大了8-10%。

百姓在同等支出下，购得的房子更大了。

2、CL建筑结构彻底取代了砖混结构及粘土制品，更加节约耕地、节约能源。

采用此体系的建筑真正做到了“冬更暖，夏更凉”。

冬天的保温效果更佳，夏天有良好的阻隔热气的效果。

节省了百姓日常生活的支出，更加节约能源。

3、CL体系突破了传统的建筑保温模式，改善了原有方式所带来的不良后果，达到了保温层与建筑使用寿命同步，且在使用过程中无需维护、维修。

给百姓带来了长远的利益。

4、70%的构件在工厂由计算机控制完成，生产效率更高，产品的质量也更加的稳定、优良。

目前，泰安、石家庄、衡水、太原、唐山、秦皇岛、潍坊等地CL网架板生产基地已经陆续投产，年总产量350万平方米，形成CL网架板供货网络，可以满足年800万平方米节能建筑的需求，为CL建筑结构体系的推广和普及打下了坚实的基础。

在世界能源危机迫在眉睫的今天，建筑节能已成为政府工作的主要内容。

国家节能形势日趋严重，节能政策重拳频出，建筑节能领域各项技术百家争鸣，而CL建筑节能体系定能技压群雄，独领风骚，在建筑史上留下绚烂的一笔

C25自密性混凝土经验配合比说明

CL复合剪力墙中混凝土截面较小、钢筋间距较密，且钢筋焊网无法采用直接振捣，因此采用自密性混凝土。

本配合比为经验配合比，在工程实际操作中应根据原材料特性进行调整，以达到所要求的工作性能。

一、经验配合比（单位：

㎏/m3）

水泥砂+石粉煤灰复合外加剂

370（普32.5）1680~17401203~3.5%

350（普42.5）

二、说明：

1、石子：

粒径5~10㎜

2、砂：

中砂

3、粉煤灰：

一级或二级

4、水胶比：

0.35~0.40

5、砂率：

0.45~0.50

三、工作性能要求

1、塌落度：

240㎜~270㎜

2、扩展度：

550㎜~750㎜

以上配合比应在原材料确定以后才能进行试配。

二、FS外模板现浇混凝土复合保温体系

一、 项目概况

      FS永久性复合外模板现浇混凝土保温结构体系是以水泥基双面层

复合保温板为永久性外模板，内侧浇注混凝土，外侧抹抗裂砂浆保护

层，通过连接件将双面层复合保温模板与混凝土牢固连接在一起而形

成的保温结构体系。

该体系属于现浇钢筋混凝土复合保温结构体系，

适用于工业与民用建筑框架结构、剪力墙结构的外墙、柱、梁等现浇混凝土结构工程。

永久性复合外模板由

保温板、保温过渡层和内

、外两侧粘结加强层及加

强筋构成，产品具有质量

轻、保温效果好、施工方

便、防火性能好、无安全

隐患，与建筑物同寿命等

优良特性。

     FS复合外模板保温体

系施工时，外侧以复合保

温板为永久性外模板，将

现浇混凝土墙体与永久性

外模板浇注为一体，并通过锚栓连接使其更加安全可靠，浇注完成后外侧抹砂浆保护层，满足建筑节能65%的要求。

该保温体系具有以下特点：

     1）设计施工技术简单，易于大面积推广应用。

现浇混凝土框架

（框剪）结构的承重结构形式不变，梁柱及剪力墙仍按现行标准规范

设计，设计标准和计算软件齐全，施工技术成熟，易于大面积推广应

用。

    2）达到一体化技术要求，实现了建筑保温与结构同寿命的目的。

将永久性复合保温外模板与框架（框剪）结构的梁柱及剪力墙等现浇 

混凝土构件浇注在一起，并通过带“羊”角螺母的连接件牢固连接 

（抗拉承载力≥0.5Mpa），达到了同步设计、同步施工、同步验收的 

技术要求，实现了建筑保温与结构同寿命的目的。

    3）采用多层结构设计型式，具有较高的强度和良好的保温性能。

永久性复合保温外模板由挤塑保温板、加强筋、内外粘结增强层和保 

温过渡层等组成，具有较高的力学强度，可直接做外模板使用，保温 

隔热性能良好，满足建筑节能65%的标准要求。

    4）具有良好的防火性能。

保温层内外两侧两个主立面被水泥聚合 

物砂浆保护层包覆，在施工过程中可有效避免火灾现象的发生，建筑 

工程竣工后，保温层外侧水泥砂浆保护层达30mm以上，防火性能大

大提高。

    5）采用工程化预制形式，确保产品工程质量。

永久性复合保温外

模板全部采用工厂化预制，在使用过程中，无造假可乘之机，杜绝了 

偷工减料现象的发生，在混凝土浇注过程中，对永久性复合保温外模 

板的产品质量进行了现场验证，有效防止了假冒伪劣产品用于建筑工 

程。

    6）.创造性的设置了保温过度层，避免了抹面层空鼓、开裂等质 

量通病问题。

在永久性复合保温外模板结构型式设计中设置了保温 

过度层，缓解了保温模板因环境变化产生的应变，避免了抹面层空 

鼓、开裂等质量通病问题。

     7）.保温与模板合二为一，工程造价较低。

永久性复合保温外模板

可直接用作现浇混凝土结构工程的外模板，将保温与模板合二为一，

减少了施工工序和模板用量，无需在做其他保温处理，提高了施工效率，降低了工程综合造价。

 二、生产技术研究 

 1.原材料选择

  1）.保温材料 

      选择XPS板作为复合保温外模板保温层材料。

XPS板导热系数小，抗压强度和抗冲击性能较高，吸水率低，抗老化性能优异，是目前一种较好的轻质保温材料。

   2）.胶凝材料

     选取普通硅酸盐水泥作为粘结加强层、粘结层、保温过度层和加强筋的主要胶凝材料。

普通硅酸盐水泥来源广泛、价格低廉、耐水性能好、强度高、耐久性优异。

   3）.骨料

     选取按一定比例混合的人工砂与天然砂作为粘结加强层、粘结

层、保温过度层和加强筋用砂。

    4）.玻化微珠

    选取玻化微珠作为保温过度层的轻质填充材料。

    5）.胶粉

选取德国瓦克公司生产的5044N型号的胶粉，改善聚合物砂浆的粘结强度、耐水性等各项性能。

   6）.外加剂

     为有效改善复合保温各层的物理力学性能，还掺加了减水剂、防

水剂、高分子聚合物等外加剂。

   7）.耐碱玻纤网格布

      选用耐碱玻纤网格布布设于复合保温模板两侧，提高其抗冲击性 

能、抗弯载荷等力学强度。

2.生产工艺及设备

  1）.复合保温模板制备工艺

   a.聚合物水泥干粉砂浆制备：

胶凝材料、骨料、胶粉等原材料计 

量，混合搅拌，储存。

   b.保温砂浆干粉制备：

胶凝材料、玻化微珠、胶粉等原材料计量， 

混合搅拌，储存。

    c.复合保温模板的制备工艺主要包括：

挤塑板切割，开设凹槽，喷 

涂界面剂，铺设保温内侧粘结加强层，养护7天，保温板外侧依次铺 

设粘结层、加强筋、保温过度层和外侧粘结加强层，自然养护28天后 

出厂。

 2）复合保温模板生产设备 

        复合保温模板成型设备主要由电子计量装置、干粉砂浆搅拌机、料浆搅拌机、工作抬架、抹平装置、传送设备及切割机等组成。

干粉砂浆搅拌机、料浆搅拌机采用自动配料、电子计量，自动化程度高，计量准确；成型设备具有结构设计合理、生产操作方便、成型周期短、生产效率高、产品质量好等特点。

3.产品标准及性能指标检测 

      依据我省现行《居住建筑节能设计标准》、国家《建筑施工模板

安全技术规范》（JGJ162-2008）和一体化技术要求，制定了企业标

准《复合外模板现浇混凝土保温结构体系》（Q/1500SCJ002-2010）。

经山东省建筑工程质量监督检验测试中心检测，永久性复合保温外模 

板及FS复合外模板保温体系的力学性能指标和耐候性等均达到国家有 

关标准和企业标准的要求，具体技术指标如下：

                         表一 复合保温模板性能指标

                                   表二自保温结构体系性能指标

 三、设计技术研究

 1.自保温结构体系设计要求

   1）复合保温模板保温体系工程设计工程设计应符合以下原则：

   a.框架结构和剪力墙结构的现浇混凝土构件按照现行《混凝土结构 

设计规范》（GB50010-2002）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）等有关标准规范规定进行设计。

    b.梁、柱、剪力墙等外围护结构保温设计采用永久性复合外模板现 

浇成型，外围护填充墙采用自动保温砌块，并与复合保温模板外侧在 

同一垂直立面上。

    c.室内分隔墙设计选用加气混凝土砌块、轻集料混凝土空心砌块等 

新型墙体材料。

   2）复合外模板保温体系建筑工程的节能设计和热工计算按山东省 

《居住建筑节能设计标准》DJB-036的规定和《公共建筑节能设计标 

准》DJB-037的规定进行设计。

  3）围护结构中与复合保温模板相配套的自保温砌体设计应符合相 

应国家和山东省砌体设计规程的规定。

  4）复合外模板保温体系和外墙填充墙主墙面应按照外墙普通抹灰 

做法进行设计，宜采用抗裂抹面砂浆，厚度一般为20mm。

  5）复合保温模板强度验算要考虑新浇混凝土作用于模板的测压力 

标、准值。

 新浇混凝土侧压力计算取值为下式中的较小值：

     F=0.22rctβ1β2 √￣V     F=rcH

    其中rc------------混凝土的重力密度，取24.000KN/m3

    t--------------新浇混凝土的初凝时间，当缺乏资料时取200、（T+15），

    T-------------混凝土的入模温度；

    V-------------混凝土的浇筑速度，m/h；

    H-------------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度；

    β1--------------外加剂影响正系数，不掺外加剂时取1.00；掺具有缓 

凝作用的外加剂时取1.200；

    β2-------------混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm取 

0.85；当坍落度为50mm~90mm取1.0；当坍落度为110mm~150mm， 

取1.150。

 6）复合保温模板变形值为模板构件计算跨度的1/400。

 2.自保温结构体系节点构造设计

    1）复合保温模板接处以及与自保温砌体相交处，在抹面施工 

前，应采用抹聚合物砂浆耐碱纤维网格布抗裂措施。

    2）复合外膜板保温体系除主体墙面外，砌体女儿墙、门窗洞口、 

阳台、雨篷、空调机隔板，外凸的腰线等热桥部位，宜采用保温浆料 

系统。

     3）复合外模板报问问体系特殊部位构造做法如下图所示。

        <1>复合保温模板拼接。

        <2>复合保温板与自保温砌体相交部位。

        <3>阴、阳角部位设计构造。

         <4>门窗洞口设计构造。

四、施工技术研究

1.施工技术要求

     1）复合外模板保温体系施工时，现场应建立相应的质量管理体 

系、施工质量和检验制度，并编制专项施工方案，向施工人员进行培 

训和技术交底。

      2）复合保温板运输时应轻拿轻放，材料进入施工现场后，先进

场验收，并按规定取样复验；各种材料应分类贮存平放码垛，且不宜 

露天存放，应有防雨、防暴晒措施；在平整干燥的场地，最高不超过 

20层；存放过程中应采取防潮、防水等保护措施，贮存期及条件应复合产品 

使用说明书的规定。

     3）砌筑砂浆和抹面砂浆材料宜选用预拌砂浆，并按照产品说明书 

的要求配制，配制好的材料应在规定时间内用完，严禁过时使用。

     4）复合外模板保温体系完工后应做好成品保护。

施工产生的墙体 

缺陷，如穿墙套管、脚手眼、孔东等，应按照施工方案采取隔断热桥 

措施，不得影响墙体热工性能。

2.施工工艺流程及施工方法

     1）施工工艺流程：

     复合保温外模板排版→裁割→安装连接件→弹线→绑扎钢筋及垫 

块→立复合保温外模板→立内侧模板→穿对拉螺栓→立模板木方次楞 

→立模板双钢管主楞→调整固定模板位置→浇筑混凝土→拆除模板主 

次楞→砌筑自保温砌体→拼缝及阴阳角处抗裂处理→水泥抗裂砂浆抹 

面→饰面层施工。

     2）施工操作要点：

    〈1〉确定拍板分隔方案：

根据外墙尺寸确定拍板分隔方案并绘制 

安排版图，尽量使用主规格复合保温外模版。

    〈2〉复合保温外模版裁割：

对于无法用主规格安装的部位，应事 

先在施工现场用切割锯切割成为复合要求的尺寸。

    〈3〉安装连接件：

在施工现场用手枪钻在复合保温模板预定位置 

穿孔，安装连接件，每平方米不少于5个。

门窗洞口处可增设连接件。

    〈4〉弹线：

复合保温模板安装前应根据设计图纸和排板图复核尺 

寸，并设计安装控制线。

弹出每块板的安装控制线。

    〈5〉绑扎钢筋及垫块：

外墙钢筋绑扎验收后在钢筋内外两侧绑扎 

C20水泥砂浆垫块（3~4块m2）。

    〈6〉立复合保温外模板：

根据设计排板图的分隔方案安装复合保 

温外模板，并用绑扎钢丝将连接件与钢筋绑扎定位，先安装外墙阴阳 

角处板，后安装主墙板。

     〈7〉立外墙内侧模板：

根据混凝土施工验收规范和建筑模板安全 

技术规范的要求，采用传统做法，安装外墙内侧木（竹）胶合板和木 

方次楞、钢管主楞。

     〈8〉安装对立螺栓：

根据每层墙、柱高度按传统模板施工方法确