工业化集成住宅(简约).docx

工业化集成住宅围护体系发展目 录一、工业化集成住宅优势二、工业化集成住宅着重解决的技术问题 1、节能复合外墙系统 2、节能复合屋面系统 3、节能铝合金门窗系统三、住宅设计模数化标准化四、如何解决工业化住宅连接安装问题五、如何解决工业化住宅质量通病（开裂、渗漏）六、真正实现工业化生产施工一、工业化集成住宅优势我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80%以上为高耗能建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍以上，严峻的事实表明，中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。全球日益关注节能减排，建设节能省地型住宅已成为当前和未来住宅建设行业的主要发展方向。工业化集成住宅作为推进中国住宅产业化的重要载体，正在被政府部门的大力推动下快速发展。工业化集成住宅是可持续发展概念的具体体现，也是世界的建筑设计大潮流，同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。工业化集成住宅节能围护体系的研究和开发自然就成为住宅工业化的首先命题。工业化集成住宅通过集成化、模数化设计，使得组成住宅的部件标准化，且易实现工厂大规模生产，降低材料损耗，保证产品质量。通过现场组装，实现快速安装，从而改变以往现场建造带来的环境、水、噪声污染等问题。工业化集成住宅具有传统住宅无可比拟的优势。二、工业化集成住宅着重解决的技术问题一个住宅的节能与否，除采用一些节能设备和有利于节能的建筑朝向和平面形状布局外，关键问题是围护系统是否节能，住宅围护系统主要指住宅的外墙系统、住宅屋面系统及住宅门窗系统三大方面。 1、节能复合外墙系统住宅外墙系统在住宅围护系统中所占面积最大，在住宅节能降耗中所占比例也最大，因此开发出新型复合保温隔热外墙体系至关重要，通过几种新型材料的复合，研究材料所达到的一些相关参数，最终达到设计所要求的节能性能。传统外墙保温系统种类比较多，主要是用在多、高层混凝土建筑和砌体结构外墙中。1）、砂加气块外墙外保温系统：导热系数：K=0.20（W/(m.k)，蓄热系数：D=3.20（W/(m².k) 2）、EPS板（30mm）薄抹灰外墙（190混凝土砌块）外保温墙体系统： 导热系数：K=1.0（W/(m.k)，蓄热系数：D=1.88（W/(m².k) 3）、EPS板（30mm）薄抹灰外墙（240混凝土砌块）外保温墙体系统： 导热系数：K=1.25（W/(m.k)，蓄热系数：D=2.49（W/(m².k) 传统外墙保温系统除砂加气砌块外，其余都是在原有的外墙面上加层保温，此保温施工复杂，施工工期长，技术要求高，且影响产品施工寿命。确保保温节能的前提下，开发出一种生产制造施工便捷的复合墙体正是我公司多年研究的方向，经过多年工业化集成住宅围护体系的研究开发实践，本公司正式开发出一套适合工业化生产的外墙体系。新型复合外墙体系结构特点：整体装饰式外墙墙体结构，除内墙装饰面板外其余部件都可在工厂内装配组合完成（包括铝合金门窗），然后以板块形式运至现场直接安装，可有效提高产品质量和施工效率，减少建材损耗，同时也减低了施工现场的材料污染和噪声污染，大大缩短了施工工期。墙体系统以C型钢框架为墙架，其它保温隔音材料、防水材料以及内外墙装饰板等相应安装在框架两侧，形成单元体系，此单元板块具有一定的结构刚性，板块的宽度长度按照一定的设计模数制造。此墙体体系除内墙面装饰板外，可以完全做到工厂化生产，不再需要现场切割、拼装。住宅工厂按照产品设计图纸要求，以模数化、标准化方式生产制造。新型复合墙体的系统已通过浙江省建设工程质量检测站有限公司建筑外墙热工性能检测报告，试验结果：夏季试样计算传热系数k=0.417W/m2K；冬季试样计算传热系数k=0.418W/m2K，仅为传统墙体的三分之一左右。4）新型复合外墙体系结构组成外墙金属挂件外墙面材挤塑保温板高密度玻璃棉板玻璃丝保温棉 C型外墙框架透气防潮纸铝箔纸木龙骨石膏板室内侧室外侧外墙金属挂件外墙面材 石膏板木龙骨透气防潮纸 保温板玻璃丝保温棉C型框架铝箔纸透气层管线层 5）、 新型复合外墙系统的结构性能和特点 新型复合墙体厚度（外墙挂板面到石膏板面）通常为183mm，其中包括外侧15mm透气层与内墙侧40mm管线预埋层，该墙面具有良好的保温隔热隔音性能。（1） 隔热隔音性能层（双重保温隔热装置）1） 保温棉（R13 玻璃棉）保温棉产品采用超细玻璃棉制成，具有良好的保温隔热性能，同时具有优异的隔声隔音性能。保温棉厚度89mm，热阻值2.290.K/W，保温棉充分填充在C型钢框架内，确保密封，每个角落都充分填充，能很好地禁锢空气，形成有效阻止热量和声波的传递，减少热损失，减低噪音。2）保温板（25mm,XPS） 挤塑泡沫板，具有良好的保温、隔热、抗压、防水性能。保温板覆盖在C型外墙框架的外侧，可以有效防止外界冷空气通过钢材的传导。如下图示说明：当外墙框架表面无隔热材料时，外界冷空气可直接通过外墙面传导到框架钢材表面，由于钢材导热性能好，所以冷空气直接通过钢材传导到室内面，当冷空气与室内温和空气接触后即可产生冷凝水，形成露珠，产生物理上的冷桥现象。当框架外侧安装了保温板，首先阻止了外界冷空气与墙框钢材的接触，同时在外墙壁内侧与保温板之间留一层的通气层，使得潮气以及露珠通过通气层蒸发或者流注。这就是保温板在整体墙体结构中所起的作用。有外层保温板情况下柱室外冷空气外 墙室内温和的空气高密度保温板通气层高密的保温板覆盖在钢柱外侧时，冷空气就不能通过钢柱传导。没有外层保温板隔断情况下没有外层保温隔热材料隔断的情况下，外界的冷气就会通过钢材，形成冷桥。室内温和的空气室外冷空气外 墙柱（2） 防潮通气层湿 气石膏板填充保温棉隔热保温板室内外墙面材室内通气层透湿防潮纸铝箔纸1） 单向透湿防潮纸(单向呼吸纸)，作为防潮透气材料，既可防止室外潮气进入室内，又可以把室内的潮气（水蒸气）排出室外（通过通气层排出室外），防潮层外侧为通气层（15mm）。2） 通气层 通气层厚度为15mm，通气层从基础泛水板处开始直到屋檐吊顶底部，通过屋檐通气条贯通室外。新型复合外墙系统中，外墙挂板与透气防水纸之间需要保持通风。这样可保证通气层的干燥和层内空气的流通，利于散热和排气。可使得结露水向下流出，而水蒸气向上蒸发。通常透气层厚度与外墙挂板扣件的厚度一致即为15mm。透湿防水纸防水层，通常为铝箔纸填充隔热材外墙面材湿 气石膏板填充隔热材外侧保温板通气层内侧湿气排出，阻止外侧湿气进入通气层（3） 外墙装饰面板层 外墙面板属于水泥类建筑装饰材料，由作为其主要成分的水泥与有机或无机纤维质原料，按一定配方混合加工成平板形状，通过高温高压养护后而成。（4）外墙内侧龙骨层外墙内侧有一层龙骨层，龙骨层厚度为48mm，这层空间可以完全满足内部管线的安装以及内侧石膏板的固定，又可以固定铝箔纸确保铝箔纸铺置平整无皱。木龙骨安装可以在工厂内完成，也可以在现场安装。线盒固定在木龙骨上，必要时可以增加内部固定龙骨，精确定位接线盒。安装过程中接线盒需要考虑石膏板的厚度等因素，所以在安装中需要突出木龙骨平面（10-12mm），这样在完成石膏板面施工后，接线盒面板就与石膏板保持同一平面。（5） 铝箔纸防水层 铝箔纸作为内墙防水层，一则可保护墙框内填充的玻璃丝保温棉受潮。二则可阻止室内大部分的潮气外排。（6） 外墙内侧装饰面 外墙内面一般情况下为普通石膏板，当有防水或者防火要求时可采用其他板材，如水泥纤维板或者防火板，但是安装方法与石膏板都是一致。石膏板施工前必须是内外墙已经完成管道以及各种管线的预埋工作，并检查合格后进行。 3、外墙系统与结构连接方式混凝土基础梁外墙框架预埋螺杆连接件外墙框架通过角钢连接件与主体框架结构连接，平面墙框通常由至少四个节点以上与主体结构联结。此处主体结构包括混凝土基础梁、楼面钢梁及屋面钢梁三种。混凝土基础梁与框架连接钢梁与框架连接 2、节能复合屋面系统 2.1 节能复合屋面系统介绍 新型节能屋面结构也是装配式结构，屋面系统与外墙系统板块结构原理一样，屋面板块框架为工厂内整体式制作，其余部件是现场拼装。屋面主结构以三角形屋架为主框架，往往在拼装前先在地面进行整个屋面框架预拼装，三角型屋架在工厂内完成拼装焊接工作，现场以榀为单元进行装配，三角屋架固定在屋面四周H钢（或槽钢）钢梁上，横向以檩条为水平支撑。屋面板块则以C型钢为骨架焊接而成，然后框架上安装保温板承托网，同时用间隔600mm木龙骨压住承托网，然后在木龙骨间隔中安装保温板，作为屋面保温材料。接着在保温层上安装水泥纤维板（或定向刨花板）作为屋面基板，基板固定在木龙骨上，在基本上面铺设防水卷材，最后铺设屋面瓦片。 屋面结构保温包括两个方面，一方面屋面上层由保温板进行隔热保温，二方面阁楼吊顶天花板上面有保温棉进行保温隔音，阻止二次导热。屋面结构中三角屋面小阁楼始终要保持通气，确保屋檐与屋脊之间的空气对流，这样可有效阻止室内温度的升高或者降低，保持室内温度的恒定。屋檐处通气确保屋面阁楼内空气流通顺畅。屋檐通气口2.2 节能复合屋面系统结构组成屋面框架屋面板块风 檐落水系统（檐沟）屋檐吊顶屋面框架C75*45*15*2.0水泥纤维板（OSB板）防水卷材（自粘性）屋面沥青瓦承托网木龙骨保温板C型钢屋面框架屋面承托网屋面挤塑保温板木龙骨屋面OSB基板屋面防水层玻纤沥青瓦玻纤沥青瓦屋面防水层屋面OSB基板木龙骨屋面保温板屋面承托网C型钢屋面框架2.3、复合型屋面结构性能特点(1)双层保温隔热系能性能 1） 屋面保温板 屋面保温板通过承托网安装在屋面，保温板厚度为25mm，可以部分屋面的热量向室内传导。 2） 屋面吊顶保温棉 屋面吊顶保温棉，厚度为89mm，R13住宅保温棉，在室内吊顶时满铺在吊顶面上，可以起到保温隔热的性能。(2) 通气换气性能 屋檐吊顶与三角屋架形成内部空气流通空间，使得小阁楼内部空气保持流通状态，确保室内空气温度恒定。(3)安装方便性 整个屋面为整体式装配结构，没有任何湿作业。屋面结构为整体式框架板块结构，板块安装简单，方便，既减轻了整个屋面的重量，又提高了施工效率。 屋面围护结构体系中斜屋面与吊顶面是一个整体才能做到保温节能，加上阁楼空间的通气层，更是确保斜屋面的保温性能。3、节能门窗系统 节能门窗系统，首先材料为铝合金材料，断桥隔热型材，玻璃为双层钢化玻璃。门窗结构需要配合工业化集成住宅的特点，首先易于工厂化生产，其次配合集成工业化住宅的墙体结构特点，连接要稳定，尤其是结构带自防水性。室 内室 外 高效节能铝合金门窗可实现传热系数2.0W(m².K)，气密性达到3级，水密性达到4级，抗风压达到4级。目前节能铝合金门窗普遍存在节能效果不好以及渗漏问题，原因主要是由于窗体与墙体的连接气密性不能有效保证，从而极大影响了墙体的节能指标，高效节能门窗，以型材的自防水设计为理念，由PVC型材隔热冷桥作为结构系统完整组成系统的设计方案，对窗体型材构造重新设计，结合工业化集成住宅外墙系统的结构组成特点，从构造上确保门窗体与墙体的紧密连接，解决连接处的气密性问题。 铝合金门窗与墙体为一体化工业化生产，在工厂将墙体的C型龙骨与铝合金门窗框连接固定好，确保连接质量。 三、住宅设计模数化标准化集成工业化住宅实现工厂化大规模生产，首先确保产品尺寸规格的标准化，模数化，这样易于产品在流水线上生产。日本工业化住宅实现工厂化生产，其产品标准是符合标准化、模数化特点，所以产品在生产效率和施工效率上大大提高，标准化产品可以提高产品的利用率，减少消耗和损耗，从而减少环境污染等。模数化是住宅设计中首先考虑的问题，它是建筑物及其构配件（或组合件）选定的标准尺寸单位，并作为尺寸协调中的增值单位，称为建筑模数单位。在建筑模数协调中选用的基本尺寸单位，其数值为910mm，符号为M，即1M910mm，目前日本大和房屋建筑以此为基本模数。基本模数的整数值称为扩大模数，整数除基本模数的数值称为分模数。模数是一种度量单位，这个度量单位的数值扩展成一个系列就构成了模数系列，模数系列可由基本模数M的倍数得出。模数系列在住宅工业化生产中有重要的作用，因为借助于它才可能分割某些部件或半成品不剩零头，并把它们的尺寸准确地送进机器中去。模数可以作为住宅设计依据的度量，它决定每个住宅构件的精确尺寸，它决定体系中和住宅本身内住宅构件的位置。模数在住宅设计上表现是模数化网格。网格的尺寸单位是基本模数或扩大模数。在住宅设计中，每个住宅构件都应与网格线建立一定的关系，一般常以住宅构件的中心线、偏中线或边线位于网格线上。住宅设计中的主要住宅构件如墙体、柱、梁、门窗洞口都应符合模数化的要求，严格遵守模数协调规则，以利于建筑构配件的工业化生产和装配化施工。模数化是一个对产品的规格尺寸定的一个尺性。集成工业化住宅的模数包括两个方面一个是建筑结构芯（SM）、另一个为板块芯（PM）。SM与PM的模数一致都为910mm，两芯之间的距离都为14/M,即113.75mm。设计时首先以结构芯进行计算，然后再套上板块芯。有了模数化设计概念，然产品根据模数化的设计的要求进行标准化设计、布置、定格、深化。标准产品可以采用工业化标准生产，大规模，并且易于质量控制和成本控制。 工业化集成住宅不仅仅是工厂化生产，施工现场也是集成化作业。施工严格按照计划执行，充分的准备工作，完善科学的设备与工具，一丝不苟的工作精神，才能正真构成工业化集成住宅的体系。四、如何解决工业化住宅连接安装问题 集成工业化住宅部件在工厂以标准化生产，现场为装配式结构，因此要求产品生产数量准确，质量精确。施工现场无湿作业过程，构件之间基本都是通过螺栓副连接，便于及时调整。集成工业化住宅在施工现场首要是如何实现快速安装，效率达到能在1天内完快速完成外墙围护体系结构的安装。 安装节点既要体现施工舒适性和便捷性，又要保证结构的稳定性和安全性。根据工业化住宅施工特点，提高工业化集成率，设计中所要改进的连接节点主要体现在如下几个方面：1） 基础与预埋件连接2） 预埋件与结构框架（钢柱）连接3） 预埋件与外墙框架连接4） 钢柱与钢梁连接5） 钢柱、钢梁与外墙框架连接6） 结构框架与屋面框架连接7） 结构框架与其他装饰结构连接（雨棚、阳台、露台等）8） 结构框架与楼面材料连接等 以上这些结构的节点连接都是通过高强螺栓或者普通镀锌螺栓连接，连接节点须考虑节点的模数化概念。 经过标准化、模数化的住宅部件，在生产装配性上考虑了通用性和互换性。 节点也是趋近统一，便于安装和调换，提高了项目生产和施工效率，减少了废品生产率。 构件产品品种要统一，并且尽可能采用已有的国内标准产品，减少生产消耗，增加通用性。 集成工业化住宅在设计上与传统的住宅设计不同，它必须在设计规定的模数范围内进计算，且建筑物的形状、规格、高度等不能任意布置。形状规整才利于工业化住宅的发展。作为集成住宅营销或者设计部门可以整理出几十套或者几百套套型由客户来选择。 五、如何解决工业化住宅质量通病（开裂、渗漏） 工业化集成住宅是现场装配式干式作业结构，在施工后会因为结构沉降或者热胀冷缩现象造成不同程度的墙体开裂情况，从而导致开裂处产生渗漏等现象。 工业化集成住宅在考虑干式快速施工的同时还需考虑存在的开裂、渗漏问题，在这里主要集中部位如：墙板接缝处、屋面防水以及楼层防水接缝处、阳台与墙体接缝处、门窗与墙体接缝处等部位。 5.1 外墙板块处外墙板块经过一定模数间隔之间的10mm接缝通过软性硅胶连接，此材料有效寿命为20年，在施工后不会硬化，材料的伸缩率为300%，并且保持永久柔性和粘性，硅胶密封不透水，因为避免了随着时间以及温度的变化而变化，可确保不渗漏和开裂。5.2 楼层地面及内墙面处 楼层地面及内墙面处渗漏主要是因为浴室防水功能，因此集成工业化住宅提倡采用卫生间干湿分离的布局，即浴室采用集成整体式浴室，而洗脸台盆以及座便器因为不考虑防水可以与浴室分开，一则可以减少防水、渗水施工面积，减低成本，二则采用整体式浴室也有利于工业化集成施工。5.3 门窗节点处渗漏 工业化集成住宅在门窗节点处采用自防水结构特点，有效防止了雨水的进入，并且避免了由于硅胶施工以及老化造成的渗透问题。5.4 屋面屋面采用SBS或者PVC自粘性卷材，防水卷材与普通防水涂料相比，一则操作简单，二则材料施工寿命高，并且避免了施工所需要的高技术性。防水稳定性高。 六、真正实现工业化生产施工 国家推广工业化住宅的理念已经有几十年了，目前在国内住宅产业化基地也有十几个，但是真正采用工业化式制造住宅目前还没有一个公司能实现。追究原因如下：1） 实现集成工业化住宅，首先需要大规模工厂化生产，而实现工厂化生产，就需要一定生产任务量，目前的客观情况决定实行工业化集成住宅生产还有一段时间需要努力。住宅产品与普通消费产品不一样，住宅是一次性产品，实践决定它只能以订单式生产。因此实现工业化集成住宅首先是扩大生产量，扩大订单任务量。2） 工业化集成住宅扩大订单任务的前提是人们接受工业化集成住宅的概念，了解并喜欢，最后是下订单，那么作为销售部门就是要推销出这个产品。当前的重点是推销工业化住宅，加强宣传力度，争取政府的支持。3） 工业化集成住宅在国内研究发展已十多年，但是作为工业化集成住宅的优势却很少体现。尤其在节能环保方面，还包括施工效率和产品施工价格等与传统混凝土住宅存在很大差距，这就需要我们施工人员在技术实践中不断改进证明，从而真正在优势上得以体现，客观上体现其优越性。4） 实现工业化集成住宅需要在技术设计中不断改进，通过标准化、模数化概念来进行设计、布局，从而方便生产和施工，同时提高效率和降低成本。使得工业化集成住宅企业从实际中得到竞争优势。 5） 真正实现工业化集成住宅决不是一个企业或几个企业能实现的，这需要国家与政府以及整个行业的支持。所以国家住宅产业化推行中心以及建设部就起到决定性的作用，当社会上普遍接受工业化集成住宅时，工业化生产也就不成问题了。 6） 与传统的住宅制造方式不同，工业化住宅制造体现在两个方面：一个工厂化生产；另一个工业化现场装配，在工业化集成制造过程中不再仅仅是建造师的作业，更是机械工程师的作业，因此企业须积极改变以往的传统观念，多方面发展培养人才。 18