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被动式建筑窗口防火隔热构件、墙体及其生产、施工工艺

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


被动式建筑窗口防火隔热构件、墙体及其生产、施工工艺

技术领域

本发明属于建筑物墙体技术领域,更具体地说,是涉及一种被动式建筑窗口防火隔热构件、墙体及其生产、施工工艺。

背景技术

目前被动式建筑窗口节点中由于采用AAC防火隔热条,导致从方案、设计到施工过程均存在一定问题,具体如下:

1、在方案阶段,窗口四周均需要在混凝土结构面层设置AAC防火隔热条,减少了外窗实际面积,从而影响住户在建筑居住过程中观光视野、建筑采光、通风以及冬季建筑太阳辐射得热增加冬季采暖能耗。

2、在设计阶段,窗口四周设置AAC防火隔热条,存在“吃梁高度”现象,洞口尺寸发生变化,建筑结构高度变小,导致建筑与结构专业需要后期重新调图与计算。

3、在施工阶段,AAC防火隔热条强度低,抗折性能较差,运输、储存过程已发生折断、破损现象;AAC防火隔热条安装及施工过程繁琐,增加施工工序、施工工期以及施工成本;混凝土浇筑过程中AAC防火隔热条易发生位移现象,导致设计与施工发生偏离,严重时需要返工处理,若不及时处理易在建筑使用过程中窗口内侧发生结露发霉,恶化室内环境;AAC抗压强度较低,为多孔结构,而被动式建筑外窗较重,长期下来容易发生AAC沉降,影响外窗结构安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种被动式建筑窗口防火隔热构件、墙体及其生产、施工工艺,以解决现有技术中存在的被动式建筑窗口节点中由于采用AAC防火隔热条,导致从方案、设计到施工过程均存在一定问题的技术问题。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种被动式建筑窗口防火隔热构件,包括防火隔热垫块和保温体,保温体与防火隔热垫块一侧连接;其中,防火隔热垫块与保温体构成一体的板状结构。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,保温体为发泡结构,防火隔热垫块通过保温体的发泡成型与保温体复合在一起。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,防火隔热垫块和保温体之间还设有企口结构和/或连接件,企口结构位于防火隔热垫块和保温体之间的结合面上,连接件一端埋设在防火隔热垫块内,中部穿过结合面,另一端埋设在保温体内;企口结构为榫卯结构、燕尾槽结构、卡爪结构、凹凸的点阵结构中的一种或多种的组合;连接件为L型筋、工字筋、锚栓、桁架结构中的一种或多种的组合。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,防火隔热垫块为配筋的砂浆或混凝土制成的结构,防火隔热垫块容重为400-700kg/m

为实现上述目的,本发明又采用的技术方案是:提供一种墙体,包括上述的被动式建筑窗口防火隔热构件。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,墙体还包括外墙本体和防护层,被动式建筑窗口防火隔热构件设在外墙本体与防护层之间。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,墙体还包括保温砂浆层,保温砂浆层铺设在被动式建筑窗口防火隔热构件的防火隔热垫块的外露面上。

为实现上述目的,本发明又采用的技术方案是:提供一种被动式建筑窗口防火隔热构件的生产工艺,用于生产上述的被动式建筑窗口防火隔热构件,包括以下步骤:

S100、制备防火隔热垫块;

S200、将防火隔热垫块置入泡塑机模具,并在泡塑机模具中注入发泡材料,以形成保温体;

S300、脱模,并取出制成的被动式建筑窗口防火隔热构件。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,步骤S100包括以下步骤:

以V型钢筋桁架作为连接件,将钢筋桁架与钢筋网片绑扎在一起,制备出带有钢筋桁架的钢丝网片;将带有钢筋桁架的钢筋网片放入浇筑模具中,并将浇筑模具置于振动台上浇筑隔热砂浆,且保持V型桁架闭口部位露出,之后覆膜养护,过了养护期后拆模,取出防火隔热垫块;

步骤S200包括以下步骤:

对泡塑机模具进行两次预热;将制备好的防火隔热垫块置于泡塑机一端,V型钢筋桁架的闭口端置于泡塑机模具内侧;将泡塑机模具合模并锁模,并将发泡聚苯乙烯颗粒进行熟化;熟化后的发泡聚苯乙烯在板材成型机内熔融后借助注射组件注射到泡塑机模具内,饱和蒸汽加热原料;待泡塑机模具内注满熔液后静置预定时间后再进行冷却,冷却分为两个阶段,第一阶段采用自然风和水淋冷却,第二阶段采用人工风冷却;

步骤S300包括以下步骤:

待泡塑机模具外部温度冷却后开模,开模时向模具和产品的间隙中喷涂脱模剂;之后取走制成的被动式建筑窗口防火隔热构件,并对泡塑机模具进行清洗和干燥。

结合上述技术方案,在一种可能的实现方式中,在步骤S100中,浇筑温度控制在15-30℃,振动台震动频率1200Hz,之后覆膜养护7天,养护时的湿度为45-65%;在步骤S200中,第一次预热时间50-70s,冷却时间20-30s,第二次预热时间40-60s,冷却时间20-30s,两次预热温度为80-90℃;聚苯乙烯颗粒的熟化温度为80-100C,熟化时间为24-28h;饱和蒸汽温度为120-140C,压力为5-5.5MPa,加热时间为40-75秒;待泡塑机模具内注满熔液后静置200-300秒后进行冷却,第一阶段用时100-200秒,第二阶段用时200-400秒;在步骤S300中,待泡塑机模具外部温度冷却到25-30℃后开模,对泡塑机模具进行干燥时采用烘干的方式,烘干温度为50-60℃,烘干至湿度为30%以下,烘干时间为48-72小时。

为实现上述目的,本发明又采用的技术方案是:提供一种被动式建筑墙体的施工工艺,采用上述的被动式建筑窗口防火隔热构件进行施工,或者,用于对上述的墙体进行施工,包括以下步骤:

S400、绑扎外墙本体的钢筋;

S500、安装被动式建筑窗口防火隔热构件;

S600、安装外墙本体的混凝土模板,浇筑混凝土并养护,在度过养护后拆模;

S700、在被动式建筑窗口防火隔热构件上铺筑防护层;

S800、在外墙本体上安装窗框,并在被动式建筑窗口防火隔热构件上铺筑保温砂浆层。

本发明提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过将保温体通过发泡成型的方式复合在防火隔热垫块上,并通过连接件增强防火隔热垫块与保温体之间的连接,能够形成一体的、兼具优良的隔热性和局部抗变形性能的防火隔热构件,在使用时,可以直接将这一防火隔热构件安装在墙体上进行隔热,并使防火隔热垫块位于窗口位置来进行承重,以防止保温体直接外露发生变形,能够完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题,具有能降低采暖能耗、不易变形且设计施工方便的特点。

本发明提供的墙体的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过设置上述的被动式建筑窗口防火隔热构件,能够完全替代AAC防火隔热条,从而完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题,具有能降低采暖能耗、不易变形且设计施工方便的特点。

本发明提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的生产工艺的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过在防火隔热垫块上直接发泡复合保温体,能够方便动式建筑窗口防火隔热构件的生产,并提升其整体强度,使得生产出来的产品整体性强,不易破损。

本发明提供的被动式建筑墙体的施工工艺的有益效果在于:与现有技术相比,本发明提供了一种新的施工方式,从而能够完全替代AAC防火隔热条施工,从而完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的立体结构示意图;

图2为本发明实施例提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的剖视结构示意图;

图3为本发明实施例提供的墙体的剖面结构示意图;

图4为本发明实施例提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的生产工艺的流程图;

图5为本发明实施例提供的被动式建筑墙体的施工工艺的流程图。

其中,图中各附图标记如下:

10、防火隔热垫块;11、企口结构;12、钢筋网片;

20、保温体;30、连接件;40、外墙本体;

50、防护层;60、保温砂浆层;70、窗框。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

需要进一步说明的是,本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明,在该构思的基础上,一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全,但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下,本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。

当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。

现对本发明提供的被动式建筑窗口防火隔热构件、墙体及其生产、施工工艺进行说明。

如图1至图3所示,本发明第一实施方式提供的被动式建筑窗口防火隔热构件,包括防火隔热垫块10和保温体20,保温体20与防火隔热垫块10一侧连接;其中,防火隔热垫块10与保温体20构成一体的板状结构。

本实施例提供的被动式建筑窗口防火隔热构件,与现有技术相比,通过将保温体20通过发泡成型的方式复合在防火隔热垫块10上,能够形成一体的、兼具优良的隔热性和局部抗变形性能的防火隔热构件,在使用时,可以直接将这一防火隔热构件安装在墙体上进行隔热,并使防火隔热垫块10位于窗口位置来进行承重,以防止保温体20直接外露发生变形,能够完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题,具有能降低采暖能耗、不易变形且设计施工方便的特点。

具体地,在方案阶段窗口四周无需设置AAC防火隔热条,与传统窗口节点相比,提高了住户视野、建筑采光、通风效果,同时能够在冬季更多的太阳得热,降低冬季采暖能耗;在设计阶段,结构与建筑专业无需再进行调图;在施工阶段,防火隔热垫块10与保温体20一体成型连接,紧密结合,具有更优越的性能,在运输、贮存过程中不易发生损坏,浇筑混凝土过程不会发生跑偏现象;且防火隔热垫块10与保温体20的厚度可以保持一致,在窗口部位施工时可以直接一体安装,施工过程直接浇筑混凝土即可,内部能直接形成无空腔结构,能减少施工工序、施工工期和施工成本;另外,通过CFD软件计算,窗口位置传热量与之前传统节点相比可降低8%。

如图1至图3所示,本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:

保温体20为发泡结构,防火隔热垫块10通过保温体20的发泡成型与保温体20复合在一起。这样有利于防火隔热垫块10和保温体20之间的一体成型,以提升整体性和生产的便利性。

防火隔热垫块10和保温体20之间还设有企口结构11和/或连接件30,企口结构11位于防火隔热垫块10和保温体20之间的结合面上,连接件30一端埋设在防火隔热垫块10内,中部穿过结合面,另一端埋设在保温体20内。

企口结构11为榫卯结构、燕尾槽结构、卡爪结构、凹凸的点阵结构中的一种或多种的组合。

连接件30为L型筋、工字筋、锚栓、桁架结构中的一种或多种的组合。

在一种具体的实施例中,同时设有企口结构11和连接件30,企口结构11为燕尾槽结构,且表面设有凹凸的点阵结构,燕尾槽结构能够通过互相卡接增加防火隔热垫块10与保温体20之间的连接性,同时燕尾槽结构表面的凹凸的点阵结构能够提升表面的结合性,避免热胀冷缩等影响导致防火隔热垫块10与保温体20之间产生分离。连接件30包括钢筋桁架,钢筋桁架可以提升防火隔热垫块10与保温体20之间的连接强度,钢筋桁架可以与防火隔热垫块10内的配筋连接,以便于生产,同时还能增强钢筋桁架的锚固性。钢筋桁架位于保温体20内的部分可以是V字形结构、半圆结构、半椭圆结构、矩形结构等具体形状,以增强连接性。

企口结构11和连接件30的具体形式尺寸等的选择,可以根据实际使用需求确定,使用时能够保证连接性能即可,可以只采用一种企口结构11或一种连接件30,也可以同时采用多种企口结构11及多种连接件30的组合。

进一步地,可以在防火隔热垫块10的燕尾槽结构处横向埋设一根螺旋状的锚固钢筋,锚固钢筋的方向与钢筋桁架的布置方向平行,且与钢筋桁架连接。这样可以使得锚固钢筋像钢筋桁架一部分埋设在防火隔热垫块10内,而另一部分埋设在保温体20内,并且与钢筋桁架沿不同的方向设置,不仅可以加强防火隔热垫块10与保温体20之间的连接,而且能够对钢筋桁架进行支撑,同时锚固钢筋呈螺旋状,不仅能与防火隔热垫块10与保温体20之间具有较大的接触面积,而且还不会因为温度应力的影响与防火隔热垫块10与保温体20脱离,长期使用时不容易左右窜动;另外,如果锚固钢筋保持至少三个完整的螺旋在处于一个燕尾槽或燕尾凸起内,还能使得锚固钢筋在防火隔热垫块10或保温体20内部的部分受到防火隔热垫块10与保温体20之间的作用力的影响比较小,且覆盖的范围比较广,可以作为安装固定压应力传感器、超声波传感器等监测装置的支架,以确定燕尾槽结构处的受力及空鼓状态等情况,便于更进一步的研究分析和使用监测。

防火隔热垫块10为配筋的砂浆或混凝土制成的结构,以增强其结构强度。其中的配筋可以是钢筋框架结构或钢筋网片12。

防火隔热垫块的主体可以是轻质的砂浆或混凝土结构,具体地,可以采用容重为400-700kg/m

如图3所示,本发明第二实施方式提供的墙体,包括上述的被动式建筑窗口防火隔热构件。

本实施例提供的墙体,与现有技术相比,通过设置上述的被动式建筑窗口防火隔热构件,能够完全替代AAC防火隔热条,从而完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题,具有能降低采暖能耗、不易变形且设计施工方便的特点。

如图3所示,本发明在第二实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:

墙体还包括外墙本体40和防护层50,被动式建筑窗口防火隔热构件设在外墙本体40与防护层50之间。

在施工时,被动式建筑窗口防火隔热构件可以在外墙本体40之内或之外,而窗框70直接安装在外墙本体40上,使得被动式建筑窗口防火隔热构件的防火隔热垫块10位于内窗台或外窗台上。为减少热桥或冷桥现象的影响,窗框70可以紧贴防火隔热垫块10安装。

为了增强连接效果,外墙本体40和防护层50与被动式建筑窗口防火隔热构件之间可以通过胶粘结构或紧固件连接,也可以直接通过现浇等方式浇筑在被动式建筑窗口防火隔热构件上,以对被动式建筑窗口防火隔热构件进行保护。

外墙本体40可以是混凝土墙体也可以是砌体墙,防护层50可以是铺设网格布的砂浆层,也可以是钢筋混凝土的现浇结构,防护层50之外还可以设置装饰层,以提升平整度和美观性。

墙体还包括保温砂浆层60,保温砂浆层60铺设在被动式建筑窗口防火隔热构件的防火隔热垫块10的外露面上,即保温砂浆层60设在内窗台或外窗台上,为提升排水和保温性能,保温砂浆层60的外露面可以倾斜设置。

参阅图3,在一种具体实施例中,按照图3构筑墙体的窗口节点,其中,墙体高1000mm,外墙本体采用200mm厚的现浇钢筋混凝土结构,保温体20采用250mm厚的石墨聚苯乙烯板,防火隔热垫块采用配有钢筋网片12的轻质砂浆构件,防护层50采用50mm厚的现浇钢筋混凝土结构,墙体上安装窗框70及窗体,窗框内侧的墙体上铺设保温砂浆层60,窗框70采用标准断桥铝型材或塑钢型材。之后采用上述尺寸和材料构建分析模型,并通过CFD软件计算,得到本发明提供的墙体的窗口位置的传热量为6.78W;而传统墙体的窗口节点在采用相同厚度的外墙本体、保温体20和防护层50时的传热量为7.37W,本发明提供的墙体传热量与之前传统节点相比可降低8%。

如图4所示,本发明第三实施方式提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的生产工艺,用于生产上述的被动式建筑窗口防火隔热构件,包括以下步骤:

S100、制备防火隔热垫块10;

S200、将防火隔热垫块10置入泡塑机模具,并在泡塑机模具中注入发泡材料,以形成保温体20;

S300、脱模,并取出制成的被动式建筑窗口防火隔热构件。

本实施例提供的被动式建筑窗口防火隔热构件的生产工艺,与现有技术相比,通过在防火隔热垫块10上直接发泡复合保温体20,能够方便动式建筑窗口防火隔热构件的生产,并提升其整体强度,使得生产出来的产品整体性强,不易破损。

本发明在第三实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:

以V型钢筋桁架作为连接件30,将钢筋桁架与钢筋网片绑扎在一起,制备出带有钢筋桁架的钢丝网片;将带有钢筋桁架的钢筋网片放入浇筑模具中,并将浇筑模具置于振动台上浇筑高性能断桥隔热砂浆,且保持V型桁架闭口部位露出,浇筑温度控制在15-30℃,振动台震动频率1200Hz,之后覆膜养护7天,养护时的湿度为45-65%,过了养护期后拆模,取出防火隔热垫块10;

接着,对泡塑机模具进行两次预热,第一次预热时间50-70s,冷却时间20-30s,第二次预热时间40-60s,冷却时间20-30s,两次预热温度为80-90℃;将制备好的防火隔热垫块10置于泡塑机一端,V型钢筋桁架的闭口端置于泡塑机模具内侧;将泡塑机模具合模并锁模,并将发泡聚苯乙烯颗粒进行熟化,熟化温度为80-100C,熟化时间为24-28h;熟化后的发泡聚苯乙烯在板材成型机内熔融后借助注射组件注射到泡塑机模具内,饱和蒸汽加热原料,温度为120-140C,压力为5-5.5MPa,加热时间为40-75秒;待泡塑机模具内注满熔液后静置预定时间后再进行冷却,冷却分为两个阶段,第一阶段采用自然风和水淋冷却,第一阶段用时100-200秒,第二阶段采用人工风冷却,第二阶段用时200-400秒;

最后,待泡塑机模具外部温度冷却到25-30℃后开模,开模时向模具和产品的间隙中喷涂脱模剂;之后取走制成的被动式建筑窗口防火隔热构件并对泡塑机模具进行清洗并烘干,烘干温度为50-60℃,烘干至湿度为30%以下,烘干时间为48-72小时。

如图5所示,本发明第四实施方式提供的被动式建筑墙体的施工工艺,采用上述的被动式建筑窗口防火隔热构件进行施工,或者,用于对上述的墙体进行施工,包括以下步骤:

S400、绑扎外墙本体40的钢筋;

S500、安装被动式建筑窗口防火隔热构件;

S600、安装外墙本体40的混凝土模板,浇筑混凝土并养护,在度过养护后拆模;

S700、在被动式建筑窗口防火隔热构件上铺筑防护层50;

S800、在外墙本体40上安装窗框70,并在被动式建筑窗口防火隔热构件上铺筑保温砂浆层60。

而传统的被动式建筑窗口施工过程如下:

1、安装保温板;

2、绑扎钢筋;

3、AAC垫块表面涂刷胶或者砂浆;

4、AAC垫块安装于保温板上;

5、合模板;

6、浇筑混凝土;

7、拆模养护;

8、安装窗框,并铺筑保温砂浆层。

本实施例提供的被动式建筑墙体的施工工艺,与现有技术相比,提供了一种新的施工方式,从而能够完全替代AAC防火隔热条施工,从而完全解决设置AAC防火隔热条带来的问题。

具体地优势如下:传统节点中为了保证防护层50的整体性,需要对保温板上部进行钢筋配置和模板支护,同时还要对AAC防火隔热条之外的窗台部位进行特殊配筋,并且AAC防火隔热条需要通过胶或者砂浆粘接,粘接强度不够,浇注混凝土时容易出现偏移或者断裂;而本发明中防火隔热垫块10设在保温体20上方,防火隔热垫块10内设有钢筋网片和V形桁架,而防火隔热垫块10上部不需要设置防护层50,防火隔热垫块10之外的窗台可以直接采用外墙配筋和统一的模板,故不需要考虑该段配筋及其他施工,无需特殊处理。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术分类

06120115637855