祖宇聪，张剑锋，李建飞，张梦，赵运铎

（1.黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001）

保温装饰一体板作为装配式建筑的重要构件，因其具有装饰、保温、绿色节能等特点，近年来越来越受到关注。保温装饰一体板由粘结层、保温装饰成品板、锚固件、密封材料等组成，集保温、装饰、防火防水为一体，其特点是可以采用工厂化一体式生产，大面积快速安装，省去了现场众多工序和大量人力、物力、时间成本，在寒地城市备受青睐。但是，其作为一种新型材料，在工程实践中也产生了一些问题[1]。

1 保温装饰一体板工程实践问题分析

保温装饰一体板主要由装饰面板和保温材料组成，中间由胶粘剂粘接，在工程实践中会产生部分一体板塌陷、翘角、龟裂和脱落现象（见图1、图2）。有时是局部的、偶发的，只需要简单修补即可；有时是大面积的、连续的，这时就需要详细分析原因，并找到切实可行的修补方案。

根据JG/T 287—2015《保温装饰板外墙外保温系统材料》，保温装饰一体板发生问题原因有2 方面：一方面是板内部材料性能不达标；另一方面是施工工艺流程不科学[2]。这2方面互相关联，互相影响，决定着施工质量。

图1 保温装饰一体板破损

图2 保温装饰一体板脱落

1.1 保温装饰一体板性能不达标

1.1.1 保温装饰一体板单位面积质量不达标

按照JG/T 287—2015 要求，保温装饰一体板单位面积质量不得大于30 kg/m2，超过这个数值会加重墙体负担，进而产生脱落风险，同时一体板中面板质量占据主要部分，在达到强度要求下，面板质量越轻，成本越高，有些企业为了节约成本，面板单位面积质量不达标，随着时间推移，导致保温装饰一体板脱落。

1.1.2 保温装饰一体板吸水量、水蒸气透过性不达标

一般来说，聚氨酯芯材的水蒸气渗透性能高于面板。冬季时，室外温度下降，建筑外墙保温系统内外存在较大温差，温度高的一侧水蒸气压力较大，水蒸气由高压向低压渗透，面板水蒸气渗透较差，出现在面板和保温芯材之间水蒸气无法排出，产生结露现象，进而因为冻胀作用产生张力，加剧保温装饰一体板损坏。尤其在寒地城市，冬季室内外温差较大，这种冻胀力会持续很久，而且作用力会越来越大，为了保证较好透气和吸水性能，可以预留较宽胶条位置，以保证结构稳定性。

1.1.3 保温芯材不达标

保温芯材是保温装饰一体板重要的组成构建，其决定保温性能。目前保温装饰一体板常用的芯材包括硬泡聚氨酯板（PU）、岩棉、模塑聚苯乙烯（EPS）、酚醛等。不同的建筑气候分区，在施工时应当合理选择不同材料，不同保温芯材的导热系数、表观密度、燃烧等级性能见表1。

表1 不同保温芯材主要性能

从表1 可以看出，有机类保温材料（EPS、PU、酚醛）导热系数小，保温效果好，但防火性能差，易引发火灾。岩棉属于A级不燃材料，比较安全。在寒地城市，导热系数十分重要，一般导热系数降低，机械强度也随之降低，故要合理选择。

1.2 施工工艺流程不科学

施工工艺出现问题，一方面是安装之前，根据JG/T 287—2013 说明，多种材料有不同熟化时间，安装之前未经过全部固化反应，随着时间推移，寒地城市一年四季温差大，材料之间热胀冷缩较为严重，内部发生应力作用，彼此相互挤压，进而产生损坏[3]；另一方面是在安装时，工人在操作时必须将专用粘合砂浆均匀涂布在保温装饰一体板背面，再将保温装饰一体板揉贴在墙体表面，调整好平整度和分隔缝的宽度，同时粘结砂浆应随用随搅拌，已搅拌好粘接剂必须4 h 内用完，同时采用点粘施工工艺，砂浆直径为130～150 mm，粘接面积为保温装饰一体板面积的40%左右，如果小于规范要求，保温装饰一体板牢固性就大为降低，进而产生龟裂、脱落等问题。

2 修复方法分析

2.1 传统修复方式

保温装饰一体板一旦发生塌陷、翘角等问题，通常采用“打补丁”方式，采用小修小补的方式，将原先的一体板整体拿掉，重新安装上新的保温装饰一体板，如果发生问题的板较多，就会出现多个“大补丁”，呈现出色彩不一的外立面现象，这样既影响了建筑美观，也影响了建筑实用性[4]，是一种治标不治本的修复方式，发生问题的根本原因没有得到解决，随时有可能发生脱落的问题，引发建筑安全事故[5]。如果将有问题的板整体拆除，进而重新安装，这样虽然能解决安全和美观的问题，但是会花费大量的人力、物力和财力成本，同时施工工期会很长，施工修复成本过高。

2.2 原真性修复方式

原真性修复秉持着“修坏如旧”原则，采用整体修复方式，在修复过程中尽量保持建筑立面本身风格和样式，还要达到建筑安全和保温的目的。笔者作为实际工程项目人员，参与了东北某高校保温装饰一体板修复过程，在前期现场勘查、破损原因分析、维修方案讨论等都有参与，维修之后经过一段时间检验，取得了较好效果。原真性修复在不破坏原先保温装饰一体板前提下，在其装饰面板外层采用两网三胶配以回拧式螺栓锚固，经过计算单根螺栓负荷面积不大于0.18 m2，饰面采用仿石漆维修方案。修复方案主要包括2 道施工流程：即保温装饰一体板板的修复施工流程和仿石漆饰面施工流程[6]。具体施工流程如下：

2.2.1 保温装饰一体板修复施工工艺流程

保温装饰一体板虽然发生变形、开裂等现象，但聚氨脂材料的保温功能并没有损坏，因此对其修复主要是防止继续发生碎裂和脱落，同时延续其保温功能。

修复步骤为：保温装饰复合板外表面基层处理→批刮第1 道3～4 mm 抗裂找平砂浆（内掺胶粘剂）→挂第1 道玻璃纤维网格布（300 g/m2）→锚固回拧式螺栓（6～7 套/m2）→批刮第2 道2～3 mm 抗裂找平砂浆（内掺胶粘剂）→挂第2 道玻璃纤维网格布（160 g/m2）→批刮第3 道5～7 mm 抗裂找平砂浆（内掺胶粘剂），见图3（a）、（b）。

2.2.2 仿石漆饰面施工工艺流程

在保温装饰系统修复之后，采用喷涂仿石漆工艺恢复原建筑外墙的装饰效果，达到“修坏如旧”目的。

修复步骤如下：第1 道腻子批刮找平→第2 道腻子批刮找平→腻子层打磨处理→涂刷抗碱封闭底漆→涂刷仿石漆中途涂料→弹线分格→喷涂仿石漆面料→喷涂防尘罩面漆，见图3（c）。

图3 保温装饰一体板修复施工

其中，每种施工工艺都包含了较多施工步骤，两者相互配合。此方案为整体维修方案，建筑细部如门窗洞口、女儿墙等处也应做同步处理（见图4、图5），由于施工流程和技术环节较多，有很多道程序需要详细计算，以确保原真性修复的完整性和科学性。

图4 外墙维修横剖构造

图5 外墙维修女儿墙构造

3 原真性修复中的关键点

3.1 施工流程

施工流程共分为2 道，第1 道为一体板修复施工，用两网三胶模式相互覆盖，使其和原先的一体板形成一个整体，根据纤维网格布特性（见表2），2 层玻纤网格布应遵循由里到外先重后轻的原则，使其可以更好的挂在墙体之上，根据抗裂砂浆特性（见表3），3 层抗裂砂浆的厚度应到遵循由内到外先薄后厚的原则，这样可以更好的保证墙面的平整性，在一胶一网之后将回拧式螺栓锚固在墙体上，同时要注意将螺栓牢牢订进去，否则会形成鼓包。 在施工中一是要保证抗裂砂浆的现场搅拌程度及5 min 以上的熟化时间，以保证其粘稠度和气密性；二是要做好相关玻璃纤维网格布的搭接，尤其是在建筑的阴阳角和女儿墙等处，保证施工的完整性、规范性和安全性。

表2 玻璃纤维网格布的主要性能指标

表3 抗裂找平砂浆的主要性能指标

第2 道为仿石漆饰面施工，是原真性修复关键，目的在于力争恢复建筑原貌。首先是2 道腻子找平和砂纸处理，以保证立面平整性和光滑性。接着涂刷抗碱封闭底漆和仿石漆中涂涂料，使建筑的外立面恢复原先基底颜色，中涂涂料的选取和喷涂是关键，一定要和原先的颜色相一致，然后用美纹纸进行弹线分格，根据原先板的排列方式及缝隙大小，力争和原先风格相一致。在整体风格一致的情况下，可以做适当的调整和更新，原先的一体板受到原先板材尺寸的限制，标准为600 mm×1200 mm，对于体量较大的建筑而言，相对于整个外立面分割过于密集，不够美观，重新进行设计可以适当做到分割大一些，凸显建筑更加大气，效果更佳（见图6、图7），最后喷涂仿石漆面漆和罩面漆，使外墙表面不因风吹日晒而褪色。在施工过程中，一是要保证每层喷涂涂料留有足够长时间和合适温度，以保证涂料可以充分干燥，化学性质稳定，彼此不会相互影响。

图6 维修前一体板排列样式

图7 维修后外立面装饰样式

3.2 施工材料

原真性修复过程中运用多种建筑材料，主要包括玻璃纤维网格布、抗裂砂浆、回拧式螺栓、腻子、涂料和美纹纸，此外，还有一些辅助材料，如喷枪、锤子、毛刷等。其中有几点尤为关键：（1）玻璃纤维网格布的单位面积质量由内到外分别为300、160 g/m2，经过反复实验，如过重则容易脱落，如过轻则达不到安全效果；（2）回拧式螺栓的长度和帽檐的半径，本建筑主体结构为框架架构，外立面大部分空间为砌块，保温装饰一体板厚度为110 mm 左右，故选定螺栓长为150 mm 左右，使其能嵌入建筑主体结构中，形成回拉力；（3）美纹纸的宽度和原先一体板之间缝隙宽度相一致，应在12 mm 左右，保证外立面样式的统一和协调。

3.3 施工技术指标

施工中第1 道为一体板修复工程，加固技术是关键，回拧式螺栓是重要载体，其数量直接关系到原真性修复成败，如过多则会产生钉包，影响建筑美观和其他施工工序，如过少则无法起到加固作用，可能还会出现脱落及破损现象。此时，应当建立科学的数学模型，考虑到风荷载和一体板的抗压性等理化原理，确定合理数值[7]。

3.3.1 风荷载数值计算

风荷载取值应根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规定》第8.1.1 条规定。其中，对于平坦或稍有起伏的地形，维护构件风压系数βgz和风压高度变化系数μz应根据地面粗糙程度按照表4 确定。地面粗糙程度分为A、B、C、D 四类：A 类指近海海面和海岛；B 类指田野乡村及房屋比较稀疏的乡镇；C类指有密集建筑群的城市市区；D 类只有密集建筑群且方案较高的城市市区[8]。本文根据实地情况选取C 类。

表4 维护构件风压系数βgz 及风压高度变化系数μz

风荷载局部体型系数μs1：计算围护构件局部风压体型系数μs1（吸力，受拉）按GB 50009—2012 第8.3.3 条确定局部风压体型系数（墙面）取1.0，局部风压体型系数（墙角）取1.40。

基本风压：参照全国各城市的雪压风压和基本气温（选取哈尔滨市）。R=10 基本风压Wo：0.35 kN/m2（10年一遇）；R=50基本风压Wo：0.55 kN/m2（50年一遇），本文选取50年一遇的基本风压值。综上所述，风荷载标准值计算结果见表5、表6。

表5 墙面处风荷载标准值

表6 墙角处风荷载标准值

3.3.2 锚栓数量计算

风荷载设计值取标准的1.5 倍，但考虑到锚栓类别的选择不当、钻孔直径过大、锚固钉插入方法不对、老化等多种问题，安全系数取2。按照JGT 366—2012《外墙保温用锚栓》中第6.2 条规定，本墙体为普通混凝土基层墙体，其单个锚栓的抗拉承载力标准值应不小于0.6 kN，分别计算墙面处及墙角处螺栓数量（见表7、表8）。

表7 墙面处锚栓数量计算结果

表8 墙角处锚栓数量计算结果

从表7、表8 可见，6～7 套/m2的螺栓即可满足锚固要求。

施工中第2 道为仿石漆面施工，关键是仿石漆喷涂技术，使其均匀和无色差，达到原先效果。施工主材时，依据所需要的花纹样式及大小使用多彩专用喷枪，口径为Φ1.8～Φ3.0，并且一定要进行充分的局部实验，以确保颜色均匀，喷涂时一般分多次进行涂装，以防单次喷涂过多，产生流挂现象，多次喷涂之间留好足够时间，使其干燥，喷涂走枪时，要使喷枪与被涂面成直角，与被涂面保持50～60 cm 距离，并且以均匀的速度进行喷涂。在阴阳角和女儿墙施工时要做特别处理，并且一定要用挡板遮挡（见图8），以防飞溅到其他墙面上，造成建筑外立面混乱[9]。

图8 内拐角及外拐角处喷涂顺序及方法

4 原真性修复中的注意事项

原真性修复基本原则是以原有聚氨酯保温装饰一体板作为保温层，新增的薄抹灰层、仿石漆喷涂层作为外墙装饰面。该方案整体思路是在修复原有破损装饰面的同时，兼顾保留原有保温装饰系统的保温功能。

（1）方案中并没有从根本上解决装饰面板水蒸气渗透性较差的问题，同时维修后抹灰层可能还增加了原表面的湿阻，即因为湿压结露冻胀而产生的破坏应用依然存在，虽然此作用力不是很大，而且回拧式螺栓已将其固定，但是加强湿透性调节措施应该会使结构更加稳定。

（2）建筑中的女儿墙、外墙门窗洞口等节点是建筑设计和施工中容易忽略的地方，保温一体板的标准规格为600 mm×1200 mm，但在门窗口及女儿墙等位置，其尺寸一定会有所变动，其本身和墙体的一体性就会出现问题，在修复过程中要单独处理。在“三胶两网”施工过程中应注意其搭接面的完整性，螺栓密度应该大于普通修复面，同时在仿石漆涂料喷涂时应保证外立面风格的统一性和完整性[10]。

5 结语

保温装饰一体板的原真性修复宗旨在于不仅保留其保温功能和立面风格样式，还对建筑立面本身进行加固处理，同时也一定程度上提高了保温性。两道施工工艺流程既相互独立，又相互统一，同时一些关键材料构件数量和质量，必须根据相关规范建立数理模型，以保证施工安全性和经济性。随着装配式建筑普及和推广，保温装饰一体板被越来越多使用，随着时间的推移，问题可能会逐渐产生，原真性修复秉持着“修坏如旧”的理念，既能保证原先的保温功能，还能恢复其外立面装饰效果，具有一定的推广性。