一體化金屬圍護系統應用于燃氣熱電聯產項目

史成宇

（華能太原東山燃機熱電有限責任公司，山西太原 030043）

0 引言

隨著我國建筑業的不斷發展，金屬絕熱夾芯板在工業廠房建設中得到了廣泛應用，芯材采用A級防火材料巖棉或玻璃棉，實踐證明其隔聲降噪、保溫節能、安裝快捷，工業化生產質量有保障，但是基材鋼板厚度較薄，為（0.4～0.8）mm，面外剛度小，在運輸、安裝、使用過程中容易受到外力作用發生變形，影響美觀。中國華能集團近期在建供熱電廠處于市中心區內，為有效改善設備噪聲及外露管道的觀感，提出了“后工業化”要求，使電廠在外觀無法明顯辨別是工業廠房。防水保溫裝飾一體化金屬圍護系統對電廠進行形象化設計需要改變以往廠房立面平整呆板的造型，一體化金屬外墻系統和傳統金屬絕熱夾芯板配合布置達到了良好的外觀效果。

1 工程概況

華能太原東山燃氣熱電聯產工程廠址位于太原市區東約3 km、杏花嶺區馬道坡、府東街東沿路北側、淖馬村東北側約300 m處。建設一套2臺F級燃機組成“二拖一”的燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產機組，環保設施同步建設。本工程是大型燃氣原蒸汽聯合循環、熱電聯產項目，是貫徹落實省委省政府“氣化山西、健康山西”的具體體現。全廠建筑外墻采用防水保溫裝飾一體化金屬墻面系統與降噪墻體配合使用。對于有效解決太原市供熱熱源、促進太原市集中供熱2～3 a全覆蓋、完成“十二五”節能減排目標、進一步改善太原市環境質量，建設“藍天白云之城”具有重要的意義。建成后全景如圖1所示。

圖1 華能太原東山電廠實景

2 一體化金屬圍護系統的設計原理

2.1 系統構造

防水保溫裝飾一體化金屬圍護系統由金屬板外板（鋼平板）+龍骨層（檁條）+內背襯墻（水泥基材料或降噪材料）構成，根據建筑主體結構類型不同，內背襯墻可為金屬巖棉夾芯板，輕質砌體，也可為水泥板，降噪吸聲材料，華能太原東山電廠采用了與鋼結構相配套的聚氨酯封邊巖棉夾芯板為面層，龍骨層增加吸音巖棉板，龍骨層外加水泥板，內部采用降噪穿孔吸音鋁板，如圖2和圖3所示。

2.2 防水設計原理

圍護系統發生滲漏需要具備3個條件：縫隙、水和有使水通過縫隙等通道進入圍護系統內部。這3個要素如果缺少一項，墻體滲漏就不會發生，然而縫隙和水是天然存在的，是不可逆的，只有在維護系統的縫隙做好封閉處理，消除水通過縫隙進入墻體內部，才能消除滲漏。

圖2 金屬絕熱夾芯板

圖3 金屬板面層

防水保溫裝飾一體化金屬外墻圍護系統在設計時采用疏導水原理，外墻板型號均采用帶企口設計，墻板安裝采用水平體系，改變了原垂直體系的設計，隔絕了水進入龍骨層的通道，在裝飾線位置，下部板材的企口高于上層板材的底面，使絕大部分降水直接流出，增加了一道防水保護，保證外部降水不能通過板材進入龍骨層。該系統構造簡潔、明確。利用該原理進行設計在目前金屬墻體應用中被視為耐候要求高的建筑封閉的最好方法。

組裝式外墻圍護系統是分層組合的系統，采用能擋雨的外層圍護結構，能防止雨水侵入的保溫龍骨層以及其他功能的內墻板。防水主要是依靠外部墻板來擔當，當降雨時，最外側防水層的面板阻擋了絕大部分的雨水，水平板縫內的水由于墻板采用企口設計，不會深入墻體內部，豎向板縫極少深入的水，將從板底排水孔導出。龍骨層是個開放的空間，空氣在其中自然流動，所有由冷凝水或毛細作用形成的內部水汽會很快地揮發掉從而使墻面系統長期保持干燥，極大增強了系統的耐久性。

2.3 保溫設計原理

一體化金屬外墻圍護系統的保溫層主要是由定制的復合巖棉夾芯板提供。工廠化巖棉夾芯板是金屬組裝式墻體主要采用的型材，充分利用工廠化建設，可避免現場組裝過程中的工作量，減少施工現場高空多層單板、保溫材料、單板的組裝，利用自動化連續生產設備復合成的輕質金屬基材的新型建筑板材，板材兩側聚氨酯封邊防止水汽浸入到保溫層內，既保證了墻體的安裝美觀，又保證了安裝速度，在夾芯板的企口處增加保溫填充物，板材外側增加防水密封材料，任何部位無金屬面層直接接觸，避免“冷橋”現象的發生。

此外，一體化金屬外墻系統的龍骨層是開放性的，金屬板面層在太陽輻射作用下溫度升高，加熱空腔內空氣，在氣壓差的作用下形成“煙囪效應”，空氣自然流動，帶走大量熱量，阻斷了熱量的傳遞路徑，對整個外墻圍護系統來說，其熱傳遞性很低，這就降低了建筑物的冷卻能耗。與傳統建筑保溫做法相比較，在全生命周期內的能耗上，建設速度上均有很大改善，一體化金屬外墻圍護系統采用工廠化制造，對近期施工現場的綠色施工、節能環保收效顯著。

2.4 裝飾設計原理

外墻圍護系統的復合外墻板面層材料為鍍鋅鋼材，表面為氟碳涂層。鋼板材料相對于鋁板硬度高、造價低，在建筑設計年限內，其耐久性與鋁板相差無幾。

金面板面層采用工廠化壓板工藝，一次壓折成型，外墻整板面無拼接出現，整體效果良好，無滲漏現象發生。相鄰板的固定在上部企口部位使用自攻螺釘固定，下部采用公母肋對插連接，在環境溫度發生變化時，可以自由伸縮，有效防止板材拉裂，從該處漏水。隱藏式螺釘固定方式，從外墻系統外側看不到螺釘，避免了過去安裝螺釘不整齊、排列不規范現象，外觀效果美觀，通過提前外觀設計，兼顧使用功能，外墻系統的面層可以任意組合，也可與其他材料的墻板復合使用，極大的拓展了該墻板的應用，如圖4所示。

3 應用優勢

防水保溫裝飾一體化金屬圍護系統是傳統工廠復合夾芯板系統的升級，改變了后者枯燥的平面感，給人耳目一新的感覺，成為華能集團“去工業化”典型工程，行走在廠區內，不能直觀感受到這是一座發電廠，而像是一座公共建筑。2014年建設完畢后，經過3 a考驗，廠內應用的防水保溫裝飾一體化外墻系統的墻面，未出現漏水情況，眾多電廠建設團隊前來考察，反響較好。

圖4 一體化墻面系統裝飾效果

4 結語

金屬外墻圍護系統是鋼結構廠房的建筑外衣，具有優異的防水、保溫、隔熱、隔聲性能。防水保溫一體化復合外墻系統利用工廠化復合墻板技術，實現了新的防水模式，避免了漏水隱患，其龍骨層的構造可以有效通風，避免水氣堆積，增加了圍護系統的耐候性，同過該系統的應用，華能太原東山燃氣熱電聯產項目獲得了2017年度建筑防水行業科學技術獎——工程技術獎（金禹獎）銀獎，并在華能系統內得到了推廣。