長沙冰雪世界百萬立方米空間保溫施工技術*

何昌杰，李 璐，呂基平，馬 超，陳俊州

(1.中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004; 2.中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410004； 3.許昌施普雷特節能科技有限公司，河南 許昌 461000)

1 工程概況

長沙冰雪世界雪樂園設計結合項目地形地勢，主入口門廳位于±0.000(絕對標高53.000m)，活動空間位于-36.000m標高層，主體為單層通高空間，室內凈高為24.25m，局部根據功能需要設置 -20.000m 標高上層平臺夾層，-17.000m休息等候區夾層，主體部分建筑面積31 424m2。

保溫系統施工范圍為-36.000m平臺以上，屋面次桁架以下的室內雪樂園內的區域，包含四周保溫板墻板和吊頂板兩大區域。主要施工范圍：雪樂園四周保溫板墻板(局部高低差位置墻板)和吊頂板。保溫板墻板最低以-36.000m平臺為起板位置，漸變至-20.000m平臺位置。墻板最長尺寸為25.01m，最短尺寸為11m。雪樂園保溫吊頂板標高最低處為-11.750m，最高處為-9.550m，隨屋面桁架梁局部有高低變化。保溫板墻板分為主雪館區域、滑道下預留區域、半山平臺區域等，共2 474塊，板材總量18 363.51m2； 吊頂板共10個分區，分別是鋼構對應1～9分區及預留區域，頂棚保溫系統根據頂棚龍骨系統定位尺寸進行設計，長度有4種規格，分別為8，9，9.5，10m，共3 437塊，板材總量31 615m2。

保溫板所有縫隙、安裝工藝洞口部位的現場斷橋均進行收邊和氣密性處理。

2 重難點分析

2.1 超大件運輸困難

根據設計方案要求，墻體為單板設計，單塊長度為25.1m，屬于超大件貨物，在運輸之前需在交通運輸部門備案并辦理超限許可證。

2.2 多次倒運

現場施工條件復雜，工種多，空間有限，滿足不了材料現場就近堆放，需開辟專用材料中轉場地。材料運輸至現場后，由于交叉施工工況復雜，會出現三次、四次甚至多次的倒運。人工費用、設備費用及材料損耗成倍增加。

現場施工工作面標高不統一，不同作業面間落差很大，在-36.000，-28.000，-20.000m及半山平臺分區之間材料轉運困難，易造成二次損壞。

2.3 高空作業

保溫板材的施工在保溫龍骨系統施工完成后進行，施工作業面在龍骨系統下方1.5m左右，無工人站立面，所有施工作業需借助高空作業車進行，施工效率很低。與普通冷庫施工相比，人工費用、設備費用成倍增加。

2.4 龍骨系統施工復雜

現場呈扇形異形結構，鋼柱高度高、多圓柱組成內部多功能區域、多標高區域。墻面、頂棚龍骨規格多達幾十種，造成生產加工效率低，原材料損耗量大，現場需按照編號選型安裝，安裝效率低。

2.5 保溫系統施工復雜

雪樂園整體保溫系統需要處理的節點種類多，有較多特殊的部位，需要特殊工藝。板材型號通用性很差，且高空作業降效明顯，施工難度巨大。如包柱處需用保溫板材做成截面為八面體結構的整體外觀造型，鋼柱與頂板的交接處需處理成八棱柱狀的結構形式(見圖1)。

圖1 包柱示意

2.6 板材切割量大

雪樂園的四周為不規則橢圓形，保溫板立板在所有的轉角位置均需進行切割。保溫板頂板在中間的整跨區域為標準尺寸的整板，但是在四周的邊沿位置都是異形結構，這些板材均需進行切割處理。雪樂園所有門洞位置，在前期安裝時，均采用整板安裝，后期按門洞尺寸進行定位切割。大滑道的側面立板均需對端頭部位進行特定角度的切割，這樣才能形成坡道的角度。桁架立柱結構復雜，采用保溫板整體包柱處理，立柱下部形狀為八面體，頂部為一個異形支撐結構，板材需要進行切割拼裝，切割量巨大。

2.7 場地面積大，預留洞口數量多，防水工作量大

為防止雨天板面積水沿預留洞口流入室內影響室內保溫施工，水樂園底板上的預留洞口(如檢修洞口)應采取防止水流入的措施。

3 材料選型與施工部署

3.1 室內滑雪館與冷庫差異性分析

冷庫保溫系統比較單一，室內滑雪館普遍為一個場館內部多業態并存。不同業態之間的銜接點均為保溫及氣密性的薄弱點，若沒有滑雪館保溫系統二次深化經驗，對銜接處的認識不到位，會直接導致后期運營能耗的增加。

冷庫系統存放貨物會經過預冷等環節，且進出貨時間集中，通道處理簡單，整體趨于靜態系統；而室內滑雪館為休閑運動場所，人員進出時間隨機，人員在滑雪館內部通過呼吸、皮膚散熱及輻射傳熱等環節直接與雪場內部進行熱交換，整體趨于動態系統。因此室內滑雪館保溫系統施工在保溫及氣密性能處理上完全不同于冷庫系統。

冷庫系統造型簡單，一般為長方體結構；室內滑雪場為公共建筑，一般突出藝術性及地標性特點，整體造型復雜，需單獨處理關鍵節點的數量遠遠多于冷庫系統。

3.2 材料選型

項目保溫材料選擇PIR復合板，屬于新生產工藝。與普通PIR及PUR相比，具有高阻燃性能、低導熱系數、環境親和力(環保性能)及耐久性好的特點。

PIR原材料組成如下：①多元醇體系·改性PIR 聚酯多元醇、催化劑、表面活性劑、阻燃劑、水/其他；②異氰酸酯·改性PIR 改性異氰酸酯；③板材生產工藝·改性PIR 高壓電暈系統、布膠系統、固定布料桿系統、加熱溫控系統。

3.3 板材運輸方案

由于保溫板運輸車輛較長，在運輸中轉至現場后，卸貨仍需要汽車式起重機、叉車、門式起重機、吊架等工裝設備與工人之間相互配合來完成。

1)卸貨流程 中轉至16.000m標高平臺卸貨→平臺轉運→大坡道人工轉運。

2)坡道區域二次倒運 制作專用的滑輪平臺，通過1臺7.5kW卷揚機牽引，使用10號鋼絲繩，在坡道上進行移動運輸(見圖2)。

圖2 斜坡二次倒運

4 墻面龍骨施工

4.1 墻面龍骨施工范圍

墻面龍骨系統主要作用是在墻面板安裝時提供支撐點，在滑雪館運營后，板材受溫度負壓作用，龍骨對墻面保溫板提供平面外支撐力，保證滑保溫板材的穩定性進而保證雪館運營的安全性能。主要包含預埋件、檁托板和墻板固定龍骨。

4.2 墻面龍骨施工工藝流程

預埋件標高及相對位置定位→預埋結構定位復尺→預埋結構固定→格構柱表面破脹施工→檁托板定位復尺→檁托板焊接→焊點補刷防銹漆及防火涂料→墻板固定龍骨吊裝→墻板固定龍骨定位復核→墻板固定龍骨焊接→墻板固定龍骨焊點補刷防銹漆及防火涂料。

1)預埋件標高及相對位置定位

在墻面龍骨施工過程中，預埋件定位是最關鍵的環節，直接影響后期龍骨安裝精度。此工序按照一類施工節點進行。

具體工藝流程為：以標高-36.760m為基準點，預埋件下邊線為安裝定位點，逐點按深化圖紙中的標高尺寸進行測量，尺寸確定后，將預埋件放置于格構柱上并臨時固定(見圖3)。

圖3 預埋件

2)預埋件定位復尺及固定

待預埋件定位完成后，用經緯儀復核預埋件邊線的水平度；確保預埋件到格構柱模板外側的距離控制在50mm；隨后將預埋件上φ12螺紋鋼與格構柱中鋼筋焊接。

3)格構柱表面破脹施工

待格構柱混凝土澆筑并完成養護后，需用電鎬對格構柱上預埋板做破脹施工(見圖4)，使預埋件裸露出來，以便后續檁托板焊接。

圖4 格構柱表面破脹施工

4)檁托板定位復尺及焊接

預埋件連接面破脹裸露并清理完成后，進行檁托板的焊接施工。檁托板的定位選擇-36.760m平臺為基準面，不可以預埋件為基準，因為在混凝土澆筑過程中，可能導致預埋板的位置出現輕微偏差。按照深化圖紙中間隔尺寸進行定位，同時配合使用經緯儀對檁托板的定位進行微調，并完成斷續焊接(見圖5)。

圖5 檁托板焊接

5 墻板施工

5.1 墻板施工范圍

雪樂園的外圍護結構分為2層，外層為砌體墻，內部為保溫板，中間為間距不等的空腔結構。保溫板安裝在外圍格構柱的內側，并與固定龍骨系統可靠連接。

5.2 墻板安裝工藝流程

放線→鋪設附加隔汽層→貼覆三元乙丙橡膠密封條→固定U形槽→保溫板掲膜→凹槽清洗→凹槽刷底涂劑→凹槽刷固化劑→凹槽刷加固界面劑→凹槽打膠(自動打膠機)→墻板定位→墻板底部斷橋處理→側邊刷聚氨酯芯材黏結劑→墻板緊板→墻板浮沉干掛緊固→墻板背后中性結構密封膠勾縫/滑雪館側防霉密封膠勾縫→斷橋保溫系統施工→安裝各種泛水、包邊→清潔→驗收。

1)凹槽自動打膠

針對室內滑雪館的特殊性，在拼接縫處氣密施工時，除增加底涂劑、固化劑和加固界面劑等以保證冷倉專用丁基密封膠與鋼板的黏結性外，還投入自動打膠機以代替人工打膠。通過調整打膠機的行進速度及膠槍的進給量，保證所有保溫板的拼接縫存膠量一致且不斷裂，進而保證拼接縫的氣密性能。板材凹槽打膠完成后，需確保在45min內完成板材的對接安裝。

2)墻板底部斷橋處理

在自動打膠機作業的同時，進行墻板底部斷橋處理。具體做法為沿墻板底部室內側，距端頭50mm處開始，將向上100mm范圍內的鋼板切除，以保證與后期施工地面保溫層的可靠連接。

3)墻板緊板

在墻板斷橋切割完成后，需對相鄰兩塊墻板進行緊板作業。依該項目墻板長度情況，共需3道緊板機構。上面首道距板頂1 500mm左右、最下面一道距板底2 000mm左右，中間均布。3道機構同時施力，并以經緯儀確認豎向拼接縫的角度來調整各套機構的力量大小。安裝完成后需保證拼接縫寬3～5mm。

4)墻板與龍骨固定

配合墻板，采用麥弗遜懸掛式浮沉干掛結構體系，墻板緊板完成后與龍骨系統連接固定。墻板區域共12道固定龍骨，每塊板內部設24個預埋結構件，與12道龍骨一一對應。單塊墻板共需固定24個L形件、24個Z形件、144枚ST6.3×32鉆尾螺栓。在此過程中，需保證汽車式起重機與保溫板之間可靠連接。

5)墻板背后中性結構密封膠勾縫

墻板與結構之間固定完成后，撤掉汽車式起重機。因墻板外側格構柱空間過于狹小，機械設備無法進入，需通過井字梯進行拼接縫外縫隙的氣密加強施工。外拼縫采用中性結構密封膠，使用量約為2.5m2/支。

6)滑雪館側防霉密封膠勾縫

滑雪館運營后，室內環境比較潮濕，內側勾縫采用防霉密封膠，施工時需27m高空作業車輔助進行。具體施工工藝為：先沿拼接縫兩側各3mm的位置粘貼一條30mm寬美紋紙膠帶，保證美紋紙膠帶內邊在一條直線上。美紋紙膠帶粘貼完成后，沿預留6mm縫隙內部從上到下均勻打一道密封膠，密封膠成型后外觀飽滿、圓潤，若出現塌陷需立即進行二次補膠處理。待密封膠凝固后，揭去美紋紙膠帶。

6 頂棚龍骨及吊頂板施工

6.1 頂棚龍骨施工

無屋頂機房及無下馬道區域頂棚龍骨施工工藝流程：空間定位→固定首道槽鋼抱件→以板長尺寸固定基準線→吊梁結構體系吊裝→吊梁定位尺寸復核→吊梁位置微調整→吊梁與抱件系統對接→吊梁鎖緊→吊梁安裝復尺→依次完成下一根吊梁安裝。

下馬道區域頂棚龍骨施工時，由于上馬道區域結構形式限制，馬道結構梁間距過小，無法滿足汽車式起重機臂伸展及移動要求，該區域頂棚龍骨系統采用[14，施工工藝流程為：空間定位→以板長尺寸固定基準線→槽鋼吊梁結構體系吊裝→槽鋼吊梁定位尺寸復核→吊梁位置微調整→槽鋼吊梁與機房下H型鋼結構腹板連接→吊梁安裝復尺→依次完成下一根槽鋼吊梁的安裝。

6.2 吊頂板施工

結合現場滑道方向，綜合考慮滑雪館運營后游客的感官體驗及運營安全，頂板采用全反吊的結構形式。板端下方加裝飾扣蓋，扣蓋方向與滑道同向，頂板布置方向與滑道垂直。

施工工藝流程：板端反吊尺寸復核→反吊連接結構安裝→保溫板揭膜→凹槽清洗→凹槽刷底涂劑→凹槽刷固化劑→凹槽刷加固界面劑→凹槽打膠(自動打膠機)→吊頂板空間定位→刷聚氨酯芯材粘結劑→吊頂板緊板→吊頂板板中反吊C型鋼固定→吊頂板上部中性結構密封膠勾縫/吊頂板內側防霉密封膠勾縫→斷橋保溫系統施工→安裝各種泛水、包邊→清潔→驗收。

7 重難點部位施工方案及質量保證措施

7.1 立板轉角板位置處理

立板保溫板在外圍沿格構柱檁條進行安裝，由于雪樂園平面為不規則形狀，保溫板在轉角位置需要進行特殊處理。首先根據現場的結構位置，測量出保溫板的轉角角度，然后在現場進行角度切割。在轉角板畫出刻度線，然后使用專用盤鋸進行切割，確保切割的邊沿平滑、順直。切割完成再進行吊裝作業。吊裝、固定完成后，在轉角縫隙位置的兩側用保護膜進行上下通長保護，然后使用噴涂發泡機進行現場發泡處理。

7.2 保溫板凹槽打膠

每塊保溫板在拼裝之前，兩道凹槽內都需要進行打膠處理。這兩道密封膠的打膠質量對于后期的保溫效果非常重要。在打膠之前，凹槽必須進行清洗處理，防止凹槽內存在灰塵污漬，影響打膠質量。然后涂刷底涂劑、固化劑、界面劑，增加密封膠的粘接強度。最后使用專用自動打膠機進行水平打膠。此打膠過程一次自動完成，工作人員需監督打膠過程，查看凹槽內的密封膠有無斷續、缺失、空腔現象，如果出現此類現象，需要進行手動修復。

7.3 現場噴涂發泡處理

保溫板立板轉角位置、立板與吊頂板搭接位置、吊頂板板端位置、吊頂掛件PVC套管等，凡是出現保溫層斷口的位置，都需要進行現場的噴涂發泡處理。首先對發泡部位進行除塵清潔處理，確保發泡部位沒有灰塵、雜物。然后在施工界面涂刷固化界面劑，確保現場發泡的聚氨酯與原有材料面層可靠粘接。在噴涂部位的周邊，使用保護膜進行防污染保護，防止噴涂發泡污染保溫板表面。噴涂發泡完成后，需人工進行修復處理，確保修復后部位外表整齊圓滑。噴涂完成后再撕去保護膜。

8 結語

對于空間大、節點多的低溫空間，保溫板拼縫與異形節點的處理非常關鍵。采用超長保溫板，對于減少空間漏冷有非常大的貢獻。利用自動打膠機，可以保障拼縫處的打膠質量，對后期的保溫效果非常有利。采用麥弗遜懸掛式浮沉干掛結構體系，不打洞、不穿釘、減少跑冷點。吊頂板無托梁設計，去掉最大的導冷結構。本工程通過全方位多舉措，保障能耗得到最大程度的利用。