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    这些建筑外墙保温隔热材料与工艺,居然大多数人都不知道!

    发布时间:2020-04-02来源:分享:

    建筑保温隔热历年来都是工程关注重点。它围合着我们的居住空间亚搏体育vip,涉及到建筑防火、节能等各方性能,同时关系到人民生命财产安全及使用舒适性亚搏体育vip亚搏体育vip。

    现如今外墙外保温系统的推广应用正蓬勃发展,在国家政策的推动下,相关标准、规范及工法等逐渐得到完善,本文将从政策、分区、材料及工艺几方面浅析建筑外墙保温隔热材料与工艺做法。

    一、政策:重大火灾事故致防火政策不断变化

    我国建筑外墙保温多起重大火灾事故的发生,也使得相应的防火政策不断发生变化:

    2009年2月,某在建项目发生特大火灾;同年9月,公安部、住建部联合发布《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且应不低于B2级。

    2010年11月,某公寓发生特大火灾亚搏体育vip;次年3月,公安部发布《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》:在标准发布前,从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。

    2012年1月,公安部发布关于认真贯彻落实《国务院关于加强和改进消防工作的意见》的通知:外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料。

    2012年2月,住建部发布《关于贯彻落实国务院关于加强和改进消防工作的意见的通知》,严格执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》:使用B1级和B2级保温材料必须设置防火隔离带。

    2012年12月,公安部发布《关于民用建筑外保温材料消防监督管理有关事项的通知》亚搏体育vip,不再执行《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》亚搏体育vip;至此不再强制要求民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料,只要不低于B2级即可。

    政策不断变化的原因,除了受火灾安全事件影响外,还受到节能效果、工艺要求及材料创新影响,而燃烧性能等级亚搏体育vip,根据GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》将建筑材料的燃烧性能可分为以下几种等级:

    与材料燃烧性能等级有关联的另一个关键指标为氧指数OI,在规定条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度,以氧所占的体积百分数的数值来表示,如下表:


    二、分区:建筑热工设计分区及其需求差异

    根据GB50176-2016《民用建筑热工设计规范》,我国建筑热工设计分区分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区五大类。每个地区对节能保温要求及规定不一样,因此各建筑选材也有区别。


    建筑热工设计分区

    严寒地区和寒冷地区主要需求是保温亚搏体育vip;夏热冬冷地区主要需求是保温隔热,对两种功能均有要求亚搏体育vip;而夏热冬暖地区和温和地区主要需求是隔热。既然每个地区对保温隔热的需求不同亚搏体育vip亚搏体育vip,那么建筑围护结构其保温隔热选材也有所区别。

    三、材料:保温材料的选取及优劣势

    保温材料主要分为有机材料与无机材料两大类,随着技术创新,出现有机与无机材料的复合材料,两者优势互补亚搏体育vip。

    保温隔热材料以材料性能划分主要分为以下几类:


    保温隔热材料分类

    1、保温隔热无机材料

    无机材料保温隔热市场上主要是以岩棉板和无机保温砂浆为主亚搏体育vip。

    · 岩棉板

    岩棉板其优点是燃烧性能等级高(A级)且导热系数相对较低亚搏体育vip,岩棉是现有A级材料中应用最广的建筑保温隔热材料,其主要缺陷为抗压强度较低亚搏体育vip,憎水率低,易开裂,施工难度较大,且对人体有害。


    岩棉板

    · 无机保温砂浆

    此类材料不燃烧、强度高、和易性好、耐候性佳亚搏体育vip,可杜绝热冷桥节点,但导热系数较大,主要用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,夏热冬冷地区是我国一个过渡区域,其外墙保温要求较寒冷地区要低一些,一般情况下,无机保温砂浆保温隔热功能能够满足对这个区域建筑节能的要求亚搏体育vip亚搏体育vip,再加上无机保温砂浆施工便利、价格低廉,深受市场欢迎亚搏体育vip,因此其运用较广。


    无机保温砂浆

    夏热冬暖地区属于南方区域,因为气温较高亚搏体育vip,不宜选用线性膨胀系数较大的材料,在此区域运用无机保温砂浆利用其隔热作用。但是无机保温砂浆致命缺陷为材料与普通砂浆类似、辨别度不高、易偷工减料,导致后期建筑达不到节能要求亚搏体育vip。期间由于恶性竞争的存在,致市场对无机保温砂浆一直存疑,市场信心不高亚搏体育vip,投资方运用情况相对较低。

    · 发泡陶瓷板

    发泡陶瓷板属于防火等级及装配式要求下的产物,属不燃材质,装配化程度较高,施工速度较差,一般用于非承重的外墙或隔墙亚搏体育vip。但其导热系数≤0.1W/m·K,相比其他保温隔热材料较高亚搏体育vip,作为单一保温隔热材料性价比不高。


    发泡陶瓷板

    · 气凝胶真空绝热板

    气凝胶真空绝热板属新型A级保温隔热材料,主要由气凝胶气相二氧化硅组成,导热系数只有≤0.006W/m·K,保温隔热效果佳亚搏体育vip亚搏体育vip,可降低保温隔热墙体厚度,但是该材料强度较低,需复合其他面层材料使用。


    气凝胶真空绝热板

    2、有机保温隔热材料

    有机材料保温隔热市场主要以EPS板和XPS板为主,冷库项目或少数项目会用到硬泡聚氨酯板或现场发泡的硬泡聚氨酯。

    · EPS板

    普通EPS板燃烧性能等级只能做到B2级,导热系数≤0.041W/m·K,但经过石墨烯、水泥等无机材质复合改性之后可以做到B1级以上。


    EPS板

    · XPS板

    XPS板为市场常用材料,其燃烧性能等级不低于B1级亚搏体育vip,导热系数≤0.030W/m·K,且抗压强度较高,但其熟化期较长亚搏体育vip,稳定性较差,容易起翘。


    XPS

    · 聚氨酯板

    聚氨酯板阻燃性好亚搏体育vip亚搏体育vip,属难燃的离火自熄材料亚搏体育vip亚搏体育vip,且表面会形成碳化层起到阻燃作用;材料闭孔率高亚搏体育vip,保温隔热效果好,导热系数低≤0.024W/m·K,其具有优异的抗腐蚀性和防水效果,整板密度较高且稳定性强亚搏体育vip,适应基层变形能力较强;但抗压强度相比无机材料及XPS板相对较低,且不宜外露亚搏体育vip,原材料成本价格较高,除此之外,板材上的聚氨酯粉末对人体皮肤有刺激作用。


    聚氨酯板

    · 涂料隔热类材料

    保温隔热材料除了板材与砂浆之外亚搏体育vip,还有涂料隔热类材料。

    反射隔热材料主要以浅色系涂料为主,利用光学反射原理即白色亚搏体育vip、浅色亚搏体育vip、镜面的反射作用将可见光部分反射掉,减少墙体对光热的吸收达到隔热效果;而另一种新型材料是一种红外辐射能量的大小、峰值和波长遵从玻尔兹曼定律和普朗克黑体辐射理论的材料,其实际应用依据主要是采用涂料等效热阻亚搏体育vip。

    目前该新型材料有市场运用案例,但是实际效果还待实验检测,用户长久体验效果也需进一步考量。


    隔热涂料

    上述板材类保温隔热材料在实际运用中有多种构造形式亚搏体育vip,不同的构造形式其施工工艺系统也不一样。

    四、工艺:不同施工工艺系统的实际运用

    1亚搏体育vip亚搏体育vip、薄抹灰系统

    保温隔热板材单独用在建筑外墙亚搏体育vip,大多采用的是薄抹灰系统,该系统内、外保温均适用,外保温构造示意图如下:


    薄抹灰系统构造

    保温隔热板通过粘接剂粘结在墙体找平层上,XPS板材基层还需涂刷专用界面剂,增强与基面的粘接强度亚搏体育vip,同时采用塑料膨胀锚栓固定后再采用抗裂砂浆,内嵌耐碱玻纤网格布,最后做耐水腻子及饰面层亚搏体育vip。

    薄抹灰系统构造层次繁多亚搏体育vip,施工复杂亚搏体育vip,交叉作业面多,质量难以把控;受到温度应力变化影响,面层易出现开裂现象(如下图的绷带墙),一旦开裂就容易吸水和渗水,雨水通过裂缝进入到粘接层,粘接强度逐渐降低直至失效,出现外墙保温隔热层脱落情况;更有甚者,因为做了耐碱玻纤网格布亚搏体育vip,牵一发而动全身亚搏体育vip,导致外墙保温隔热层整体垮塌的情况出现。


    绷带墙                          整体脱落


    保温层脱落                   脱落后基层

    2、外墙装饰保温一体化及现浇一体化系统

    为了规避薄抹灰系统的脱落风险,行业出现外墙装饰保温一体化系统以及现浇一体化系统亚搏体育vip亚搏体育vip,外墙装饰保温一体化系统是采用各种复合工艺(物理粘接与化学粘接)把装饰层与保温隔热层合在一个构造板材上,采用粘锚结合的工艺上墙,与外墙有效粘结面积不小于40%,并采用小龙骨或卡托固定,减少外墙构造层数,简化现场施工工艺亚搏体育vip,节省工期的同时亚搏体育vip,降低工艺风险。

    一种工艺两种功能亚搏体育vip,性价比较高亚搏体育vip亚搏体育vip,且外饰面采用工业化生产,材料耐久性及稳定性优异。与传统的幕墙干挂系统相比,其成本优势更大,且不会出现干挂幕墙系统的冷热桥现象亚搏体育vip。此系统运用的好坏取决于材料复合工艺,若保温隔热层与装饰面层复合工艺采用普通的胶粘工艺,后期上墙之后会出现起鼓变形,饰面效果较差。

    装饰保温板                                                外墙装饰保温一体化

    为了加强保温隔热层与主体结构的粘接强度,让保温隔热层与现浇的钢筋混凝土形成一体化,出现了保温结构一体化系统,保温隔热材料与硅酸钙板等光面板材复合成强度较高的特殊模板,作为外墙主体结构现浇使用,后期此模板无需拆除,后期饰面层直接在硅酸钙板等面层板材上做即可,属于免拆模与保温复合体系。


    免拆模与保温复合体系

    除此之外,把保温层置于结构墙体中间,形成夹心层现浇构造体系亚搏体育vip,保温层两侧都有钢筋网亚搏体育vip,内侧为墙体主体受力部位,钢筋为主体钢筋设计要求亚搏体育vip;而外侧相当于抹灰层,为钢筋网片,两部分钢筋网为断桥连接结构亚搏体育vip,外侧与保温层间距较小亚搏体育vip,不影响混凝土浇筑质量即可。


    夹心层现浇构造

    实施该类建造技术可大大提高建筑节能保温系统的使用寿命,改变传统后施工保温系统的工期长亚搏体育vip、易脱落等缺点,保温结构一体化技术保温模板与混凝土粘结面积可达到100%以上,而传统后粘结保温粘结面积一般不到50%,因此保温结构一体化技术使得保温更加安全可靠亚搏体育vip,实现保温与建筑同寿命的目标,远远超过传统保温设计的使用周期,环保节能。

    该类建造技术自身也有缺陷:免拆模与保温复合体系对外固定及支撑体系要求较高亚搏体育vip,否则外墙饰面层的基层不平整亚搏体育vip,需要再次对基层进行找平,有违该系统的初衷;夹心层现浇构造体系混凝土浇筑时要求较高,避免造成保温隔热板破损。

    结语

    建筑外墙保温隔热做法,除了要符合我国强制防火条文和节能要求之外,还要考虑其耐久性及安全性,避免因设计、成本及工艺等因素而导致后期维保成本大大增大,或出现安全性事故。建筑外墙保温隔热质量关乎外墙饰面层感观效果及业主居住使用体验感,对于提高建筑质量及舒适性而言,不可或缺。
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