歡迎訪問 - 深圳瑞捷工程咨詢股份有限公司!
首頁 > 新聞動態 > 行業動態

這些建筑外墻保溫隔熱材料與工藝,居然大多數人都不知道!

發布時間:2020-04-02來源:分享:

建筑保溫隔熱歷年來都是工程關注重點。它圍合著我們的居住空間,涉及到建筑防火、節能等各方性能,同時關系到人民生命財產安全及使用舒適性。

現如今外墻外保溫系統的推廣應用正蓬勃發展,在國家政策的推動下,相關標準、規范及工法等逐漸得到完善,本文將從政策、分區、材料及工藝幾方面淺析建筑外墻保溫隔熱材料與工藝做法。

一、政策:重大火災事故致防火政策不斷變化

我國建筑外墻保溫多起重大火災事故的發生,也使得相應的防火政策不斷發生變化:

2009年2月,某在建項目發生特大火災;同年9月,公安部、住建部聯合發布《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》:民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級,且應不低于B2級。

2010年11月,某公寓發生特大火災;次年3月,公安部發布《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》:在標準發布前,從嚴執行《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》,民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。

2012年1月,公安部發布關于認真貫徹落實《國務院關于加強和改進消防工作的意見》的通知:外保溫材料一律不得使用易燃材料,嚴格限制使用可燃材料。

2012年2月,住建部發布《關于貫徹落實國務院關于加強和改進消防工作的意見的通知》,嚴格執行《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》:使用B1級和B2級保溫材料必須設置防火隔離帶。

2012年12月,公安部發布《關于民用建筑外保溫材料消防監督管理有關事項的通知》,不再執行《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》;至此不再強制要求民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料,只要不低于B2級即可。

政策不斷變化的原因,除了受火災安全事件影響外,還受到節能效果、工藝要求及材料創新影響,而燃燒性能等級,根據GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》將建筑材料的燃燒性能可分為以下幾種等級:

與材料燃燒性能等級有關聯的另一個關鍵指標為氧指數OI,在規定條件下,材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度,以氧所占的體積百分數的數值來表示,如下表:


二、分區:建筑熱工設計分區及其需求差異

根據GB50176-2016《民用建筑熱工設計規范》,我國建筑熱工設計分區分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區、溫和地區五大類。每個地區對節能保溫要求及規定不一樣,因此各建筑選材也有區別。


建筑熱工設計分區

嚴寒地區和寒冷地區主要需求是保溫;夏熱冬冷地區主要需求是保溫隔熱,對兩種功能均有要求;而夏熱冬暖地區和溫和地區主要需求是隔熱。既然每個地區對保溫隔熱的需求不同,那么建筑圍護結構其保溫隔熱選材也有所區別。

三、材料:保溫材料的選取及優劣勢

保溫材料主要分為有機材料與無機材料兩大類,隨著技術創新,出現有機與無機材料的復合材料,兩者優勢互補。

保溫隔熱材料以材料性能劃分主要分為以下幾類:


保溫隔熱材料分類

1、保溫隔熱無機材料

無機材料保溫隔熱市場上主要是以巖棉板和無機保溫砂漿為主。

· 巖棉板

巖棉板其優點是燃燒性能等級高(A級)且導熱系數相對較低,巖棉是現有A級材料中應用最廣的建筑保溫隔熱材料,其主要缺陷為抗壓強度較低,憎水率低,易開裂,施工難度較大,且對人體有害。


巖棉板

· 無機保溫砂漿

此類材料不燃燒、強度高、和易性好、耐候性佳,可杜絕熱冷橋節點,但導熱系數較大,主要用于夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區,夏熱冬冷地區是我國一個過渡區域,其外墻保溫要求較寒冷地區要低一些,一般情況下,無機保溫砂漿保溫隔熱功能能夠滿足對這個區域建筑節能的要求,再加上無機保溫砂漿施工便利、價格低廉,深受市場歡迎,因此其運用較廣。


無機保溫砂漿

夏熱冬暖地區屬于南方區域,因為氣溫較高,不宜選用線性膨脹系數較大的材料,在此區域運用無機保溫砂漿利用其隔熱作用。但是無機保溫砂漿致命缺陷為材料與普通砂漿類似、辨別度不高、易偷工減料,導致后期建筑達不到節能要求。期間由于惡性競爭的存在,致市場對無機保溫砂漿一直存疑,市場信心不高,投資方運用情況相對較低。

· 發泡陶瓷板

發泡陶瓷板屬于防火等級及裝配式要求下的產物,屬不燃材質,裝配化程度較高,施工速度較差,一般用于非承重的外墻或隔墻。但其導熱系數≤0.1W/m·K,相比其他保溫隔熱材料較高,作為單一保溫隔熱材料性價比不高。


發泡陶瓷板

· 氣凝膠真空絕熱板

氣凝膠真空絕熱板屬新型A級保溫隔熱材料,主要由氣凝膠氣相二氧化硅組成,導熱系數只有≤0.006W/m·K,保溫隔熱效果佳,可降低保溫隔熱墻體厚度,但是該材料強度較低,需復合其他面層材料使用。


氣凝膠真空絕熱板

2、有機保溫隔熱材料

有機材料保溫隔熱市場主要以EPS板和XPS板為主,冷庫項目或少數項目會用到硬泡聚氨酯板或現場發泡的硬泡聚氨酯。

· EPS板

普通EPS板燃燒性能等級只能做到B2級,導熱系數≤0.041W/m·K,但經過石墨烯、水泥等無機材質復合改性之后可以做到B1級以上。


EPS板

· XPS板

XPS板為市場常用材料,其燃燒性能等級不低于B1級,導熱系數≤0.030W/m·K,且抗壓強度較高,但其熟化期較長,穩定性較差,容易起翹。


XPS

· 聚氨酯板

聚氨酯板阻燃性好,屬難燃的離火自熄材料,且表面會形成碳化層起到阻燃作用;材料閉孔率高,保溫隔熱效果好,導熱系數低≤0.024W/m·K,其具有優異的抗腐蝕性和防水效果,整板密度較高且穩定性強,適應基層變形能力較強;但抗壓強度相比無機材料及XPS板相對較低,且不宜外露,原材料成本價格較高,除此之外,板材上的聚氨酯粉末對人體皮膚有刺激作用。


聚氨酯板

· 涂料隔熱類材料

保溫隔熱材料除了板材與砂漿之外,還有涂料隔熱類材料。

反射隔熱材料主要以淺色系涂料為主,利用光學反射原理即白色、淺色、鏡面的反射作用將可見光部分反射掉,減少墻體對光熱的吸收達到隔熱效果;而另一種新型材料是一種紅外輻射能量的大小、峰值和波長遵從玻爾茲曼定律和普朗克黑體輻射理論的材料,其實際應用依據主要是采用涂料等效熱阻。

目前該新型材料有市場運用案例,但是實際效果還待實驗檢測,用戶長久體驗效果也需進一步考量。


隔熱涂料

上述板材類保溫隔熱材料在實際運用中有多種構造形式,不同的構造形式其施工工藝系統也不一樣。

四、工藝:不同施工工藝系統的實際運用

1、薄抹灰系統

保溫隔熱板材單獨用在建筑外墻,大多采用的是薄抹灰系統,該系統內、外保溫均適用,外保溫構造示意圖如下:


薄抹灰系統構造

保溫隔熱板通過粘接劑粘結在墻體找平層上,XPS板材基層還需涂刷專用界面劑,增強與基面的粘接強度,同時采用塑料膨脹錨栓固定后再采用抗裂砂漿,內嵌耐堿玻纖網格布,最后做耐水膩子及飾面層。

薄抹灰系統構造層次繁多,施工復雜,交叉作業面多,質量難以把控;受到溫度應力變化影響,面層易出現開裂現象(如下圖的繃帶墻),一旦開裂就容易吸水和滲水,雨水通過裂縫進入到粘接層,粘接強度逐漸降低直至失效,出現外墻保溫隔熱層脫落情況;更有甚者,因為做了耐堿玻纖網格布,牽一發而動全身,導致外墻保溫隔熱層整體垮塌的情況出現。


繃帶墻                          整體脫落


保溫層脫落                   脫落后基層

2、外墻裝飾保溫一體化及現澆一體化系統

為了規避薄抹灰系統的脫落風險,行業出現外墻裝飾保溫一體化系統以及現澆一體化系統,外墻裝飾保溫一體化系統是采用各種復合工藝(物理粘接與化學粘接)把裝飾層與保溫隔熱層合在一個構造板材上,采用粘錨結合的工藝上墻,與外墻有效粘結面積不小于40%,并采用小龍骨或卡托固定,減少外墻構造層數,簡化現場施工工藝,節省工期的同時,降低工藝風險。

一種工藝兩種功能,性價比較高,且外飾面采用工業化生產,材料耐久性及穩定性優異。與傳統的幕墻干掛系統相比,其成本優勢更大,且不會出現干掛幕墻系統的冷熱橋現象。此系統運用的好壞取決于材料復合工藝,若保溫隔熱層與裝飾面層復合工藝采用普通的膠粘工藝,后期上墻之后會出現起鼓變形,飾面效果較差。

裝飾保溫板                                                外墻裝飾保溫一體化

為了加強保溫隔熱層與主體結構的粘接強度,讓保溫隔熱層與現澆的鋼筋混凝土形成一體化,出現了保溫結構一體化系統,保溫隔熱材料與硅酸鈣板等光面板材復合成強度較高的特殊模板,作為外墻主體結構現澆使用,后期此模板無需拆除,后期飾面層直接在硅酸鈣板等面層板材上做即可,屬于免拆模與保溫復合體系。


免拆模與保溫復合體系

除此之外,把保溫層置于結構墻體中間,形成夾心層現澆構造體系,保溫層兩側都有鋼筋網,內側為墻體主體受力部位,鋼筋為主體鋼筋設計要求;而外側相當于抹灰層,為鋼筋網片,兩部分鋼筋網為斷橋連接結構,外側與保溫層間距較小,不影響混凝土澆筑質量即可。


夾心層現澆構造

實施該類建造技術可大大提高建筑節能保溫系統的使用壽命,改變傳統后施工保溫系統的工期長、易脫落等缺點,保溫結構一體化技術保溫模板與混凝土粘結面積可達到100%以上,而傳統后粘結保溫粘結面積一般不到50%,因此保溫結構一體化技術使得保溫更加安全可靠,實現保溫與建筑同壽命的目標,遠遠超過傳統保溫設計的使用周期,環保節能。

該類建造技術自身也有缺陷:免拆模與保溫復合體系對外固定及支撐體系要求較高,否則外墻飾面層的基層不平整,需要再次對基層進行找平,有違該系統的初衷;夾心層現澆構造體系混凝土澆筑時要求較高,避免造成保溫隔熱板破損。

結語

建筑外墻保溫隔熱做法,除了要符合我國強制防火條文和節能要求之外,還要考慮其耐久性及安全性,避免因設計、成本及工藝等因素而導致后期維保成本大大增大,或出現安全性事故。建筑外墻保溫隔熱質量關乎外墻飾面層感觀效果及業主居住使用體驗感,對于提高建筑質量及舒適性而言,不可或缺。
必威体育网址