建筑保溫體系應用現狀與發展

隨著建筑節能工作的深入，重慶民用建筑節能工程采用了無機份圍砂、橡膠粉末、環保漿料等建筑材料。然而，在應用過程中，它反映出了產品的不穩定性、施工質量的控制、空鼓的風險等。針對這些情況,重慶市城鄉建設委員會結合工程應用實際需要,大力推動保溫隔熱板材產業發展,于2013年2月相繼發布了系列保溫隔熱板材應用技術標準和建筑構造圖集,如《硅酸鋁棉板建筑外保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-152-2012)、《復合硬泡聚氨酯板建筑外保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-158-2013)、《難燃型擠塑聚苯板建筑外保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-159-2013)、《難燃型膨脹聚苯板建筑外保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-160-2013)、《二氧化硅微粉真空隔熱保溫板建筑保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-161-2013)、《巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫系統應用技術規程》(DBJ50/T-162-2013)等。本文分析對比這些新規程中所采用的保溫系統,總結各自的技術要點、適用范圍及節能特性。1建筑外圍護材料行業發展現狀1)產品類型重慶市建筑保溫體系主要包括有機類保溫體系、無機類保溫體系、墻體自保溫體系等三大類,品種包括膠粉聚苯顆粒保溫體系、膨脹聚苯板薄抹灰體系、現澆混凝土大模內置聚苯板外墻外保溫系統、聚氨酯硬泡外墻外保溫系統、無機保溫砂漿建筑保溫系統、擠塑聚苯乙烯復合裝飾板外墻外保溫系統、現澆泡沫混凝土屋面、地面保溫體系、墻體自保溫體系等。2)產業規模與企業數量重慶市建筑外圍護保溫材料生產企業普遍規模較小,單個品種產能難以統計;行業競爭異常激烈,單個產品實際產量等也很難統計。3)技術水平不管是有機類還是無機類,當前重慶的主要幾種外墻體外保溫材料生產工藝都比較成熟。與夏熱冬冷地區其它省市相比,重慶市在墻體自保溫方面,起步較早,發展較快,技術水平位居國內前列。4)市場狀況當前,重慶市墻體外保溫材料中有機保溫材料占據市場主導地位,其中主要是膨脹聚苯板薄抹灰墻體外保溫系統和膠粉聚苯顆粒墻體外保溫系統,應用量占墻體外保溫的80%以上,其中,膠粉聚苯顆粒系統占墻體外保溫材料市場的50%左右,聚苯板保溫材料占30%左右。但有機類保溫材料存在防火性能差、粘接性能不良、透濕性能差、耐久性不佳等缺點。因此重慶市建委近來連續推出多部技術規程,推動保溫隔熱材料走上了工廠化、成品化和標準化發展道路。2外墻外保溫技術外保溫是將外保溫隔熱材料置于外墻外側,使建筑外墻達到保溫效果的一種保溫形式。最早的外墻外保溫系統起源于上世紀40年代的瑞典和德國,而實際的外保溫工程在歐洲已有35年以上的歷史。早在1979年,歐洲建筑技術鑒定聯合會(UEAtc)就已發布了膨脹聚苯板(EPS,ExpandPolystyrene)板薄抹面外保溫系統鑒定指南,并于1988年發布了新版。我國的外墻保溫技術雖然起步比較晚,在20世紀80年代開始搞外保溫的試點,首先應用于工程的也是EPS板薄抹面外保溫系統。雖然外保溫技術在保護層開裂控制、抗火災能力、飾面層粘結面磚等技術問題上還有待進一步研究和改進,但目前,外墻外保溫系統依然是歐美等發達國家市場占有率很高的一種建筑節能技術,也是目前我國大力推廣的保溫技術。在引言中所列的幾個技術規程中,均為外墻外保溫板材系統,總結各保溫體系的材料性能要求,如表1所示。由表1可見,密度最小的是難燃性膨脹聚苯板及擠塑聚苯板,且其導熱系數也比較理想,而導熱系數最小的是二氧化硅微粉真空隔熱保溫板且防火等級高,但強度沒有其他幾種材料高。下面分析幾種材料的技術要點、適用范圍及節能特性。2.1硅酸鋁棉板建筑外包溫系統2.1.1高分子可紡引領材料硅酸鋁棉板是以硅酸鋁礦為原料經高溫熔融后通過高壓氣體噴吹成纖維,并加入膠粘劑,經一定工藝壓形、加熱聚合、干燥,并在表面滿涂一層高分子乳液彈性防水涂料制成的板材。2.1.2空樓板下側和坡屋面結構層硅酸鋁棉板建筑外保溫系統用于建筑物外墻外側、架空樓板下側以及坡屋面結構層上。由于是A級防火材料,也可用于設置防火隔離帶及擋火梁。硅酸鋁棉板外墻外保溫系統不得粘貼面磚、文化石等硬質飾面材料。2.1.3單組份干混砂漿的配制硅酸鋁棉板保溫系統組成材料應由系統產品成套供應,膠粘劑、抹面膠漿、柔性耐水膩子、界面砂漿等均應在工廠配制成單組份干混砂漿,現場按比例加水拌合均勻后使用。門窗洞口四角處硅酸鋁棉板不得拼接,應采用整塊硅酸鋁棉板切割成型。2.2巖棉復合保護裝置系統外包溫系統2.2.1巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫系統巖棉保溫裝飾復合板是在工廠預制生產的,以垂直纖維巖棉板為保溫芯材,與帶飾面層的硅酸鈣板面板及硅酸鈣板底板復合而成的具有保溫與裝飾功能的板狀制品。巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫系統是由巖棉保溫裝飾復合板、固定材料(粘結劑、錨固件等)和嵌縫密封材料等構成,并固定在外墻外表面的非承重保溫構造。由于巖棉保溫裝飾復合板加工時外層采用氟樹脂涂料,因此可直接作為飾面層,不需再做裝飾,節省了施工工序及時間。其不但達到A1級防火要求,而且克服了普通巖棉板吸水量大、抗拉拔能力小的缺陷,可以取得很好的保溫效果。2.2.2范圍巖棉保溫裝飾復合板常用于外墻外保溫工程,適用于高度不大于100m的民用建筑。2.2.3巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫工程巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫系統組成材料應由系統產品供應商提供,界面砂漿、粘結劑應在工廠配制成單組份干混砂漿,現場按比例加水拌合均勻后使用。巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫工程需做好密封和防水構造設計,確保水不會滲入保溫層和基層。因巖棉保溫裝飾復合板飾面層多為覆膜板面,若需現場切割應注意面板的保護,安裝完成后按施工方案要求的工程時間揭去保護膜。2.3硬木樁外保溫系統建成2.3.1作為建筑外保溫難燃型膨脹聚苯板(EPS)是指采用燃燒性能等級為B級或C級的模塑聚苯乙烯泡沫塑料制作的板材類保溫材料。此外保溫系統由難燃型膨脹聚苯板、固定材料(膠粘劑、錨栓)、抹面層(抹面膠漿和耐堿玻纖網)及飾面層等構成,由于此材料的密度小,對建筑負荷產生的影響很小。在發達國家EPS材料應用于保溫系統已有三十余年使用歷史。因此,其作為建筑外保溫,技術已經非常成熟。《外墻外保溫工程技術規程》已于2005年頒布,成為我國認可的建筑外保溫系統。2.3.2外墻、架空外墻、架空外墻、組合難燃型膨脹聚苯板建筑外保溫系統用于建筑物外墻外側、架空樓板底側以及屋面結構層上。用于外墻時,飾面材料一般為涂料(飾面砂漿、柔性飾面塊材)飾面。2.3.3燃燒性能要求因難燃性膨脹聚苯板燃燒等級為B或C級,因此按設計要求有些需設置防火隔離帶,防火隔離帶采用的保溫材料芯材燃燒性能等級應為A1或A2級,防火隔離帶尺寸高度方向不應小于300mm,厚度應與建筑外保溫系統的厚度相同,且防火隔離帶應與基層滿粘。膠粘劑或抹面膠漿配制時,應采用聚合物干混砂漿專用攪拌機進行攪拌,嚴格控制加水量和攪拌時間,確保均勻度和粘稠度。涂料施工時在抹面層上應采用柔性耐水膩子批嵌平整,不得采用普通膩子。2.4苯難溶膠聚苯板2.4.1外墻外保溫保溫系統難燃型擠塑聚苯板(XPS)是以聚苯乙烯樹脂為主要成分,添加適量添加劑,通過加熱擠塑成型而制得的具有閉孔結構的硬質泡沫塑料板,燃燒性能等級為B或C級。此外保溫系統由難燃型擠塑聚苯板、抹面層、固定材料(膠粘劑、錨栓等)和飾面層等構成。XPS從誕生至今經歷了60多年的市場考驗,已經被證明是有效和可靠的保溫材料,如今,在我國外墻外保溫行業,高品質的XPS板由于能夠較好的符合時代的要求,其應用正呈現出快速增長的勢頭。其特性與膨脹聚苯板相似,由于采用擠塑技術,所以其密度稍大于膨脹聚苯板,但保溫性能、抗拉強度及耐潮濕性均優于膨脹聚苯板。2.4.2外保溫系統的應用難燃型擠塑聚苯板最近幾年才在國內推廣應用,用于外墻保溫時容易產生面層開裂、翹曲等問題,因此之前多用于屋面保溫系統,《難燃型擠塑聚苯板建筑外保溫系統應用技術規程》對其施工工藝做了嚴格限制,防止開裂現象,增加耐候性,可用于在建筑物外墻外側、架空樓板底側和屋面結構層上。2.4.3燃型擠塑聚苯板前處理難燃型擠塑聚苯板施工要點與難燃型膨脹聚苯板施工工藝大致相同,需注意的是粘貼難燃型擠塑聚苯板前,應使用表面處理劑對板面滿涂處理。由勒腳部位開始,自下而上,沿水平方向鋪設,豎縫應逐行錯縫,在墻角處保溫板應交錯互鎖,并應保證墻角垂直度。粘貼架空樓板底側難燃型擠塑聚苯板前,應對架空樓板底側粘貼面滿涂界面砂漿。2.5硅微粉真空隔熱保溫板、建筑保溫系統2.5.1采暖內保溫系統二氧化硅微粉真空隔熱保溫板是由二氧化硅微粉、助劑等組合而成的芯材與專用復合阻氣膜通過真空封裝技術制成的一種具有保溫隔熱功能的板材。此保溫系統由粘結層、二氧化硅微粉真空隔熱保溫板保溫層、抹面層和飾面層等構成。真空隔熱保溫板有著優異的保溫隔熱性能以及所需保溫層厚度極薄的特點,用在建筑保溫系統中將會顯示巨大的優勢。由于目前造價高昂,只有德國、瑞士逐步建立了真空隔熱保溫板的建筑市場,國內研究及生產廠家寥寥無幾,還未能形成市場規模,但卻有著良好的市場前景。2.5.2外墻外保溫效果好以提高建筑厚度為基礎的內部保溫效果,最真空隔熱保溫板在國外主要應用于地面、屋面、陽臺、墻面的保溫工程,尤其作為外墻外保溫材料效果極佳,且僅用不到常規保溫材料一半的厚度就可達到常規材料的保溫效果,因此減少了外墻厚度,增加了室內使用面積。2.5.3保溫板與架空樓地面二氧化碳微粉真空內粘外墻二氧化硅微粉真空隔熱保溫板與基層的連接應采用粘貼與錨固相結合的工藝,粘貼采用豎向條粘法,粘結面積應不小于被粘貼板面面積的80%;屋面和架空樓地面二氧化硅微粉真空隔熱保溫板與基層的粘貼應采用滿粘方式。外墻錨固時每平方米不應少于4個錨固點,當基層墻體為混凝土、燒結頁巖空心磚、混凝土小型空心砌塊時,錨固件的有效錨固深度不小于25mm,當基層墻體為加氣混凝土砌塊時,有效錨固深度不應小于50mm。2.6硬泡沫聚苯板外保溫系統2.6.1復合硬泡聚氨酯板外保溫系統復合硬泡聚氨酯板是指在工廠內預制的,以硬泡聚氨酯(包括聚氨酯硬質泡沫塑料和聚異氰脲酸酯硬質泡沫塑料)板為芯材,雙面復合聚合物砂漿界面層或聚合物砂漿增強卷材面層的板材。復合硬泡聚氨酯板外保溫系統由復合硬泡聚氨酯板保溫層、抹面層、固定材料(膠粘劑、錨栓等)和飾面層等構成。不得粘貼面磚、文化石等飾面材料。聚氨酯具有優異的保溫、防水、防火和熟化期短等優勢,是保溫行業保溫材料發展的趨勢。其中尤其是熟化期短,克服了聚苯板薄抹灰系統中保溫板材熟化不足引起后期收縮,進而導致保溫系統開裂的現象。2.6.2范圍復合硬泡聚氨酯板的設計選用厚度應根據重慶市民用建筑節能設計標準規定,通過熱工計算確定,且最小厚度不應小于20mm。2.6.3隔離帶與復合硬泡聚氨酯板的連接系統設置防火隔離帶及其它防火構造時,防火隔離帶保溫材料的燃燒性能等級應為A1或A2級,防火隔離帶應與基層滿粘,防火隔離帶與其它保溫材料交接處應采用附加耐堿玻纖網加強處理,防火隔離帶施工與復合硬泡聚氨酯板的施工應同步進行。外墻外側粘貼復合硬泡聚氨酯板宜由勒腳部位開始,自下而上,沿水平方向鋪設粘貼,豎縫應逐行錯縫1/2板長,在墻角處應交錯互鎖,并保證墻角垂直度。3幾種常用保溫系統的應用1)重慶市建委新推出的這幾種保溫系統應用規程中,目前常用的是難燃膨脹聚苯板、難燃擠塑聚苯板,復合硬泡聚氨酯、硅酸鋁棉板、巖棉保溫裝飾復合板保溫系統應用