海東海商業(yè)廣場(chǎng)外墻外保溫材料的應(yīng)用

■ 仝寶石 Tong Baoshi

海東海商業(yè)廣場(chǎng)外墻外保溫材料的應(yīng)用

■ 仝寶石 Tong Baoshi

文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)防火性能達(dá)到要求的幾種常用無(wú)機(jī)保溫材料性能進(jìn)行綜合對(duì)比分析，提出幕墻飾面外墻外保溫系統(tǒng)適宜采用巖棉板作為保溫材料。

幕墻；外保溫系統(tǒng)；保溫材料；巖棉板

【Abstract】The paper made a comprehensive comparison on properties of several kinds of commonly-used inorganic thermal insulation materials that reached technical standards for fireproof performance by taking real construction example， proposed that rock wool board was suitable thermal insulation material in exterior insulation system for over-coating of curtain wall.

1　工程概況

海東海商業(yè)廣場(chǎng)位于楊浦區(qū)控江路、錦西路，包括4幢建筑單體，總建筑面積65 953.53m2。廣場(chǎng)1號(hào)樓（圖1）建筑面積57 093.95m2，地上22層、地下3層，其中1～4層裙房為商業(yè)用房，5層局部為會(huì)所，5～22層塔樓為辦公樓，屋面結(jié)構(gòu)高度為78.55m；其外立面為干掛石材幕墻、鋁板幕墻和玻璃幕墻，為達(dá)到外墻平均傳熱系數(shù)≤0.7W/（m2·K）［1］的節(jié)能要求，外墻需采取保溫措施。

目前，外墻保溫材料種類(lèi)繁多，不同保溫材料的性能差異較大， 1號(hào)樓外墻保溫材料選擇時(shí)，不僅要考慮保溫性能，更要注重材料的防火安全性，同時(shí)要關(guān)注其吸水性、經(jīng)濟(jì)性等其他性能指標(biāo)。

2　外墻保溫材料的種類(lèi)和特點(diǎn)

圖1　海東海商業(yè)廣場(chǎng)1號(hào)樓效果圖

外墻保溫材料主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩類(lèi)。

有機(jī)保溫材料質(zhì)輕、保溫隔熱效果好，相應(yīng)保溫系統(tǒng)技術(shù)成熟，在我國(guó)已形成較完善的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系，常用的有：膨脹聚苯板（簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）、擠塑聚苯板（簡(jiǎn)稱(chēng)XPS）、硬泡聚氨酯板（簡(jiǎn)稱(chēng)PUR）等。但其防火性能較差，難以達(dá)到A級(jí)材料的要求，給保溫系統(tǒng)施工、建筑運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014），“與基層墻體、裝飾層之間有空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)，當(dāng)建筑高度大于24m時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí)”?；诖?，幕墻保溫材料的選擇，要充分考慮其安全性，必須具有可靠的防火性能，而EPS、XPS、PUR等有機(jī)保溫材料燃燒性能一般僅為B2級(jí)甚至更低，很難達(dá)到A級(jí)，所以不適合本項(xiàng)目。

常用的無(wú)機(jī)保溫材料主要包括無(wú)機(jī)保溫砂漿、發(fā)泡水泥板、泡沫玻璃板、巖棉板等，其燃燒性能均可達(dá)到A級(jí)，滿足本項(xiàng)目對(duì)于保溫材料燃燒性能的要求。下面將對(duì)常用無(wú)機(jī)保溫材料的綜合性能作進(jìn)一步的比較分析。

3　無(wú)機(jī)保溫材料綜合性能比較

除了應(yīng)考慮防火性能外，還應(yīng)綜合考慮保溫材料的導(dǎo)熱性能、吸水性、強(qiáng)度、施工便利性以及經(jīng)濟(jì)性等方面，結(jié)合上海市節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求、外墻保溫工程的實(shí)施情況，來(lái)選擇本項(xiàng)目合適的保溫材料。常用無(wú)機(jī)保溫材料的綜合性能對(duì)比如表1所示。

3.1無(wú)機(jī)保溫砂漿

無(wú)機(jī)保溫砂漿是由無(wú)機(jī)輕質(zhì)骨料、膠凝材料、礦物摻合料、保水增稠材料、憎水劑、纖維增強(qiáng)材料以及其它功能添加劑組成，按一定比例在專(zhuān)業(yè)工廠混合的干混材料。其阻燃性能好且適用范圍廣，但在外墻保溫工程中的應(yīng)用存在以下問(wèn)題。

（1）材料質(zhì)量較難控制：保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)與抗壓強(qiáng)度兩項(xiàng)指標(biāo)是一對(duì)矛盾，兩個(gè)指標(biāo)很難平衡。當(dāng)無(wú)機(jī)保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)較高時(shí)，材料較為酥松，抗壓強(qiáng)度偏低，導(dǎo)致保溫系統(tǒng)易產(chǎn)生空鼓。另外，同其他無(wú)機(jī)保溫材料相比，無(wú)機(jī)保溫砂漿吸水率相對(duì)較高。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工可控性差：由于無(wú)機(jī)保溫砂漿非成品，較之板材類(lèi)保溫材料，現(xiàn)場(chǎng)施工要求較高，施工難度較大，施工質(zhì)量可控性較差。如保溫砂漿粉刷時(shí)用力不均，造成保溫層的厚度差別較大。一方面，局部砂漿過(guò)厚引起下滑擾動(dòng)，形成空鼓而開(kāi)裂；另一方面，保溫層厚度不均導(dǎo)致抗裂砂漿厚度不均，薄處和厚處的抗裂砂漿收縮不均勻易導(dǎo)致開(kāi)裂。

（3）保溫層厚度相對(duì)較大：由于無(wú)機(jī)保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)偏大，為滿足項(xiàng)目熱工性能要求，保溫層厚度相對(duì)較大，系統(tǒng)力學(xué)安全性較差，部分項(xiàng)目采用內(nèi)外組合保溫，內(nèi)保溫會(huì)減少住戶使用面積，且不利于室內(nèi)裝修。

另外，無(wú)機(jī)保溫砂漿外保溫系統(tǒng)涉及的材料較多，施工工序較為復(fù)雜，系統(tǒng)施工時(shí)間及施工流程有嚴(yán)格的要求，一般不適合應(yīng)用于幕墻保溫工程，因此不適合本項(xiàng)目。

3.2發(fā)泡水泥板

發(fā)泡水泥板是以普通硅酸鹽水泥、粉煤灰等為主要材料，摻加發(fā)泡劑等其他外加劑，經(jīng)發(fā)泡、成型、養(yǎng)護(hù)、切割等工藝制成的輕質(zhì)多孔保溫板。其阻燃性能好，但同樣存在導(dǎo)熱系數(shù)偏大的情況，且吸水率相對(duì)較高、韌性低、脆性大、抗沖擊強(qiáng)度小，因此，也不適合本項(xiàng)目。

3.3泡沫玻璃板

泡沫玻璃板是由熔融玻璃發(fā)泡制成的具有閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)絕熱板材，防火性、耐久性、憎水性較好。然而，由于現(xiàn)階段泡沫玻璃板價(jià)格相對(duì)較高，且材料具有一定的脆性，導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)于巖棉板偏高，因此，泡沫玻璃板不是本項(xiàng)目的最佳選擇。

3.4巖棉板

巖棉板以玄武巖及其他天然礦石等為主要原料，經(jīng)高溫熔融成纖，加入適量黏結(jié)劑，固化加工制成。同其他無(wú)機(jī)保溫材料相比，巖棉板具有以下特點(diǎn)。

（1）巖棉板的基本特性是絕熱性能好，其導(dǎo)熱系數(shù)≤0.040 W/（m·K），在無(wú)機(jī)保溫材料中相對(duì)較低。

（2）巖棉板具有優(yōu)良的隔音和吸聲性能，這主要是因?yàn)閹r棉制品具有多孔性結(jié)構(gòu)，可有效阻止聲波的傳遞。

（3）防火性能優(yōu)良：除了具有A級(jí)阻燃性能外，由于其良好的物理及化學(xué)穩(wěn)定性，巖棉板在大火中不會(huì)伸長(zhǎng)、收縮和變形，且不會(huì)產(chǎn)生煙霧、燃燒液滴或碎片。

表1　無(wú)機(jī)保溫材料綜合性能比較

（4）經(jīng)濟(jì)性適中：綜合考慮本項(xiàng)目熱工性能要求及保溫材料的價(jià)格，巖棉板的材料費(fèi)要比泡沫玻璃板少。

（5）質(zhì)輕：巖棉板密度≥140kg/m3，同其他無(wú)機(jī)保溫材料相比，其密度相對(duì)較小。

另外，從施工便利性角度，巖棉板比較適合幕墻結(jié)構(gòu)的公共建筑外墻外保溫施工，且應(yīng)用較為普遍。目前，巖棉板在非透明幕墻中的應(yīng)用技術(shù)較為成熟，上海市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《巖棉板（帶）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ 08—2126—2013）中有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定。

4　巖棉板在項(xiàng)目中的應(yīng)用

幕墻飾面巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)保溫層通常設(shè)于幕墻和主體墻體之間。幕墻采用干掛工藝，可有效避免外保溫系統(tǒng)脫落現(xiàn)象，安全性較好；同時(shí)，保溫材料放于外墻外側(cè)可避免占用室內(nèi)空間，對(duì)室內(nèi)裝飾裝修不會(huì)造成影響。系統(tǒng)保溫層與幕墻飾面層之間有空氣層，可有效提高隔熱、保溫、除濕和隔音效果。與其他保溫形式相比，該操作簡(jiǎn)潔方便，施工工期縮短。另外，干掛石材幕墻可有效阻止外界冷熱輻射直接作用在保溫板，從而延緩保溫板老化，提高保溫系統(tǒng)的耐久性［2］。

綜上分析，本項(xiàng)目適宜采用幕墻飾面巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)（圖2、3）。為保證其質(zhì)量，提高系統(tǒng)安全性、保溫隔熱效果及耐久性，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）制定幕墻保溫工程專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)方案，充分考慮幕墻工程的安全性、保溫性，按幕墻規(guī)范要求對(duì)幕墻龍骨、連接件、石材強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合上海市節(jié)能設(shè)計(jì)要求確定巖棉板厚度。

（2）嚴(yán)格控制巖棉板及網(wǎng)格布、膠黏劑、錨栓等保溫系統(tǒng)配套材料質(zhì)量，保溫系統(tǒng)使用的材料應(yīng)由同一供應(yīng)商供應(yīng)，以確保材料之間的相容性、匹配性，進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（3）為保證系統(tǒng)的安全性，應(yīng)采用錨栓固定巖棉板，且錨栓的性能及其布置應(yīng)符合《巖棉板（帶）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ 08—2126—2013）的要求。

（4）為避免巖棉板受潮后強(qiáng)度降低，在巖棉板運(yùn)輸、堆放及外保溫施工過(guò)程中都應(yīng)有防水措施，且應(yīng)在系統(tǒng)穿墻孔、預(yù)埋件等部位采取可靠的密封措施。

圖2　鋁板飾面巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

圖3　石材飾面巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

5　結(jié)語(yǔ)

幕墻飾面外墻外保溫系統(tǒng)保溫材料的選擇應(yīng)注重防火安全性，并應(yīng)綜合考慮保溫隔熱性、施工難度以及經(jīng)濟(jì)性等方面。通過(guò)對(duì)多種保溫材料的性能比較分析，巖棉板綜合性能較好。因此，海東海商業(yè)廣場(chǎng)1號(hào)樓適宜采用幕墻飾面巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)。

［1］上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì).DGJ 08—107—2012 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］陳雷.黏釘結(jié)合幕墻飾面巖棉板外保溫系統(tǒng)施工技術(shù)探析［J］.安徽建筑， 2013（4）：59-61.

Application of External Thermal Insulation Materials in Shanghai Haidonghai Commercial Plaza

curtain wall， exterior insulation system， thermal insulation material， rock wool board

仝寶石，旭輝集團(tuán)上海海際房地產(chǎn)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理。

2016-02-20）