無機保溫裝飾復(fù)合板防水透氣性探討

■ 胡向磊 Hu Xianglei 顏宏亮 Yan Hongliang

無機保溫裝飾復(fù)合板防水透氣性探討

■ 胡向磊 Hu Xianglei 顏宏亮 Yan Hongliang

根據(jù)長三角地區(qū)氣候特點，探討無機保溫裝飾復(fù)合板防水性和透氣性的關(guān)系，并通過不同軟件進行模擬對比和分析，提出構(gòu)造改進建議。

長三角地區(qū)；防水透氣性；無機保溫裝飾復(fù)合板

無機保溫裝飾復(fù)合板是在工廠預(yù)制成型，由保溫材料、裝飾面板、膠黏劑、連接件等復(fù)合而成的板狀制品，具有優(yōu)良防火性能。目前，無機保溫裝飾復(fù)合板保溫材料主要有巖棉板和膨脹珍珠巖板。長三角地區(qū)高溫多雨，雨熱同期，防水性與透氣性對復(fù)合板功能影響較大，與節(jié)能效果、耐久性、舒適性密切相關(guān)。防水性要求復(fù)合板材料能夠抵御外界液態(tài)水的侵入；透氣性則要求室內(nèi)外水蒸氣遷移正常進行。

1 防水問題

無機保溫裝飾復(fù)合板可通過提高材料自身憎水性能，避免或減少液態(tài)水進入系統(tǒng)內(nèi)部，以達到材料防水的目的。目前，無機復(fù)合板保溫材料纖維巖棉板和無機砂漿均摻憎水劑，且憎水率控制在較合理的范圍內(nèi)，使其有足夠黏結(jié)力保證系統(tǒng)安全性。另外，氟碳涂料、真石漆、彈性涂料等飾面層具有防水功能；聚氨酯嵌縫材料發(fā)泡完成后，形成致密的防水層；硅酮耐候密封膠對板縫也有密封防水作用。

當前，無機保溫裝飾復(fù)合板防水主要存在2個問題：①板縫是防水的薄弱環(huán)節(jié)，一些硅酮耐候密封膠彈性模量差，在晝夜溫差大、板縫處熱脹冷縮較大的情況下，伸縮性能無法滿足復(fù)合板形變產(chǎn)生開裂。②構(gòu)造細節(jié)處理失敗引起防水局部失效。如：挑出部位的橫向保溫裝飾板需注意搭接，以免水分滲透進保溫系統(tǒng)；還有，外側(cè)窗臺保溫裝飾板宜形成一定坡度的滴水構(gòu)造。圖1針對無機保溫裝飾復(fù)合板圖集節(jié)點防水構(gòu)造進行了優(yōu)化。

由于無機保溫裝飾復(fù)合板由不同性質(zhì)建筑材料構(gòu)成，材料本身性能不完全相同。因此，復(fù)合板系統(tǒng)最好由系統(tǒng)供應(yīng)商成套供應(yīng)，以保證材料的相容性及匹配性，這是綜合解決復(fù)合板防水的主要辦法。在成熟市場，如歐洲，外保溫系統(tǒng)由供應(yīng)商成套供應(yīng)已成為行規(guī)。

2 透氣性問題

影響墻體結(jié)露的因素，從外因來說，包括室內(nèi)外溫度、濕度；從內(nèi)因來說，包括墻體的透氣性能和導(dǎo)熱性能。因此，需根據(jù)溫度、濕度、材料透氣性能、導(dǎo)熱性能來計算墻體內(nèi)部氣體的溫度和濕度。對于夏熱冬冷地區(qū)，夏季氣溫高，最熱月平均氣溫25～30℃，局部最高氣溫達40℃以上，空氣相對濕度在70%～80%之間，甚至更高；而冬天室外氣溫較低，最冷月的日平均溫度為0～10℃。通常，在冬季供暖時室外溫度低且相對濕度大的情況下，以及夏季空調(diào)長期運行蓄冷后的間歇時段，墻體內(nèi)水蒸氣在室內(nèi)外綜合條件作用下發(fā)生遷移、冷凝，易出現(xiàn)結(jié)露、發(fā)霉等現(xiàn)象。由于濕環(huán)境模擬要比熱環(huán)境模擬難的多，一些模擬軟件避開圍護結(jié)構(gòu)濕特性問題，故墻體內(nèi)部水蒸氣冷凝方面的研究相對較少。本文將以PKPM Ver1.3、Ptemp1.0、BEED三種軟件計算無機保溫裝飾復(fù)合板是否存在結(jié)露問題。

2.1 PKPM Ver1.3軟件計算

軟件以上海市工程建設(shè)規(guī)范《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》（DGJ 08—205—2011）進行采暖建筑圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露計算，并設(shè)定僅驗算鋼筋混凝土墻體。室內(nèi)計算溫度ti=18℃，冬季室外計算溫度te=-2℃，冬季室內(nèi)相對濕度60.00%，露點溫度T=10.15℃。軟件生成的各項參數(shù)見表1。

結(jié)露驗算公式如下：

式中，ti—冬季室內(nèi)設(shè)計計算溫度；

θ＇—內(nèi)表面溫度；

i

R0—熱橋部位傳熱阻，m2K·W-1；

te—冬季室外計算溫度。

根據(jù)公式（1）算出內(nèi)表面溫度，并與露點溫度T進行對比，若，則不會結(jié)露，反之，就會結(jié)露。經(jīng)驗算，T露點，即可認為無機保溫裝飾復(fù)合板墻體內(nèi)表面不會發(fā)生結(jié)露。

2.2 ＇ Ptemp1.0軟件計算

Ptemp1.0軟件由中國建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所編制，開發(fā)的二維溫度場計算軟件可作為熱橋計算的分析工具?，F(xiàn)運用Ptemp1.0軟件分別對加氣混凝土砌塊墻體和混凝土墻體進行計算，得到冬季墻體內(nèi)表面最低溫度，其參數(shù)和邊界條件同PKPM Ver1.3。計算結(jié)果表明，無機保溫裝飾復(fù)合板冬季墻體內(nèi)部溫度接近室內(nèi)溫度，加氣混凝土砌塊墻體和混凝土墻體中的水蒸氣從室內(nèi)向室外運動，不易產(chǎn)生凝結(jié)（圖2、3）。

圖1 防水構(gòu)造改進

表1 運用PKPM Ver1.3軟件的結(jié)露驗算

2.3 BEED軟件計算

BEED建筑熱工與建筑能耗模擬軟件依據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB 50176—93）中的建筑熱工計算方法，其建筑能耗模擬計算部分主要是依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50019—2003）與陸耀慶編寫的《暖通空調(diào)設(shè)計手冊》中規(guī)定的建筑負荷計算方法。軟件裝入飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)庫、建筑材料分類數(shù)據(jù)庫、建筑材料熱物理性能參數(shù)數(shù)據(jù)庫、太陽輻射吸收系數(shù)數(shù)據(jù)庫等。長三角地區(qū)屬夏熱冬冷地區(qū)，氣候條件相近，計算選取杭州的氣象參數(shù)，用BEED軟件進行結(jié)露復(fù)核。結(jié)果表明，加氣混凝土砌塊墻體接近外表面溫度，存在內(nèi)部結(jié)露的可能（圖4）。

不同軟件的設(shè)計理念不同，結(jié)果會存在偏差。無機砂漿復(fù)合板前期產(chǎn)品實驗，北側(cè)填充墻曾出現(xiàn)過局部結(jié)露起泡問題（圖5），與這與BEED計算結(jié)果相符。復(fù)合板外墻吸水量和水蒸氣濕流密度應(yīng)同時滿足，綜合平衡。由于實驗建筑未設(shè)排氣管構(gòu)造，出現(xiàn)涂層排氣不暢問題，后期復(fù)合板采用水蒸氣濕流密度大的涂層，在同樣未設(shè)排氣管的情況下，起泡現(xiàn)象消失。為使比較少的水進入墻體，《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》（JG/T 149—2003）規(guī)定：外保溫系統(tǒng)5mm厚防護層吸水量要＜500g/m2；水蒸氣濕流密度防護層透過量要大于保溫層透過量，防護層水蒸氣濕流密度＞0.85g/(m2·h)。這項規(guī)定對無機保溫裝飾復(fù)合板同樣具有參考價值。若涂層水蒸氣濕流密度低，則輕者造成表面色差，重者會導(dǎo)致發(fā)霉和熱工性能變差，甚至破壞。

圖2 巖棉復(fù)合板（40mm厚）

圖3 無機砂漿巖棉復(fù)合板（40mm厚）

圖4 墻體結(jié)露驗算

圖5 無機砂漿復(fù)合板涂料層起泡現(xiàn)象

3 結(jié)語

綜上所述，當防水性和透氣性達到某一合適比值時，復(fù)合板具有良好的保護功能。目前，復(fù)合板防水技術(shù)較為成熟，若實際工程由系統(tǒng)供應(yīng)商成套供應(yīng)，責(zé)任主體明確，施工遵循《建筑外墻防水工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 235－2011）規(guī)定，那么防水質(zhì)量問題應(yīng)可以避免。透氣性是復(fù)合板需重點關(guān)注的方面，它要求材料沒有水蒸氣擴散阻力，且從內(nèi)至外逐漸增強?？紤]到保溫裝飾復(fù)合板各類系統(tǒng)的實際情況較復(fù)雜，《保溫裝飾復(fù)合板外墻外保溫系統(tǒng)材料》（JG/T 287—2013）取消了對水蒸氣透過性能的指標要求，規(guī)定“當采用無機保溫材料或系統(tǒng)有透氣構(gòu)造時，不檢驗水蒸氣透過性能”。根據(jù)以上模擬計算和實踐經(jīng)驗，筆者認為，夏熱冬冷地區(qū)實際工程應(yīng)采取技術(shù)措施，如采用高水蒸氣濕流密度防護層，或在外墻勒腳部位設(shè)置排氣塞、膠縫內(nèi)設(shè)置PVC排氣塞等水氣逃逸通道等，這樣才能保證復(fù)合板既能抵御外界液態(tài)水的侵入，又能使內(nèi)部水蒸氣的遷移正常進行。

Discussion on Waterproof and Air Permeability of Inorganic Thermal Insulation and Decoration Composite Panel

According to the climatic characteristics of Yangtze River Delta region, this paper discusses the relationship between waterproof and air permeability of inorganic thermal insulation and decoration composite panel; compares, analyzes it through the simulation by different software and puts forward improvement suggests.

Yangtze River delta region, waterproof and air permeability, inorganic insulation and decoration panel

2016-12-23）

胡向磊，同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院副教授；顏宏亮，同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院教授。