巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新應用

李美壽，林玉偉

(福建省涵城建設工程有限公司，福建 莆田 351111)

0 前 言

目前大部分建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的保溫材料主要采用有機保溫材料，這些材料的防火性能等級最高為B1級，用這些材料做好的建筑外墻外保溫圍護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其設計使用年限最高為25年，這種建筑外墻外保溫圍護結(jié)構(gòu)存在著防火性差，很難達到防火性與建筑外墻同等級、耐久性與建筑外墻同壽命的要求。因此，如何提高建筑外墻外保溫圍護結(jié)構(gòu)的防火性，使得外保溫圍護結(jié)構(gòu)在達到其具有良好的保溫性能的同時，還能夠達到與墻體防火等級相同、耐久性與墻體使用壽命相同，是建筑外墻外保溫圍護結(jié)構(gòu)亟待解決的關(guān)鍵問題，也能提高建筑外墻外保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)的科技含量。近年來，國內(nèi)為了提高建筑外墻外保溫圍護結(jié)構(gòu)的防火性，采用巖棉板外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)逐漸增多，在使用過程中也收到了一些好的效果，劉赟等[1]對20世紀90年代初用巖棉作為保溫材料對某建筑外墻進行保溫改造，后對早期第一代巖棉在經(jīng)歷了20多年進行熱工性能測試與分析，得出其熱工性能參數(shù)的置信水平仍然能夠達到90%以上。但是與國外(特別是德國)外墻保溫防火結(jié)構(gòu)的使用年限(30～40年)相比有很大的差距[2]，因此，應該在巖棉板外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)基礎上繼續(xù)改進來提高外保溫防火圍護結(jié)構(gòu)的使用壽命值得研究。

1 工程實例

巖棉板是由巖棉纖維經(jīng)過加工而成的一種比較理想的保溫防火材料，其防火性能等級可以達到A級。它與有機保溫防火材料相比較，巖棉板具有輕質(zhì)、隔熱性好、防火性好、使用壽命長等優(yōu)點[3]。本文選用擺錘法生產(chǎn)的巖棉板，采用先進的巖棉板加鋼筋網(wǎng)錨固技術(shù)、巖棉板柔性保溫層抗裂技術(shù)等技術(shù)成功地用在以下工程項目的外墻保溫及外墻大理石貼面工程，外墻巖棉板保溫防火層與大理石貼面合為一體。具體工程為：福建某小區(qū)包括兩棟高層建筑，主體均為框剪結(jié)構(gòu)，其中1#樓地上25層，2#樓地上32層，兩棟建筑物均有地下室一層，建筑總面積為48 827.76 m2，2#樓建筑總高度為98.1 m，建筑物設計使用年限50年，抗震設防烈度8度，建筑外墻耐火等級為一級，裝修外墻立面標高7.8 m以下為花崗巖石干掛，7.8 m以上為25×40(mm)棕色馬賽克，部分真石漆涂料飾面，于2018年11月21日竣工驗收。

2 巖棉板外墻外保溫防火系統(tǒng)的構(gòu)造

巖棉板外保溫防火系統(tǒng)從內(nèi)到外由建筑墻體、粘結(jié)層、巖棉保溫板、鋼絲網(wǎng)、抗裂防護層、龍骨及墻面磚等組成，如圖1所示。

圖1 外保溫防火結(jié)構(gòu)示意圖

各組成部分的厚度：墻體(加內(nèi)側(cè)抹面)250 mm、粘結(jié)層(加找平層)10 mm、巖棉板(加鋼絲網(wǎng))110 mm、防裂層5 mm、墻面石材(加龍骨)25 mm。這樣的保溫防火構(gòu)造系統(tǒng)，使巖棉板在墻體外側(cè)牢固安裝，同時也把巖棉板與墻面石材成為一體，滿足建筑物保溫防火性能。因此，適用于住宅、酒店、場館等外墻保溫防火性能、外墻裝飾效果要求較高的建筑物。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 巖棉板加鋼筋網(wǎng)的錨固技術(shù)

傳統(tǒng)的巖棉板安裝方法是將巖棉板用粘結(jié)劑粘貼在建筑墻體外側(cè)，并在巖棉板表層用飾面砂漿來防止巖棉板開裂，但是由于巖棉板的抗裂性能極低，就會導致巖棉板面層上的纖維很容易脫落，從而引起巖棉板及其表面的砂漿層過早發(fā)生破壞，因而極大影響了巖棉板的使用[3]。為此，本文先把巖棉板粘貼在外墻上，緊接著在巖棉板表面鋪上鋼絲網(wǎng)，通過鉆孔機打孔安裝錨固件來固定鋼絲網(wǎng)。在巖棉板和鋼絲網(wǎng)安裝后，還要對巖棉板面層進行表面處理，防止巖棉板面層的細小纖維脫落傷人，提高巖棉板的防水性能。

3.2 巖棉板柔性保溫抗裂技術(shù)

傳統(tǒng)做法的巖棉板建筑外墻保溫、防火層工程中所用的抗裂防護層材料主要是普通砂漿，或者是摻和了聚合物的砂漿，但是始終未能解決保溫、防火層開裂的技術(shù)問題[3]。為此，本文采用了柔性漸變、逐層釋放應力的柔性保溫抗裂技術(shù)。先用膠粉聚苯顆粒等導熱系數(shù)比較低的保溫漿料作為找平層，然后在找平層上抹一薄層聚合物抗裂砂漿層，并且再將耐堿玻纖網(wǎng)格布壓入抗裂砂漿層內(nèi)，這樣組成的柔性保溫抗裂層，確保了巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)具有很好的抗裂性。

3.3 采用保溫層與干掛石材的一體化設計、施工技術(shù)

在施工前，先計算石材板的荷載，考慮預埋件的位置和數(shù)量，由預埋件的平面布局對巖棉板進行放線，從而確保預埋件位于巖棉板塊的中部；巖棉板粘貼時自下而上進行，完成后即錨固鋼絲網(wǎng)與防裂層施工，然后進行安裝龍骨及干掛石材；期間在預埋件與巖棉板穿洞周邊、龍骨與石材裁口之間均用保溫防銹劑漫灌以防生銹；石材塊料拼縫之間均需灌高檔耐候膠，實現(xiàn)龍骨節(jié)點、預埋件、石材拼縫的整體防滲，提升施工質(zhì)量和整體美觀耐候能力[4]。通過以上工藝實現(xiàn)保溫層與干掛石材的一體化設計、施工技術(shù)。

4 性能試驗

4.1 傳熱系數(shù)檢測

本次檢測使用熱流計法測量墻體及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)傳熱系數(shù)，該方法可操作性強、檢測結(jié)果相對準確[5]。在被測外墻的內(nèi)側(cè)面上粘貼熱流計，在被測外墻兩側(cè)面都要安裝溫度傳感器，在內(nèi)側(cè)面上靠近熱流計安裝溫度傳感器，在外側(cè)面上與熱流計相對應的位置安裝溫度傳感器。檢測前將室內(nèi)溫度升高到高于室外溫度15℃左右，溫度穩(wěn)定兩天后再進行數(shù)據(jù)采集[5]。經(jīng)過實測，并對測量數(shù)據(jù)進行整理和計算，其結(jié)果如表1所示。由表中數(shù)據(jù)得出，該墻體及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的傳熱系數(shù)為0.462 W/(m2·K)，滿足《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75—2012)中的要求。

表1 傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測及計算結(jié)果表

4.2 耐候性試驗

按照《外墻外保溫防火系統(tǒng)耐候性試驗方法》(JG/T 429—2014)標準的要求對巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行耐候性試驗驗證，在經(jīng)過80次高溫(50℃)-淋水(15℃)循環(huán)和20次加熱(50℃)-冷凍(- 20℃)循環(huán)試驗后[3]，測試試件未出現(xiàn)表面起包、開裂或脫落現(xiàn)象。經(jīng)過耐候性測試后，巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)抹面層與保溫層的拉伸粘結(jié)強度及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的抗沖擊性能均符合《外墻外保溫防火系統(tǒng)耐候性試驗方法》(JG/T 429—2014)中的標準要求。

5 結(jié)束語

本文選用擺錘法生產(chǎn)的巖棉板，在研究中采用先進的巖棉板鋼絲網(wǎng)錨固技術(shù)、保溫層抗裂技術(shù)、內(nèi)外層一體化設計及施工技術(shù)成功地用在巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及外墻大理石貼面工程，工程竣工后進行傳熱系數(shù)、耐候性試驗均達到了相關(guān)標準規(guī)定的要求。高耐火性的巖棉外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在節(jié)能建筑、綠色建筑的應用更加廣泛，并且能提高其建筑物防火性能，將外墻外保溫防火系統(tǒng)的使用年限達到或者接近50年，使得外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不但具有良好的保溫性能、而且能夠與墻體具有防火等級相同、耐久性與墻體使用壽命相同。

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