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外墻保溫工程如何正確選擇A級不燃保溫材料
發(fā)表時間：
2015-11-27
作者：admin
提要：公安部和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2009年9月25日下發(fā)關(guān)于印發(fā)《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》的通知(公通字[2009]46號)對建筑保溫行業(yè)曾經(jīng)引起很大反響，該通知的出臺改變了外墻保溫市場中有機(jī)保溫材料占據(jù)絕對優(yōu)勢的局面。
本文作者為富思特制漆有限公司總工 劉東華
公安部和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2009年9月25日下發(fā)關(guān)于印發(fā)《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》的通知(公通字[2009]46號)對建筑保溫行業(yè)曾經(jīng)引起很大反響，該通知的出臺改變了外墻保溫市場中有機(jī)保溫材料占據(jù)絕對優(yōu)勢的局面。而公安部于2011年3月14日下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》(公消[2011]65號)則對建筑保溫行業(yè)而言無疑像似平地一聲響雷，整個行業(yè)為之震驚。其核心原因在于根據(jù)65號文的要求：“在新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布前，從嚴(yán)執(zhí)行46號文第二條規(guī)定，民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料?！边@樣的規(guī)定使建筑保溫市場主流的做法，如膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)也不得不停止施工。
作為行業(yè)內(nèi)的企業(yè)，無論是房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)還是建筑保溫工程的施工企業(yè)，一方面要表達(dá)觀點，陳述看法;另一方面在新的規(guī)定出臺以前還要執(zhí)行政策要求，以保證企業(yè)經(jīng)營正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證所建項目按期交房。在現(xiàn)實政策的壓力下，各種A級保溫材料也粉末登臺，如何正確認(rèn)識與選擇A級保溫材料，實現(xiàn)建筑保溫防火的同時也同樣要關(guān)注保溫、防水、強(qiáng)度、吸濕率等其他重要指標(biāo)。以下對常見的A級保溫材料的特點作對比分析。
1 幾種常見的A級保溫材料的優(yōu)缺點對比
1 建筑材料燃燒性能分級(按照GB8624-1997標(biāo)準(zhǔn))
A級――不燃材料，泡沫水泥、發(fā)泡玻璃、巖(礦)棉、無機(jī)保溫砂漿、
酚醛復(fù)合保溫板(復(fù)合A級)
B1級――難燃材料，膠粉聚苯顆粒保溫漿料、酚醛板(裸板)、石墨聚苯板等。
B2級――可燃材料，聚苯板、擠塑板、聚氨酯。
B3級――易燃材料。不符合國標(biāo)阻燃要求的擠塑板、聚氨酯等。
2 常見的A級不燃保溫材料對比分析
3 對A級保溫材料的試驗分析
3.1 關(guān)于酚醛板分析
在所有有機(jī)保溫材料中，酚醛板具有較高的阻燃性。實際測試酚醛板自身可以達(dá)到B1級的阻燃效果。為使燃燒性能達(dá)到A級，很多企業(yè)采取復(fù)合防火界面后再測試達(dá)到燃燒性為A級的效果。但也有很多地方不認(rèn)可復(fù)合A級的結(jié)論。
戶外粘貼1周酚醛板自身出現(xiàn)開裂，數(shù)周后表面出現(xiàn)龜裂
對酚醛板，目前最大的問題在于表面粉化嚴(yán)重導(dǎo)致與抹面層的層間附著力隨時間變化容易出現(xiàn)的空鼓現(xiàn)象。酚醛板戶外短期暴曬出現(xiàn)的自身開裂問題也是不容忽視的。因此，對于酚醛板,復(fù)合后達(dá)到A級防火性的挑戰(zhàn)與表面粉化、自身不穩(wěn)定導(dǎo)致開裂的現(xiàn)象同樣值得關(guān)注。不同企業(yè)在酚醛改性技術(shù)的成功與否直接決定酚醛板在建筑保溫領(lǐng)域大面積推廣應(yīng)用的程度。
3.2 關(guān)于巖棉板分析
在國外，巖棉板在建筑保溫的應(yīng)用有幾十年的歷史，也是A級保溫材料應(yīng)用最多最成熟的保溫系統(tǒng)。在德國的規(guī)定，高度超過22米以上建筑，必須采用燃燒性能為A級的保溫材料，具體做法絕大部分也是選用巖棉為保溫防火材料。在國內(nèi)傳統(tǒng)的巖棉板生產(chǎn)多采用層鋪法工藝，纖維絲之間層間結(jié)合力較低，同時，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的巖棉板，礦渣含量較高，酸度系數(shù)較低，吸水率較高。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)巖(礦)棉的產(chǎn)能約200萬噸，實際生產(chǎn)約120萬噸，其中采用新型擺錘法工藝生產(chǎn)能用于外保溫的巖棉不足10萬噸，國內(nèi)僅有4家企業(yè)具備這樣的能力，合計能滿足市場供應(yīng)量不足1000萬平米的外保溫施工面積。目前，很多公司都在做積極擴(kuò)大產(chǎn)能的建設(shè)，但由于建設(shè)周期較長，一般至少需要半年以上的時間，短期內(nèi)能用于外保溫工程的巖棉板的供應(yīng)緊張局面仍得不到緩解，除非新的標(biāo)準(zhǔn)出臺，保溫工程有多種可選的供應(yīng)充足的實施方案可以應(yīng)用。
擺錘法巖棉生產(chǎn)的巖棉板
巖棉外墻保溫在國內(nèi)應(yīng)用不同于傳統(tǒng)的聚苯板薄抹灰保溫系統(tǒng)那樣成熟，巖棉板的薄弱緩解在于內(nèi)聚強(qiáng)度較聚苯板低很多，按照中等強(qiáng)度規(guī)定10kpa的拉拔強(qiáng)度，也僅相當(dāng)于聚苯板拉拔強(qiáng)度的十分之一。無論在構(gòu)造設(shè)計上還是在施工節(jié)點的處理都有與聚苯板薄抹灰系統(tǒng)有明顯區(qū)別，不能簡單的按照聚苯板薄抹灰工藝套用。需要綜合采用多種安全措施彌補(bǔ)巖棉板自身的不足。比如要增加粘結(jié)面積、增加買固件的數(shù)量、采用雙層增強(qiáng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、增加對巖棉板的界面處理等多種安全性措施。另外，《建筑外墻外保溫用巖棉制品》GB/T25975-2010不久將要實施，對規(guī)范巖棉板保溫也將起到積極作用。
因此，選用巖棉板保溫系統(tǒng)，需要充分估計項目工期和投資預(yù)算。同時選擇優(yōu)秀的具備技術(shù)實力的系統(tǒng)供應(yīng)商也是非常關(guān)鍵的考慮因素。對于巖棉板保溫系統(tǒng)由于自身內(nèi)聚強(qiáng)度低和較高的透氣性特征，保溫工程飾面層采用瓷磚顯然是不合適的。
3.3 關(guān)于發(fā)泡水泥和泡沫玻璃的應(yīng)用分析
發(fā)泡水泥和泡沫玻璃屬于無機(jī)發(fā)泡保溫材料，具有優(yōu)異防火性、耐久性、良好的界面粘結(jié)性，理論上可與建筑物同壽命。發(fā)泡水泥生產(chǎn)工藝簡單，一般作坊式生產(chǎn)較多，在46號文出臺以前保溫工程應(yīng)用較少。泡沫玻璃在工業(yè)領(lǐng)域保溫隔熱工程中應(yīng)用較多，建筑領(lǐng)域應(yīng)用較少。發(fā)泡水泥的導(dǎo)熱系數(shù)通過發(fā)泡倍率的調(diào)整可以做到0.045-0.08w/m.k不等，但考慮應(yīng)保溫應(yīng)用時的強(qiáng)度要求，一般容重在200-270kg/m3比較合適，相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)在0.06-0.07w/m.k之間。抗拉強(qiáng)度在0.1MPa以上。
發(fā)泡水泥粘貼后抹涂聚合物砂漿復(fù)合耐堿網(wǎng)布不到1年出現(xiàn)板縫開裂
泡沫玻璃是經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)發(fā)泡成型的材料，具有較高的閉孔率，極低的吸水性。相對泡沫水泥容重可以更輕、導(dǎo)熱系數(shù)相對較低，強(qiáng)度稍高。在容重150-180kg/ m3之間時，導(dǎo)熱系數(shù)可以控制在0.062w/m.k以內(nèi)。
以上兩種材料的具有突出的防火性，同時又具有無機(jī)材料脆性的特征，加上導(dǎo)熱系數(shù)偏高，膨脹變形應(yīng)力主要集中于板縫處，容易出現(xiàn)因應(yīng)力集中出現(xiàn)的板縫開裂現(xiàn)象。因此，發(fā)泡水泥和泡沫玻璃不適合采用薄抹灰工藝在北方地區(qū)大面積應(yīng)用。經(jīng)過試驗驗證，可以應(yīng)用于聚苯板薄抹灰工藝的防火隔離帶材料。
3.4 無機(jī)保溫砂漿的應(yīng)用分析
無機(jī)保溫漿料在建筑保溫工程的應(yīng)用歷史較長，最早開展的建筑節(jié)能執(zhí)行30%的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，曾大量應(yīng)用于內(nèi)保溫工程。后來隨著建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高加上無機(jī)保溫漿料的吸水率高，保溫效果不容易控制等缺陷而逐步下降。無機(jī)保溫砂漿中目前表現(xiàn)較好的是以膨脹?；⒅闉橹饕毓橇匣旌纤?、可再分散粉、抗裂纖維等材料形成的?；⒅楸貪{料。較以往以開孔為主的珍珠巖保溫骨料，膨脹?；⒅榫哂休^高閉孔率、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)有所降低。玻化微珠保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)可以控制在0.07w/m.k以內(nèi)，但與有機(jī)高效的保溫材料相比，還有較大差距。
因此，以膨脹?；⒅闉榇淼臒o機(jī)保溫砂漿系統(tǒng)在北方地區(qū)實現(xiàn)節(jié)能65%的設(shè)計要求，其厚度會超過100mm，這顯然是不適合在北方地區(qū)大面積應(yīng)用的。根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)和炎熱地區(qū)的節(jié)能設(shè)計要求，在南方地區(qū)應(yīng)用比較適合。一般30-50mm即可滿足現(xiàn)行階段A級防火與保溫的雙重要求。但對無機(jī)保溫砂漿的吸水率的控制也非常必要。不做憎水處理的無機(jī)保溫砂漿后期容易出現(xiàn)因反復(fù)干濕交替導(dǎo)致的干縮裂縫。吸水率高在冬季低溫季節(jié)也容易出現(xiàn)凍融的破壞，使保溫工程出現(xiàn)空鼓、開裂、滲水等工程弊病。
3.5 對無機(jī)相變保溫材料的應(yīng)用分析
無機(jī)相變材料在建筑外墻保溫工程中的應(yīng)用一直存在爭議。以無機(jī)材料為主要載體添加一定比例的相變材料形成的無機(jī)相變保溫材料，通過現(xiàn)場抹涂施工，最后一道抹涂時壓入耐堿網(wǎng)布。提供相變保溫材料的企業(yè)一般介紹40-50mm即可實現(xiàn)建筑節(jié)能65%設(shè)計要求，這一點是值得懷疑的。根據(jù)相變機(jī)理，當(dāng)超過一定溫度時，固體相向液相轉(zhuǎn)變，材料吸熱;當(dāng)溫度降低到一定溫度時材料由液相向固體相轉(zhuǎn)變開始放熱，通過吸熱和放熱維持一定空間的溫度保持相對穩(wěn)定。根據(jù)這一原理，相變材料在日本最早應(yīng)用于溫室大棚中。相變材料的相變溫度一般選擇15℃以上。白天吸收太陽熱，晚上釋放熱量，延長大棚內(nèi)適合蔬菜生長的溫度段。
有專門研究相變材料的專家表示，國內(nèi)把相變材料應(yīng)用于室外做保溫是與相變機(jī)理不適合的。在北方地區(qū)冬季室外平均氣溫一般低于5℃甚至0℃。相變材料已經(jīng)不再發(fā)生很少發(fā)生相變。即便是相變放熱也只能向大氣中釋放，對室內(nèi)溫度的提升沒有作用。按照傳統(tǒng)的熱工測試方法，相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)在0.10w/m.k左右，比無機(jī)保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)還要高。
因此，相變保溫材料目前在應(yīng)用上存有較多爭議，缺少相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計依據(jù)。作為A級保溫防火材料的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎對待。
綜上所述，A級保溫材料雖然較多，但各有利弊。綜合分析可以看出，目前階段，作為建設(shè)和設(shè)計單位執(zhí)行公安部65號文的要求，A級防火外保溫工程可選的材料并不多。北方地區(qū)采用巖棉保溫系統(tǒng)，南方夏熱冬冷地區(qū)和炎熱地區(qū)采用無機(jī)保溫砂漿系統(tǒng)是綜合性比較相對合適的方案。
