及以上高層住宅保溫及防火構(gòu)造做法初探

1、100 m 及以上高層住宅保溫及防火構(gòu)造做法初探 文 / 張大昕張方摘要：文中針對高層住宅外保溫系統(tǒng)防火新規(guī)定，提出了內(nèi)外保溫相結(jié)合的一種新的構(gòu)造做法。外 保溫采用建筑保溫砂漿及護(hù)面層做法、內(nèi)保溫采用 EPS 板與紙面石膏板復(fù)合的復(fù)合保溫板 做法，使外墻外保溫材料燃燒性能達(dá)到 A 級(jí)不燃，內(nèi)保溫復(fù)合保溫板燃燒性能滿足規(guī)范要 求，內(nèi)外保溫做法能夠達(dá)到節(jié)能 65的效果。關(guān)鍵詞：高層住宅；防火；保溫；內(nèi)外保溫構(gòu)造為了有效防止建筑外保溫系統(tǒng)火災(zāi)事故發(fā)生，2009 年 9 月 25 日公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合頒 發(fā)了“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

2、號(hào)文件（以下簡稱防火規(guī)定），對于現(xiàn)存大量建設(shè)的非幕墻式高層住宅建筑，其中有一條規(guī)定是“高度100 m 的建筑，外保 溫材料的燃燒性能應(yīng)為 A 級(jí)”，同時(shí)應(yīng)考慮外保溫系統(tǒng) 其他性能也能滿足建筑節(jié)能等各方面的要求。而在 JGJ 144- 2004外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程中所提出 的“EPS 板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)”等 5 種系統(tǒng)構(gòu)造所 采用的保溫材料全部為絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS），其燃燒性能要求按 GB 86241997建筑材料 燃燒性能分級(jí)方法分級(jí)應(yīng)為 B2 級(jí)，不符合新的防火 規(guī)定要求。用做外保溫系統(tǒng)的其他有機(jī)材料，如絕熱 用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）、噴涂或預(yù)制聚氨酯硬 泡體保

3、溫材料、絕熱用硬質(zhì)酚醛泡沫制品（PF）等，燃燒 性能均不能達(dá)到 A 級(jí)；膠粉聚苯顆粒漿料燃燒性能為 B1 級(jí)等。總之，目前看來有機(jī)保溫材料尚無達(dá)到 A 級(jí) 要求的材料可以使用。一般情況下只有采用建筑保溫 砂漿、巖棉、礦棉和玻璃棉以及泡沫玻璃等這些無機(jī)保 溫材料時(shí)，其燃燒性能才能夠滿足 A 級(jí)不燃級(jí)別的要 求。在無機(jī)保溫材料中，巖棉、礦棉和玻璃棉用于外墻 保溫原材料性能、構(gòu)造做法、系統(tǒng)耐久性等還要有大量工作要做，當(dāng)前大面積使用還不夠成熟；泡沫玻璃一是材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏大一些，外保溫做法工程造價(jià)偏高 一些；我們認(rèn)為當(dāng)前采用建筑保溫砂漿外保溫做法較 為適宜。但由于建筑保溫砂漿有以下缺點(diǎn)：一是導(dǎo)熱系 數(shù)

4、偏大；二是施工時(shí)濕作業(yè)且不能抹的太厚，這樣僅靠 保溫砂漿做外保溫達(dá)不到節(jié)能 65的要求。為此，本文 設(shè)想采用外墻內(nèi)外保溫做法，即外墻外保溫主體墻體外墻內(nèi)保溫的構(gòu)造做法，符合防火規(guī)定對使用 保溫材料 A 級(jí)不燃的要求，外墻內(nèi)保溫又能與外保溫 一起可以滿足三步節(jié)能 65的要求。墻體構(gòu)造以鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅為例，墻體基 本構(gòu)造見圖 1。外墻外保溫做法本構(gòu)造做法由界面層、保溫層、護(hù)面層和飾面層構(gòu) 成。內(nèi)部無空腔，其保溫層除了具有一定的保溫性能 外，還有較高的密實(shí)度保證了強(qiáng)度，又因蓄熱系數(shù)的增 大使其具有較好的熱穩(wěn)定性和隔熱性能；護(hù)面層是用 耐堿玻璃纖維網(wǎng)布增強(qiáng)的抹面膠漿；飾面層可采用涂 料。

5、界面層基層為混凝土墻時(shí)，涂刷界面砂漿或界面劑（其他 墻體可以涂刷專用界面劑）。一般界面砂漿性能指標(biāo)見 表 1。用膨脹聚苯乙烯板抹面膠漿的要求；玻纖網(wǎng)布應(yīng)達(dá)到JC 561.2- 2006增強(qiáng)用玻璃纖維網(wǎng)布第 2 部分：聚合 物基外墻外保溫用玻璃纖維網(wǎng)布的要求。表 2 建筑保溫砂漿硬化后的力學(xué)性能表 1 界面砂漿性能指標(biāo) MPa壓剪粘結(jié)強(qiáng)度性能指標(biāo)試驗(yàn)方法原強(qiáng)度 耐水強(qiáng)度耐凍融強(qiáng)度0.700.500.50JG 1582004保溫層采用無機(jī)保溫砂漿，以膨脹珍珠巖、玻化微珠或膨 脹蛭石和膠凝材料為主要成分，摻加其他功能組分制 成的用于建筑物墻體保溫的干拌混合物。使用時(shí)需加 適當(dāng)面層。保溫砂漿外觀應(yīng)為均

6、勻、干燥無結(jié)塊的顆粒 狀混合物；采用型保溫砂漿時(shí)，其堆積密度應(yīng)250，項(xiàng)目技術(shù)要求（型）干密度 （/ kgm- 3）240300抗壓強(qiáng)度 P/MPa0.20導(dǎo)熱系數(shù) （平均溫度25）（/ Wm- 1K- 1）0.70線收縮率 /0.30壓縮粘結(jié)強(qiáng)度 P/kPa50燃燒性能級(jí)別應(yīng)符合 GB 8624 規(guī)定的 A 級(jí)要求放射性天然放射性核素鐳266、釷232、鉀40 的放射性比活動(dòng)應(yīng)同時(shí)滿足 IRa1.0和 I71.0抗凍性15 次凍融循環(huán)后質(zhì)量損失率應(yīng)5抗壓強(qiáng)度損失率應(yīng)25軟化系數(shù)有耐水性要求時(shí)應(yīng)0.50飾面層可采用涂料飾面，并使用彈性外墻膩?zhàn)?，性能指?biāo) 達(dá)到 GB/T 23455- 2009

7、聚合物水泥防水涂料 的要 求，以防止飾面層開裂。系統(tǒng)性能系統(tǒng)性能應(yīng)達(dá)到 JGJ 144- 2004外墻外保溫工程 技術(shù)規(guī)程中對系統(tǒng)性能的要求。外墻使用預(yù)拌保溫砂漿有以下優(yōu)點(diǎn)。kg/m3，應(yīng)不含石棉纖維；加水后拌和物的分層度應(yīng)（1）保溫砂漿所用的膨脹珍珠巖、玻化微珠或膨脹20 mm。用保溫砂漿對外墻外表面做保溫層時(shí)，一般在混凝土墻體找平后，可以分兩次將其抹好，每遍抹灰厚 度不超過 20 mm，總厚度控制在 4045 mm 以內(nèi)。建 筑保溫砂漿硬 化后的力學(xué)性能應(yīng)達(dá)到 GB/T20473- 2006建筑保溫砂漿中對型砂漿的要求。見表 2。護(hù)面層抹面膠漿施工應(yīng)在無機(jī)保溫砂漿保溫層基本硬化 后（一般為

8、 2 d）進(jìn)行。抹面膠漿應(yīng)分遍抹灰，第 1 遍厚 度 1.52.0 mm，壓入耐堿玻纖網(wǎng)布，待第 1 遍抹面膠 漿基本硬化后再抹第 2 遍，總厚度不超過 6 mm，建筑 物底層墻面護(hù)面層內(nèi)應(yīng)采用耐堿加強(qiáng)型網(wǎng)布增強(qiáng)。抹 面膠漿性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到 JC/T 9932006外墻外保溫蛭石和膠凝材料等集料形成良好的膠質(zhì)骨架，具有較 高的機(jī)械強(qiáng)度，其耐老化性、耐候性、耐凍融、抗沖擊、 抗風(fēng)壓性能良好。（2）保溫砂漿絕大部分使用無機(jī)材料，具有無毒、保溫、不燃、防火等優(yōu)良性能。（3）保溫砂漿與普通水泥砂漿施工方法基本相同， 對基層平整度要求較低，與基層粘結(jié)性能好，施工方 便，界面無接縫，省時(shí)省工。（4）全部采用

9、抹灰工藝，可用同一種材料對建筑物 的柱、圈梁以及特殊造型等易產(chǎn)生熱橋的部位進(jìn)行處 理，操作簡單，能有效減少附加熱損失。（5）保溫砂漿工業(yè)化生產(chǎn)、應(yīng)用電腦控制，計(jì)量準(zhǔn) 確，質(zhì)量穩(wěn)定。（6）性價(jià)比高，應(yīng)用范圍廣，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較好。這樣做既解決了外保溫材料防火問題，又解決了 外墻一部分保溫要求及結(jié)構(gòu)熱橋問題且對工程造價(jià)不 會(huì)帶來多大影響。以后，還可以考慮通過大量試驗(yàn)，進(jìn) 一步研究解決外墻飾面粘貼陶瓷墻面磚的難題。外墻內(nèi)保溫做法外墻內(nèi)保溫做法是在工廠將膨脹聚苯板（EPS）與 紙面石膏板粘合成復(fù)合保溫板 （以下簡稱復(fù)合保溫 板），將板材運(yùn)至工程現(xiàn)場，用膠粘劑（也可以用粘結(jié) 膏）固定于外墻內(nèi)表面，同

10、時(shí)形成紙面石膏板飾面層， 不必再做濕作業(yè)的抹灰層。工地一次粘貼施工，僅使用 嵌縫膏及接縫紙帶處理接縫即可。因復(fù)合保溫板在工 廠加工，質(zhì)量有保證；現(xiàn)場工序、工料也較簡單，靈活快 速，易掌握、易操作、易控制。復(fù)合保溫板完成面平整順 直，對安裝工人技術(shù)要求低。在室內(nèi)施工，不受氣候影 響，也無需腳手架配合。詳圖設(shè)計(jì)時(shí)可以參考國家建筑 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集 06J 9082公共建筑節(jié)能構(gòu)造圖集。（1）膠粘劑應(yīng)符合 JC/T 992- 2006墻體保溫用膨脹聚苯乙烯板膠粘劑的要求。（2）保溫、飾面層即復(fù)合保溫板，其 EPS 板應(yīng)符合 GB/T 10801.12002絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料 的“阻燃型”板要求，

11、本文中采用的 EPS 板厚度為 50 mm（厚度可以按保溫不同設(shè)計(jì)要求選用）；紙面石膏板 應(yīng)符合 GB/T 97751999紙面石膏板的要求,石膏 板的厚度一般為 12 mm；復(fù)合保溫板的性能指標(biāo)可參 照 JG/T 1592004外墻內(nèi)保溫板及工程要求制定 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)符合表 3 的要求。表 3 復(fù)合保溫板的性能指標(biāo)項(xiàng)目性能指標(biāo)抗沖擊性2.5J 級(jí)膠粘劑與 EPS 板的粘結(jié)強(qiáng)度 P/MPa0.06燃燒性能B1 級(jí)復(fù)合保溫板的燃燒性能當(dāng)前復(fù)合保溫板的燃燒性能應(yīng)滿足國家現(xiàn)行規(guī)范 的要求；同時(shí)要清楚其燃燒性能分級(jí)應(yīng)如何對應(yīng)。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB 504112007 建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第 3

12、.2.3 條規(guī)定：“建筑節(jié)能工程使 用材料的燃燒性能等級(jí)和阻燃處理，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50045高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī) 范、GB 50222 建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范 和 GB50016建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范等的規(guī)定”。復(fù)合保溫板作為外墻內(nèi)飾面應(yīng)符合 GB 5022295 （2001 版）建筑 內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范 中對高層民用建筑內(nèi)部各部 位裝修材料的燃燒性能等級(jí)的要求不應(yīng)低于“ 表3.3.1”的規(guī)定。表中對于普通住宅和高級(jí)住宅（帶空調(diào) 系統(tǒng)的）的墻面要求達(dá)到 B1 級(jí)（燃燒性能分級(jí)還是按 原 GB 86241997 的規(guī)定進(jìn)行分級(jí)的）。對于復(fù)合保溫板是按 EPS 板與石膏板各

13、自的燃燒 性能考慮還是按復(fù)合保溫板做為整體考慮，在現(xiàn)行國 家標(biāo)準(zhǔn)中涉及內(nèi)部裝修防火要求的規(guī)定是以整個(gè)系統(tǒng) 的燃燒性能而不是以其中的某種材料的燃燒性能來界 定的。比如，在 GB 5022295（2001 版）中，其試驗(yàn)方 法在附錄 A 中表述為“對墻面等材料按現(xiàn)行的有關(guān)建 筑材料燃燒性能國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試和分級(jí)，一般情況 下應(yīng)將飾面層連同基材一并制取試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以做 出整體評價(jià)。這要由專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)檢測測定?！逼?3.0.8 條再次強(qiáng)調(diào)“復(fù)合型裝修材料應(yīng)由專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行 整體測試并劃分其燃燒性能等級(jí)?！睏l文說明中解釋 為“如一些隔音、保溫材料與其他不燃、難燃材料 復(fù)合形成一個(gè)整體復(fù)合材料時(shí)，對此

14、不宜簡單地認(rèn)定 這種組合做法的燃燒性能等級(jí)，應(yīng)進(jìn)行整體試驗(yàn)和合 理驗(yàn)證。”對于外墻內(nèi)保溫做法也可以按照上述整體試 驗(yàn)方法來判定其燃燒性能是否滿足防火要求。復(fù)合保溫板作為整體是否能夠達(dá)到 B1 級(jí)有的企 業(yè)已經(jīng)按照新頒布的 GB 86242006 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了復(fù) 合保溫板燃燒性能分級(jí)的測試。如 2007 年 9 月，某企 業(yè)對絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板與紙面石膏板組 成的復(fù)合保溫板委托國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn) 中心進(jìn)行了燃燒性能分級(jí)檢測。檢測結(jié)果為“該制品燃 燒性能符合 B 級(jí)的規(guī)定要求，附加分級(jí)符合 s1、d0、t0 級(jí)的規(guī)定要求。按 GB 86242006 判定該制品燃燒性 能達(dá) 到 B

15、s1，d0，t0 級(jí) ”。 以上測試結(jié)果是按 GB86242006 的新的分級(jí)給出的。這個(gè)結(jié)果如何與 GB5022295建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2001 版）的燃燒性能分級(jí)原標(biāo)準(zhǔn) GB 86241997 中的 B1 級(jí)對 應(yīng)，2007 年 5 月 20 日公安部以公消 （2007）182 號(hào)文 下發(fā)了關(guān)于實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn) GB 86242006“建筑材料 制品燃燒性能分級(jí)”若干問題的通知其中講到：由于 GB 86242006 與舊版 GB 86241997 在原理、分 級(jí)結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)方法等方面有較大差異，為確保新舊標(biāo)準(zhǔn) 體系平穩(wěn)過渡，在現(xiàn)行國標(biāo) GB 5022295建筑內(nèi)部 裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范、GB

16、 5004595 （2005 年版）高 層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、GB 500162006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 中關(guān)于材料燃燒性能的規(guī)定是與 GB86241997 的分級(jí)方法相對應(yīng)的。在目前上述規(guī)范尚未完成相應(yīng)修訂的情況下，為保證現(xiàn)行規(guī)范和 GB86242006 的順利實(shí)施，各地可暫參照以下分級(jí)對比 關(guān)系：即按 GB 86242006 檢測，判斷為 A1 級(jí)和 A2 級(jí)的、判斷為 B 級(jí)和 C 級(jí)的、判斷為 D 級(jí)和 E 級(jí)的分 別對應(yīng)于 GB 86241997 的 A 級(jí)、B1 級(jí)、B2 級(jí)。待有 關(guān)規(guī)范修訂后，按規(guī)范相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。依據(jù)上述通知，復(fù)合保溫板的燃燒性能分級(jí)達(dá)到 了 GB 862420

17、06 的 Bs1，d0，t0 級(jí)，即達(dá)到了 GB86241997 的 B1 級(jí)的要求，也就能夠滿足建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 5022295 （2001 版）3.3.1表 4 外墻內(nèi)外保溫系統(tǒng)做法的熱工計(jì)算外墻類型厚度 h/mm導(dǎo)熱系數(shù) /（Wm- 1K- 1）蓄熱系數(shù) S/(Wm- 2K- 1)熱阻值 R/(m2KW- 1)熱惰性指標(biāo)導(dǎo)熱系數(shù)的修正系數(shù) 無機(jī)保溫砂漿400.0702.3000.4971.1431.150鋼筋混凝土2001.74017.2000.1151.9771.000膨脹聚苯板500.0410.3301.0160.3661.200紙面石膏板120.3305.2800.03

18、60.1921.000墻體各層之和3021.6643.68墻體熱阻 Ro=Ri+R+Re= 1.814 (m2K)/W系統(tǒng)總傳熱系數(shù) Kp=1/Ro= 0.55 W/(m2K)太陽輻射吸收系數(shù) =0.70條對高層住宅墻面的防火要求。外墻內(nèi)外保溫系統(tǒng)做法的熱工計(jì)算從表 4 可以看出系統(tǒng)總傳熱系數(shù) R0 為 0.55 W/ (m2K)能夠滿足天津地區(qū)高層住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù) 限值的要求。初步結(jié)論（1）在當(dāng)前既要滿足防火規(guī)定要求又要達(dá)到節(jié) 能 65要求的情況下，對于高層住宅的內(nèi)外保溫做法 是一個(gè)較為可行的構(gòu)造做法。外墻外保溫做法滿足了防火規(guī)定A 級(jí)要求，內(nèi)保溫做法滿足了 GB 5022295（2001 年版）對于防火的要求，同時(shí)采用內(nèi)外保溫做 法，可以達(dá)到節(jié)能 65的要求。（2）外墻內(nèi)外保溫做法與通常采用的“EPS 板薄抹 灰外墻外保溫系統(tǒng)”做法兩者的墻體總厚度比較，保溫 性能基本相同的情況下，外墻內(nèi)外保溫做法只增加了1418 mm，但施工方便、質(zhì)量容易控制。如果采用XPS 板做為保溫層時(shí)還可以使墻體減