民用建筑常見保溫材料設(shè)計(jì)分析

民用建筑常見保溫材料設(shè)計(jì)分析

摘要：當(dāng)前，各類建筑材料不斷涌入市場(chǎng)，保溫材料琳瑯滿目，讓人不知如何正確選擇。設(shè)計(jì)師能準(zhǔn)確了解材料性能本質(zhì)、對(duì)前期材料的決策及設(shè)計(jì)順利推進(jìn)均有較大的幫助。本文將帶大家了解常見保溫材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，希望能幫助大家對(duì)保溫設(shè)計(jì)有更準(zhǔn)確的把控

關(guān)鍵詞：民用建筑；設(shè)計(jì)；保溫；材料；選擇；應(yīng)用

1、保溫材料概念及用處

保溫材料一般是指導(dǎo)熱系數(shù)≤0.12W/(m·K)的材料，應(yīng)用了保溫材料，能有效的防止和減少相關(guān)建筑的熱量散失，具有保溫隔熱的效果。

保溫材料的用處很多，文章主要來探討用于建筑物的保溫材料，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需的保溫材料。其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為外圍護(hù)及內(nèi)部房間圍護(hù)。

1.1外圍護(hù)

（1）外墻

按照保溫層與外墻的位置關(guān)系我們可分為：外保溫、內(nèi)保溫、內(nèi)外復(fù)合保溫、夾心保溫（預(yù)制夾心、砌塊夾心）及自保溫等。

（2）屋面

從保溫層與防水層的位置關(guān)系來說，一般可以分為正置式屋面及倒置式屋面兩種，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)于此我做過調(diào)研，華東區(qū)域超80%項(xiàng)目均采用的倒置式屋面，倒置式屋面有三大硬性指標(biāo)，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.080，壓縮強(qiáng)度≥150KP，設(shè)計(jì)厚度應(yīng)在計(jì)算厚度的基礎(chǔ)上增加25%。

（3）架空或外挑樓板

個(gè)別項(xiàng)目可能存在架空或外挑樓板，保溫層視情況可置于板面或板下。

1.2內(nèi)部

（1）分戶樓板

分戶樓板保溫一般采用苯板板上保溫，不建議選用保溫砂漿，其撞擊聲難滿足要求。

（2）分戶墻

分戶墻厚度基本上為200厚，一般兩側(cè)做少量的保溫砂漿即可滿足限值要求。

2、保溫材料的分類

2.1有機(jī)保溫材料

用植物性的原料、有機(jī)高分子原料經(jīng)加工而制成的保溫材料，一般保溫性好，防水性好，阻燃型差。

燃燒性能為B2或B1級(jí)，常見保溫材料如：聚苯板、聚氨酯板等。

2.2無機(jī)保溫材料

無機(jī)保溫材料一般為礦物類的材料經(jīng)加工而成，無機(jī)保溫材料多呈纖維狀、粒狀和多孔狀，具有不腐蝕、不燃燒、不蟲蛀和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。常見的無機(jī)保溫材料有：巖棉板（帶）、保溫砂漿、保溫漿料、真空絕熱板、礦物纖維、膨脹珍珠巖板、保溫砌塊等

2.3有機(jī)無機(jī)復(fù)合保溫材料

視成分配比燃燒性能不同，一般最低B1級(jí)，最高A2級(jí)。常見的保溫材料如：硅微粉改性聚苯顆粒不燃保溫板、硅墨烯保溫板、石墨乙烯板、硅巖板及復(fù)合保溫板等。

3、常見保溫材料設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1聚苯板

1)導(dǎo)熱系數(shù)：介于0.030-0.039之間，性能比較好。

2)防火性：

EPS板B033型在防火性能方面優(yōu)于B039型，實(shí)際項(xiàng)目建議采用B033型，如安徽等地禁止B039型EPS板用于薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)；

XPS板最小燃燒性能為B2級(jí)，設(shè)計(jì)需要B1級(jí)時(shí)應(yīng)特別明確，如預(yù)制夾心保溫墻板中所需的應(yīng)為B1級(jí)。

3)強(qiáng)度、吸水率、透氣性

XPS可粘接性較差，溫度變形應(yīng)力較大，用在外墻時(shí)需選用毛面板或者帶表皮的開槽板，主要考慮通過拉毛或開槽處理后，比表面積增大，有效粘接面積增大，砂漿嵌入表面凹處，提高粘接強(qiáng)度，實(shí)際情況看下來外墻保溫開裂、脫落的情況比比皆是。

XPS吸水率低，透氣性差，室內(nèi)容易發(fā)霉。

EPS及XPS強(qiáng)度好，均可用作樓地面保溫材料，但目前XPS保溫板應(yīng)用樓地面保溫隔聲開裂現(xiàn)象較為普遍，某些地方限制采用，如浙江湖州等。

專家解釋原因如下：

當(dāng)XPS板鋪設(shè)后，其上隨即鋪設(shè)細(xì)石混凝土及鋼絲網(wǎng)片，此時(shí)XPS板與混凝土直接黏連，其粘結(jié)強(qiáng)度極低；混凝土養(yǎng)護(hù)成型后，隨水分揮發(fā)產(chǎn)生收縮首先發(fā)生在與四周墻的交界處，與墻體脫離，邊縫產(chǎn)生；隨混凝土水分繼續(xù)揮發(fā)，強(qiáng)度發(fā)展，收縮應(yīng)力在XPS板的表面集中，XPS板由于陳化期不足也在繼續(xù)收縮，且

收縮值遠(yuǎn)大于混凝土收縮值，與混凝土界面處不均勻脫離，發(fā)生不均布的空鼓，加上鋼絲網(wǎng)片搭接綁扎不合理，導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。

勒腳及地坪以下保溫材料應(yīng)選用壓縮強(qiáng)度高、吸水率低的硬質(zhì)保溫材料，優(yōu)選50厚EPS、30厚XPS。

實(shí)際項(xiàng)目看下來，XPS板用于外墻效果不好，如安徽等地禁止XPS板用于薄抹灰外墻，多用于屋面保溫。

3.2硬泡聚氨酯板

1)導(dǎo)熱系數(shù)低（0.024），熱工性能好，目前單一有機(jī)保溫板中最好的。

2)硬質(zhì)聚氨酯具有防潮、防水性能。閉孔率在90%以上，屬于憎水性材料，不會(huì)因吸潮增大導(dǎo)熱系數(shù)。

3)噴涂發(fā)泡聚氨酯不適合在以涂料、面磚為飾面的外保溫工程中，因?yàn)槠秸却_實(shí)難以控制，可粘貼性也較差。盡管不推薦在外墻薄抹灰領(lǐng)域，但是可用在以輕鋼龍骨復(fù)合的不透明墻體中。

綜合指標(biāo)與苯板差別不大，價(jià)格較高，應(yīng)用較少。

3.3巖棉板（帶）

1)導(dǎo)熱系數(shù)：較好，巖棉板0.040，巖棉帶0.048

2)吸水性及透氣性：

具有較大吸水率，壓縮強(qiáng)度低，不得用于混凝土結(jié)構(gòu)屋面保溫，可用于金屬屋面保溫；不可用于地下室保溫。

巖棉板（帶）薄抹灰系統(tǒng)飾面層嚴(yán)禁采用飾面磚。（巖棉系統(tǒng)特點(diǎn)就是透氣好，面磚幾乎不透氣，采用涂料飾面時(shí)也應(yīng)采用透氣性好的涂料。）

3)強(qiáng)度（安全性）：

巖棉板層間強(qiáng)度很差，巖棉帶由于改層狀纖維為垂直纖維，能夠顯著提高其抗拉強(qiáng)度，所以出于強(qiáng)度方面考慮，在保溫裝飾復(fù)合板里使用的巖棉一定要用巖棉帶。

基墻為蒸壓加氣混凝土砌塊墻時(shí)，系統(tǒng)保溫保溫層材料應(yīng)選用巖棉帶或巖棉帶組合板。（本身巖棉板抗拉強(qiáng)度即不足，采用蒸壓加氣混凝土墻體時(shí)，錨栓抗拉拔強(qiáng)度較低，巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓所需錨栓數(shù)量較多，而過多的錨栓對(duì)基墻不利。）

用于板下保溫時(shí)，不得采用薄抹灰系統(tǒng)，可借助龍骨或鋼筋頭等方式以防止其脫落。

綜合考慮巖棉板吸水性、強(qiáng)度及施工難度較大等特性外墻不建議采用巖棉板薄抹灰系統(tǒng)，如浙江、湖南、河南等地已有禁止。

3.4水泥基無機(jī)保溫砂漿

以膨脹?；⒅闉檩p骨料，以水泥、粉煤灰為膠凝材料，并摻加多種外加劑而形成單組份保溫砂漿。

強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高、吸水率高、厚度不易控制，受施工影響大，事故多發(fā)，已多地禁止用在外墻外側(cè)作為主體保溫系統(tǒng)使用，可用于局部節(jié)點(diǎn)作輔助性保溫。

20厚的無機(jī)保溫砂漿+40厚的細(xì)石混凝土的構(gòu)造做法，可以達(dá)到層間樓板2.0的k值，但難以達(dá)到撞擊聲隔聲值45dB的要求。

3.5發(fā)泡水泥板

發(fā)泡水泥板市面又稱泡沫混凝土、發(fā)泡混凝土等。將泡沫與水泥漿均勻混合，然后現(xiàn)澆施工或模具成型，形成的一種含有大量封閉氣孔的保溫材料。

易粉化，易開裂，抗壓、拉伸及剪切強(qiáng)度低，吸水率大；

導(dǎo)熱系數(shù)類似保溫砂漿，指標(biāo)相對(duì)較大；

板材制作采用強(qiáng)氧化發(fā)泡劑發(fā)泡，造成板材碳化，粉化速度快，耐久性差；生產(chǎn)技術(shù)門檻低，一些廠家對(duì)這類材料的配方和質(zhì)量控制不精確，再加上市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各廠家不斷降低成本和降低生產(chǎn)質(zhì)量，致使該產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)的名聲日趨變差，如安徽省已禁止其用在外墻外保溫系統(tǒng)中。

3.6泡沫玻璃板

泡沫玻璃板：碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進(jìn)劑等，經(jīng)過細(xì)粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過高溫熔化，發(fā)泡、退火而制成的無機(jī)非金屬玻璃材料。

原材料主要為玻璃，經(jīng)過高溫?zé)?，理論指?biāo)強(qiáng)度很高，很脆易破裂，存在應(yīng)力集中的現(xiàn)象，隨時(shí)可能爆發(fā)，運(yùn)輸及安裝均容易受損。

吸水率極低；導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)勢(shì)不大，厚度偏厚；與外墻面無法較好的融合，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，故外墻應(yīng)用案例較少，多應(yīng)用于屋面。

3.7復(fù)合保溫材料

1)如硅微粉版、硅巖板、硅墨烯板均為一定的A級(jí)材料與泡沫聚苯乙烯等按比例融合而成。該類材料強(qiáng)度普遍增大，導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.052左右，但是體積吸水率偏大，一般為6-8，比巖棉板還要高。

2)外保溫系統(tǒng)的在室外地面以上600mm高度范圍內(nèi)，基墻表面及抹面層表面應(yīng)設(shè)置聚合物水泥基防水涂層。不得用于倒置式屋面，可用于正置式屋面及樓板板面保溫。

4、注意事項(xiàng)

近年來大量的建筑外墻外保溫系統(tǒng)面臨耐久性失效的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，外墻外保溫病害表現(xiàn)形態(tài)有開裂、空鼓、起皮、粉化、脫落、瓷磚飾面泛堿、發(fā)霉、滲漏、易燃可燃等表現(xiàn)形態(tài)。

4.1外因

溫度：熱脹冷縮，圍護(hù)材料產(chǎn)生拉應(yīng)力；

風(fēng)壓：負(fù)風(fēng)壓力對(duì)外保溫系統(tǒng)的推力；

水及水蒸氣滲透：材料軟化、濕脹、凍融、冷凝結(jié)霜；

紫外光照：材料老化。

4.2內(nèi)因:

材料因素：材料本身不合格；相鄰材料間變形系數(shù)差異大；保溫材料、粘結(jié)材料、防護(hù)層材料匹配性差；

施工工藝：界面處理不到位，基層處理不良，網(wǎng)格布使用不當(dāng)，接縫處理不當(dāng)，施工條件不符合材料要求的溫濕度環(huán)境，分隔縫處理不當(dāng)?shù)龋?/p>

設(shè)計(jì)構(gòu)造：分隔處理，純點(diǎn)粘結(jié)方式下保溫系統(tǒng)負(fù)風(fēng)壓下易撕裂，錨栓設(shè)置不當(dāng)，飾面粘接劑與系統(tǒng)材料不匹配等。

面對(duì)常犯的事故，設(shè)計(jì)師要重視設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及完整性。

1)保溫材料首先應(yīng)具備現(xiàn)行的國(guó)家、行業(yè)或地方的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或文件方可選用，其次須注明相應(yīng)的合法圖集，其作為圖紙的一部分可補(bǔ)充做法中的未盡事宜。若無現(xiàn)行國(guó)家或地方圖集，應(yīng)在設(shè)計(jì)中增加與設(shè)計(jì)相關(guān)的所有節(jié)點(diǎn)及說明，以保證工程設(shè)計(jì)的完整性、準(zhǔn)確性；若同時(shí)不具備相應(yīng)的現(xiàn)行規(guī)范、圖集，可通過專家論證等有效手段讓材料的選擇和設(shè)計(jì)問題上合理合法，且同樣須增加相關(guān)節(jié)點(diǎn)和說明。

2)保溫材料的選用應(yīng)兼顧不同的行業(yè)、國(guó)家、地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范間有沖突的盡量從嚴(yán)處理或按照效力強(qiáng)的規(guī)范執(zhí)行。

3)保溫材料設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確，如同一種保溫材料用于薄抹灰外墻系統(tǒng)與用于保溫裝飾復(fù)合板墻體保溫系統(tǒng)中所需要的材料性能是有差異的，一般后者要求更高。

4)同一種材料不同的型號(hào)，強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等不盡相同，應(yīng)準(zhǔn)確交代其適用位置，如泡沫玻璃板，160型適用于墻面，180型適用于屋面

1.

結(jié)束語(yǔ)

因此,我們衡量一種保溫材料及其系統(tǒng),不能只看如導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率或透氣性等性等和和保溫材料保溫材料性性能指能指標(biāo)標(biāo)相關(guān)的指標(biāo),還要看它吸水率、透氣性、粘結(jié)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、防火性能、環(huán)保性、使用壽命等是否符合設(shè)計(jì)要求。換句話說:一種保溫材料及其系統(tǒng),只有它的綜合性能優(yōu)異,各項(xiàng)指標(biāo)能綜合平衡以符合保溫工程的要求的時(shí)候,從設(shè)計(jì)角度即是成立的。

參考文獻(xiàn)：

[1]《模塑