民用建筑常見保溫材料設(shè)計分析

民用建筑常見保溫材料設(shè)計分析

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

關(guān)鍵詞：民用建筑；設(shè)計；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，即圍護結(jié)構(gòu)所需的保溫材料。其中圍護結(jié)構(gòu)分為外圍護及內(nèi)部房間圍護。

1.1外圍護

（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。關(guān)于此我做過調(diào)研，華東區(qū)域超80%項目均采用的倒置式屋面，倒置式屋面有三大硬性指標，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.080，壓縮強度≥150KP，設(shè)計厚度應(yīng)在計算厚度的基礎(chǔ)上增加25%。

（3）架空或外挑樓板

個別項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有機保溫材料

用植物性的原料、有機高分子原料經(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，常見保溫材料如：聚苯板、聚氨酯板等。

2.2無機保溫材料

無機保溫材料一般為礦物類的材料經(jīng)加工而成，無機保溫材料多呈纖維狀、粒狀和多孔狀，具有不腐蝕、不燃燒、不蟲蛀和價格便宜等優(yōu)點。常見的無機保溫材料有：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有機無機復(fù)合保溫材料

視成分配比燃燒性能不同，一般最低B1級，最高A2級。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，實際項目建議采用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，設(shè)計需要B1級時應(yīng)特別明確，如預(yù)制夾心保溫墻板中所需的應(yīng)為B1級。

3)強度、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，提高粘接強度，實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)細石混凝土及鋼絲網(wǎng)片，此時XPS板與混凝土直接黏連，其粘結(jié)強度極低；混凝土養(yǎng)護成型后，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)選用壓縮強度高、吸水率低的硬質(zhì)保溫材料，優(yōu)選50厚EPS、30厚XPS。

實際項目看下來，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，因為平整度確實難以控制，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。

綜合指標與苯板差別不大，價格較高，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)飾面層嚴禁采用飾面磚。（巖棉系統(tǒng)特點就是透氣好，面磚幾乎不透氣，采用涂料飾面時也應(yīng)采用透氣性好的涂料。）

3)強度（安全性）：

巖棉板層間強度很差，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度，所以出于強度方面考慮，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，系統(tǒng)保溫保溫層材料應(yīng)選用巖棉帶或巖棉帶組合板。（本身巖棉板抗拉強度即不足，采用蒸壓加氣混凝土墻體時，錨栓抗拉拔強度較低，巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓所需錨栓數(shù)量較多，而過多的錨栓對基墻不利。）

用于板下保溫時，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)點作輔助性保溫。

20厚的無機保溫砂漿+40厚的細石混凝土的構(gòu)造做法，可以達到層間樓板2.0的k值，但難以達到撞擊聲隔聲值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、拉伸及剪切強度低，吸水率大；

導(dǎo)熱系數(shù)類似保溫砂漿，指標相對較大；

板材制作采用強氧化發(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，一些廠家對這類材料的配方和質(zhì)量控制不精確，再加上市場競爭激烈，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)泡促進劑等，經(jīng)過細粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過高溫熔化，發(fā)泡、退火而制成的無機非金屬玻璃材料。

原材料主要為玻璃，經(jīng)過高溫?zé)?，理論指標強度很高，很脆易破裂，存在?yīng)力集中的現(xiàn)象，隨時可能爆發(fā)，運輸及安裝均容易受損。

吸水率極低；導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)勢不大，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級材料與泡沫聚苯乙烯等按比例融合而成。該類材料強度普遍增大，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

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，圍護材料產(chǎn)生拉應(yīng)力；

風(fēng)壓：負風(fēng)壓力對外保溫系統(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)計構(gòu)造：分隔處理，純點粘結(jié)方式下保溫系統(tǒng)負風(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。

面對常犯的事故，設(shè)計師要重視設(shè)計的準確性及完整性。

1)保溫材料首先應(yīng)具備現(xiàn)行的國家、行業(yè)或地方的規(guī)范、標準或文件方可選用，其次須注明相應(yīng)的合法圖集，其作為圖紙的一部分可補充做法中的未盡事宜。若無現(xiàn)行國家或地方圖集，應(yīng)在設(shè)計中增加與設(shè)計相關(guān)的所有節(jié)點及說明，以保證工程設(shè)計的完整性、準確性；若同時不具備相應(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)計問題上合理合法，且同樣須增加相關(guān)節(jié)點和說明。

2)保溫材料的選用應(yīng)兼顧不同的行業(yè)、國家、地方標準，規(guī)范間有沖突的盡量從嚴處理或按照效力強的規(guī)范執(zhí)行。

3)保溫材料設(shè)計參數(shù)應(yīng)準確，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，強度、導(dǎo)熱系數(shù)等不盡相同，應(yīng)準確交代其適用位置，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

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標相關(guān)的指標,還要看它吸水率、透氣性、粘結(jié)強度、抗拉強度、抗壓強度、防火性能、環(huán)保性、使用壽命等是否符合設(shè)計要求。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,各項指標能綜合平衡以符合保溫工程的要求的時候,從設(shè)計角度即是成立的。

參考文獻：

[1]《模塑