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发布日期:2017-10-12 00:00 来源:http://www.fashion61.com 点击:

一、前言

    公共建筑一般幕墙结构居多,建筑幕墙分为透明和非透明建筑幕墙,本文指的是非透明幕墙,主要讨论公共建筑中采用石材幕墙和金属幕墙饰面的外墙保温技术。

    建筑幕墙的保温材料一般设置在外墙和幕墙之间(纯装饰幕墙除外),保温层不直接暴露在室外,单纯从节能保温角度来说,保温材料可选择的范围很广;但是考虑到建筑保温的消防要求,公共建筑对外墙保温材料的选择反而要更加严格。因为公共建筑的幕墙式结构,保温层和外饰面层不是紧密结合成为一体,一旦保温材料燃烧,外墙和幕墙之间的空腔会因烟囱效应而加剧火势的蔓延。

2011年2月4日沈阳皇朝万鑫酒店的火灾就是公共建筑在使用中发生火灾的典型案例,建筑幕墙内保温层因从小火迅速蔓延,导致整栋建筑的保温层在建筑幕墙内迅速烧光,并蔓延到了室内,造成重大经济损失。

二、材料简介

目前适用于幕墙式建筑的保温材料,主要是各种无机纤维棉类保温材料,这类材料因其A级不燃及良好的保温性能,非常适合幕墙式建筑。

所以,当前大量的采用幕墙结构的公共建筑都准备或已经采用了无机棉类保温材料,但是很多人对无机棉的分类及各种材料间的性能差别却知道不多,甚至有些设计师在设计图纸上笼统的注明“矿棉保温板”,这样导致了很多业主单位在进行保温材料的选择上陷入困惑。

本文就针对无机棉保温材料的分类和性能差别进行详细的对比,以使更多业主方在进行外墙保温材料的选择上有明确的认识。

无机棉类保温材料主要为岩棉板和玻璃棉板,这类保温材料主要靠超细的无机纤维以及纤维中间的不可流动的空气来达到保温效果,保温原理类似于棉被。因此,保温效果决定于材料容重的高低,容重过高或过低,都会导致保温效果的下降。

这类保温材料主要依靠酚醛胶粘剂来定型,因此,过高的容重也会导致保温材料中酚醛胶粘剂增加,从而直接导致保温材料燃烧热值的增加,不利于保温层的防火性能,试验证明,过高含胶量的岩棉制品其燃烧分级部分甚至达不到均质制品的A级。

三、材料对比说明

玻璃棉板中的玻璃棉是玻璃纤维的一种,采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿物为主要原料,配合纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃,在熔化状态下离心甩成絮状细纤维,通过粘接剂定型成为,纤维长度一般在20cm左右,纤维和纤维之间为立体交叉,制品整体性能好,受力后回弹性能良好。

岩棉板中的岩棉是矿渣棉的一种,采用天然岩石为主要原料,经高温熔化纤维化制成的无机质纤维。岩棉板通过把岩棉纤维喷胶后层层堆积,达到厚度后压制定型而成,纤维长度一般小于4cm,纤维层层排列,岩棉板容易分层,整体性能差。

两种保温材料的性能差异见表:

表一                   玻璃棉板和岩棉板性能比较

性能

玻璃棉板

岩棉板

原材料

高纯度,接近于玻璃

低纯度

保温效果最优容重(kg/m3

40左右最优,容重增加,保温效果增加不明显

140左右

杂质(未熔融渣球含量)

0

产品标准要求≤10%

一般产品为5-15%

纤维性能

纤维长度为20cm左右

强度高,弹性好

纤维长度小于4cm

纤维容易折断

保温板力学性能

纤维立体交叉排列

板材整体性能好

分层压制

容易分层

耐久性能

耐久性好

纤维容易风化,粉化

耐水性能

憎水

憎水剂失效后可长期耐水

部分制品只是表面憎水

遇水变形 失重

    总结上述各物理性能的比较,下面主要针对与工程实际使用息息相关的性能差异进行分析:

1)保温板力学性能差异

由于无机棉类保温材料只是依靠靠锚固钉简单锚固固定,因此,保温板本身的力学性能决定着保温层的力学性能。无机棉类保温板的主要力学性能有施工性和钉杆撕裂性。

施工性和钉杆撕裂性试验方法见图1、图2。


图1 保温板施工性检验方法

保温板施工性的好坏,应保证保温板在10kg重物的悬挂下1分钟内不破坏。


图2 保温板钉杆撕裂性能试验方法

钉杆撕裂力与材料容重的比值越大,说明保温板的力学性能越好,保温层越不容易在使用中受到破坏。

试验证明,比较两种无机棉保温板的钉杆撕裂力与材料容重的比值,玻璃棉板是岩棉板的1.5倍以上。玻璃棉板的力学性能要优于岩棉板。

2)保温板耐水性能差异

众所周知,保温材料对耐水性、憎水性、吸水性的要求是非常严格的,水一旦进入保温层中,保温层立即失去保温效果,严重的甚至在保温层中结冰,导致保温层因重量增加而脱落。

相对于玻璃棉,岩棉的耐水性能差,岩棉保温层受水淋后,纤维部分溶解失重,保温层强度下降,形成自然下坠,工程表现俗称为“垮裤腰”。

岩棉和玻璃棉都可通过添加憎水剂,达到憎水效果,在工程使用中,技术人员要注意分辨保温板的整体憎水和表面憎水。部分岩棉制品的憎水性能只是表面憎水,一旦岩棉板因切割而露出非憎水部分,就会像海绵一样吸水吸湿,保温层的耐久性能大大降低。

所有憎水剂都会随时间而失效,憎水失效后,保温板本身的吸水性就变得非常重要,岩棉板在使用中一定要严格控制其质量吸湿率在5%以下,相对于岩棉板,玻璃棉板的质量吸湿率就容易控制得多。

幕墙结构的保温层,水的来源主要有两种,一种是幕墙密封胶失效后的雨水渗入;另一种来自于室内空气的潮气渗出,针对第二种情况,需要着重提出的是,按照《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007中5.2.8的要求,幕墙饰面的无机棉保温层应设置隔汽层。“非透明幕墙的隔汽层是为了避免幕墙部位内部结露,结露的水很容易使保温材料发生性状的改变,如果结冰,则问题更加严重。”“为了实现这个目标,隔汽层必须完整,必须设在保温材料靠近水蒸气压较高的一侧(冬季为室内)”。

目前我省的无机棉保温施工基本都没有设置隔汽层,因此,保温层的憎水性能和吸湿率就格外重要,一旦保温层吸水后在冬天结冰脱落,砸到外挂石材,将会造成重大的工程质量安全事故。目前无机棉保温工艺刚刚开始推广,没有工程实际案例可供借鉴,但是,这种安全隐患不能不引起工程业主方及设计师的高度重视。

3)保温材料的经济性能

对比两种保温材料的经济指标,玻璃棉因为同样保温效果时的容重比较低,加上玻璃棉质量轻,施工快捷,材料损耗少,其综合成本也比岩棉低。

目前我省市场上的岩棉板质量良莠不齐,有很多小型企业生产的岩棉板质量难以保证;幕墙用玻璃棉板全国只有几家大型企业能够生产,其中尤以威伦维客为优。因此,从保温材料的质量控制角度来衡量,玻璃棉板也更具有优势。


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