G型巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統

耿震崗 王 維 楊 洋

(1.山西省土木建筑學會建筑節能專業委員會，山西 太原 030001；2.山西峰巖新型建材股份有限公司，山西 太原 031100； 3.山西宏澤工程檢測有限公司，山西 太原 030006)

G型巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統

耿震崗1,3王 維2楊 洋3

(1.山西省土木建筑學會建筑節能專業委員會，山西 太原 030001；
2.山西峰巖新型建材股份有限公司，山西 太原 031100； 3.山西宏澤工程檢測有限公司，山西 太原 030006)

推薦了一種干法施工的巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統，介紹了該系統及其組成材料的技術要求，敘述了包括設計、施工和質量控制等應用技術要點，通過工程實例，分析討論了其技術優勢，指出該系統是一種值得大力推廣的性價比較高的外墻外保溫系統。

巖棉，保溫裝飾一體板，外墻外保溫

1 研發背景

節能減排是我國經濟建設和社會發展的一項基本國策，建筑節能因其量大面廣，潛力巨大，而倍受重視。加強建筑圍護結構的保溫隔熱是建筑節能的主要技術措施。前幾年，北京央視新址附屬文化中心、上海膠州路教師公寓、沈陽皇朝萬鑫大廈等相繼發生建筑外墻保溫材料火災，造成嚴重的人員傷亡和財產損失，由此引發的民用建筑外保溫材料的燃燒等級爭議直到2013年，在山西省才塵埃落定，達成的共識是A級保溫材料是消除火災隱患的最優選擇，但由于在材料生產能力、外墻外保溫施工和建筑使用維護等方面，還存在一些不盡人意之處，所以，允許根據建筑特點，選擇采用B1或B2級保溫材料加防火構造(如設置防火隔離帶)措施的外墻外保溫工程做法。盡管如此，我們認為這只是權宜之計，不是根本之策。對于建筑高度大于100 m的非幕墻式住宅建筑墻體、大于50 m非幕墻式非住宅建筑墻體和大于24 m幕墻式建筑墻體的外墻外保溫材料，仍然是必須采用燃燒等級為A級的絕熱材料。所以，研究開發A級保溫材料的外墻外保溫體系做法是非常必要的。

2 G型巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統研發

2.1 巖棉、巖棉板的類型與特點

巖棉是以天然巖石(玄武巖、輝綠巖、安山巖)為基本原料，經熔化、纖維化而制成的一種無機纖維。礦渣棉是以工業礦渣(高爐礦渣、磷礦渣、粉煤灰)為主要原料，經熔化、纖維化而制成的一種無機纖維。

酸度系數是一個表征巖棉熔體高溫粘度、成纖性能，易溶性和耐水性的重要的綜合性參數，計算公式為：

MK=[W(SiO2)+W(Al2O3)]/[W(CaO)+W(MgO)]。

山西峰巖新型建材股份有限公司引進高溫熔融礦渣直接加入石英石等調質礦物原料成纖工藝，生產酸度等級系數大于1.6的礦物棉。

巖棉板是在巖棉纖維中加入適量粘結劑、防塵劑、憎水劑等外加劑，經過壓制熱固化制成的巖棉制品。根據其生產工藝，分為沉降法、擺錘法和三維法巖棉板。

2.2 巖棉板外墻外保溫系統技術現狀

目前較成熟的巖棉板外墻外保溫工程做法大致有三類，分述如下：

1)巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統。

以巖棉板為保溫材料，用巖棉板膠粘劑粘結并加設錨栓安裝于外墻外表面，用玻纖網進行增強的抹面膠漿做防護層，用飾面材料進行表面裝飾，具有保溫功能和裝飾效果的構造。

2)非透明幕墻巖棉板外墻外保溫系統。

以巖棉板為保溫材料，用巖棉板膠粘劑粘結或錨栓固定在基層墻體上，需要時用玻纖網進行增強的抹面膠漿作防護層，用非透明幕墻進行裝飾，具有保溫功能和裝飾效果的構造。

3)巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統。

由巖棉保溫裝飾一體板和固定材料構成，板縫進行保溫及密封處理，并應用于外墻外保溫，具有保溫功能和裝飾效果的構造。

2.3 G型峰巖巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統材料構成

G型峰巖巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統材料主要包括：G型巖棉保溫裝飾一體板、錨固角碼、扣件錨栓和密封膠。

1)G型巖棉保溫裝飾一體板的技術要求見表1。

表1 一體板性能指標

2)錨固角碼應為熱鍍鋅鋼(見圖1)，錨固扣件應為鋁合金(見圖2)，錨栓的其他主要性能指標應符合JG/T 366—2012外墻保溫用錨栓的要求。

3)密封膠采用主要性能指標符合GB/T 14683硅酮建筑密封膠標準要求的市售產品。

2.4 系統的技術要求

一體板外墻外保溫系統性能指標應符合表2的規定。

表2 一體板外墻外保溫系統性能指標

2.5 分析討論

研發過程中關于一體板的材料選擇和技術要求的確定，做如下規定：

1)巖棉的選擇。根據國家標準《絕熱材料術語》定義，巖棉是以天然巖石(玄武巖、輝綠巖、安山巖)為基本原料，經熔化、纖維化而制成的一種無機纖維。與礦渣棉相比，巖棉有更好的防腐蝕性和耐候性，適用于建筑外墻外保溫工程。研究試驗證明，巖棉有更好的防腐耐候性，是由其化學組成決定的。酸度系數是衡量用于外墻外保溫系統的巖棉的重要指標。陳超等設計了不同酸度系數巖棉的組成,試驗表明,樣品的熔制溫度和耐水性隨酸度系數的提高而上升,其中酸度系數2.0的耐水性為酸度系數1.0的3.45倍。巖棉制品的受熱體積收縮率隨酸度系數的降低而明顯增大,酸度系數1.33的巖棉制品的體積收縮率高達85%,而酸度系數2.01時體積沒有變化。分析了與酸度系數有關性能對外墻外保溫系統的影響[1]。山西峰巖新型建材股份有限公司采用熔融鋼渣添加石英石等礦物調質技術，生產的礦物棉符合上述要求。

2)巖棉板選擇。巖棉板是在巖棉纖維中加入一定量的粘結劑、防塵油、憎水劑，經過沉降、固化、切割等工藝，根據不同用途制成不同密度的系列產品。巖棉保溫板產品適用于工業設備、建筑、船舶的絕熱、隔音等。建筑外墻外保溫建議選用擺錘法巖棉板和三維法巖棉板。本產品選擇擺錘法巖棉板，具體的技術要求見表3。

表3 巖棉板性能指標

3)裝飾面板基材的選擇。保溫裝飾一體化板采用的裝飾面板有石材、鋁塑板、纖維增強水泥平板和纖維增強硅酸鈣板等，因峰巖集團同時投資有纖維增強硅酸鈣板生產線，同時考慮到一體板要在嚴寒或寒冷地區的外墻使用，應具有抗凍和尺寸穩定性方面的優異性能，對纖維增強硅酸鈣板的技術要求見表4。

表4 纖維增強硅酸鈣板性能指標

4)飾面涂料的選擇。一體板的特點是裝飾性，飾面涂料根據需要選擇符合相應標準的市售產品，涂裝一體板的涂層性能應滿足表5的要求。

表5 涂層性能

3 G型巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統的工程應用

3.1 設計要點

1)熱工計算時，應根據建筑所在地現行的建筑節能設計標準規定的外墻傳熱系數限值，采用指標法或權衡判定法，確定一體板中巖棉板的厚度，其中，巖棉板的導熱系數取0.040 W/(m·K)，導熱系數修正系數取1.15，一體板面板的熱阻在熱工計算時不予計入。

2)應嚴格按照GB 50009—2012建筑結構荷載規范的規定進行抗風荷載設計。風荷載設計值取風荷載標準值與抗風荷載安全系數的乘積，抗風荷載安全系數取2.0。根據計算，進一步確定錨固件的數量。其中單個錨固件的抗拉拔承載力設計值取錨固件的抗拉承載力標準值乘以0.5。抗拉承載力標準值按JG/T 366—2012外墻保溫用錨栓規定取值。

3)應做好保溫系統密封和防水構造設計，確定水不會滲入保溫層和基層。輕質墻體材料做基層時，應做防水找平層。

4)設置錨固件：在水平方向每邊的錨固件數量不得少于2個，垂直方向每邊的錨固件數量不得少于1個，每平方米錨固件數量不得少于6個，且每兩個錨固件之間的距離不得大于600 mm。錨固件距離基層轉角邊沿不得小于60 mm。

5)透氣件設置每30 m2應不少于1個，安裝時應斜上約60°。透氣件的材料宜為PVC塑料。

3.2 施工和質量控制要點

1)施工工序為：墻面基層檢查及處理→彈線分割、排板出具尺寸→安裝首層角碼及干掛連接件→安裝G型巖棉保溫裝飾一體板→清縫、打膠密封→板面及現場清理→質量驗收。

2)先進行深化設計、排板，彈線分割時，應設垂直和水平線作為平直基準；應按照設計排板圖的分隔方案，彈出每塊板及樓層、墻角和門窗洞口等關鍵部位的安裝控制線，按要求嚴格控制板縫間距。出具相對應每塊板的實際尺寸和詳細構造圖清單。

3)安裝錨固件的墻面，錨固件數量、錨固位置、錨固深度、錨栓拉拔力應符合設計要求，當設計未做要求時，應符合相應規程的要求。

3.3 分析討論

1)G型一體板外墻外保溫系統是通過專用的扣件、角碼和錨栓，采用機械錨固方式將一體板固定在基層墻體上，必須保證其安全性，在風荷載作用下，不得跌落，不得危及人民生命財產安全。設計時，參照外墻外保溫技術規程，機械固定的外保溫系統抗風荷載的安全系數不小于2，單個錨固件的抗拉拔承載力設計值取抗拉承載力的校準值乘以0.5，是偏于安全的。由于板的規格較小，還對每塊板的最少錨栓數量做了規定。

2)一體板采用的巖棉板雖然有較好的防水防潮功能，為了保證其優異的保溫功能不打折扣，并保證安全使用年限要求，設計、施工和驗收時，應嚴格控制防水做法，尤其是細部節點的防水構造做法。

4 工程實例

4.1 工程概況

峰巖秋雨新城項目，總建筑面積177 355.5 m2(不含地下車庫)，外墻外保溫全部采用了巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統。

例如：5號樓總建筑面積11 493.5 m2，外墻外保溫面積為7 861.6 m2，混凝土剪力墻結構。地下1層為住戶小庫房；1層～11層全部為住宅，層高為3.25 m；局部12層為電梯機房層，層高4.3 m；建筑總高度35.7 m。

建筑節能熱工選項：采暖方式為低溫輻射采暖；建筑外窗采用單框鍍膜鋁合金窗，中空玻璃為5+12+5，要求傳熱系數K值不大于3.4 W/(m2·K)，氣密性等級不低于7級；保溫材料按照不同保溫部位選擇不同做法，屋面50 mm厚擠塑聚苯板，不采暖樓梯間、電梯廳與住戶相鄰的內隔墻30 mm保溫砂漿，不采暖地下室頂板30 mm厚巖棉板，外墻200 mm厚鋼筋混凝土或200 mm厚粉煤灰加氣混凝土砌塊填充墻均采用50 mm厚巖棉保溫裝飾一體板(見圖3，圖4)。

4.2 分析討論

1)熱工性能。通過大面積的工程實踐，巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統的技術優勢主要表現在，保溫層的導熱系數小，與模塑聚苯乙烯泡沫塑料相當，在滿足建筑節能設計標準的前提下，所需厚度在現有的工程做法中是可以接受的。選擇高密度、高憎水率、高酸度系數巖棉板和可靠的面層防水密封構造，保證了該保溫系統在全壽命周期內其熱工性能是穩定可靠的。

2)裝飾性能。工廠機械化生產，穩定統一的涂裝工藝條件，決定了裝飾涂層較之現場施工具有更佳的耐久性、觀感效果和更多的選擇。

3)施工性。施工簡便，干法施工對環境和前后工序的要求降低后，使得工程質量的可控性大大提高，施工更快捷。

4)經濟性。與傳統的薄抹灰做法相比，裝飾效果檔次大幅提升。選擇適宜的裝飾板，完全可以達到天然石材及其他板材的裝飾效果，工程造價低于不透明石材幕墻做法，雖然高于聚苯板薄抹灰做法，但系統所具有的A級防火性能、高耐久性和高品質裝飾性，綜合性價比還是可以接受的，是一種值得推廣的A級防火保溫做法。

5 結語

巖棉保溫裝飾一體板外墻外保溫系統，克服了傳統巖棉板吸水、抗腐蝕差、強度低、熱工性能不穩定和不便于濕法施工等缺點，工程實踐證明其具有較好的綜合性價比，是一種值得推廣的新型外墻外保溫系統。

[1] 陳 超，孫詩兵，趙金平，等.酸度系數與巖棉性質的關系研究[J].新型建筑材料，2012(4)：59-60.

On external wall outer insulation system of G-type rock wool insulation decoration integrated plate

Geng Zhengang1,3Wang Wei2Yang Yang3

(1.ArchitecturalEnergy-SavingProfessionalCommittee,ShanxiCivilEngineeringArchitecturalAssociation,Taiyuan030001,China;2.ShanxiFengyanNewConstructionMaterialsCo.,Ltd,Taiyuan031100,China;3.ShanxiHongzeEngineeringTestCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper recommends the dry construction method of the rock wool insulation decoration integrated plate, introduces the system and its components’ technical requirements, indicates the applied technical points, including design, construction and quality control, analyzes its technical advantages, and points out the system is the external wall exterior insulation system with higher cost performance.

rock wool, insulation decoration integrated plate, external wall exterior insulation system

2015-02-08

耿震崗(1962- )，男，高級工程師； 王 維(1982- )，男，助理工程師； 楊 洋(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)12-0195-03

TU201.5

A