無機保溫裝飾復合板防水透氣性探討

■ 胡向磊 Hu Xianglei 顏宏亮 Yan Hongliang

無機保溫裝飾復合板防水透氣性探討

■ 胡向磊 Hu Xianglei 顏宏亮 Yan Hongliang

根據長三角地區氣候特點，探討無機保溫裝飾復合板防水性和透氣性的關系，并通過不同軟件進行模擬對比和分析，提出構造改進建議。

長三角地區；防水透氣性；無機保溫裝飾復合板

無機保溫裝飾復合板是在工廠預制成型，由保溫材料、裝飾面板、膠黏劑、連接件等復合而成的板狀制品，具有優良防火性能。目前，無機保溫裝飾復合板保溫材料主要有巖棉板和膨脹珍珠巖板。長三角地區高溫多雨，雨熱同期，防水性與透氣性對復合板功能影響較大，與節能效果、耐久性、舒適性密切相關。防水性要求復合板材料能夠抵御外界液態水的侵入；透氣性則要求室內外水蒸氣遷移正常進行。

1 防水問題

無機保溫裝飾復合板可通過提高材料自身憎水性能，避免或減少液態水進入系統內部，以達到材料防水的目的。目前，無機復合板保溫材料纖維巖棉板和無機砂漿均摻憎水劑，且憎水率控制在較合理的范圍內，使其有足夠黏結力保證系統安全性。另外，氟碳涂料、真石漆、彈性涂料等飾面層具有防水功能；聚氨酯嵌縫材料發泡完成后，形成致密的防水層；硅酮耐候密封膠對板縫也有密封防水作用。

當前，無機保溫裝飾復合板防水主要存在2個問題：①板縫是防水的薄弱環節，一些硅酮耐候密封膠彈性模量差，在晝夜溫差大、板縫處熱脹冷縮較大的情況下，伸縮性能無法滿足復合板形變產生開裂。②構造細節處理失敗引起防水局部失效。如：挑出部位的橫向保溫裝飾板需注意搭接，以免水分滲透進保溫系統；還有，外側窗臺保溫裝飾板宜形成一定坡度的滴水構造。圖1針對無機保溫裝飾復合板圖集節點防水構造進行了優化。

由于無機保溫裝飾復合板由不同性質建筑材料構成，材料本身性能不完全相同。因此，復合板系統最好由系統供應商成套供應，以保證材料的相容性及匹配性，這是綜合解決復合板防水的主要辦法。在成熟市場，如歐洲，外保溫系統由供應商成套供應已成為行規。

2 透氣性問題

影響墻體結露的因素，從外因來說，包括室內外溫度、濕度；從內因來說，包括墻體的透氣性能和導熱性能。因此，需根據溫度、濕度、材料透氣性能、導熱性能來計算墻體內部氣體的溫度和濕度。對于夏熱冬冷地區，夏季氣溫高，最熱月平均氣溫25～30℃，局部最高氣溫達40℃以上，空氣相對濕度在70%～80%之間，甚至更高；而冬天室外氣溫較低，最冷月的日平均溫度為0～10℃。通常，在冬季供暖時室外溫度低且相對濕度大的情況下，以及夏季空調長期運行蓄冷后的間歇時段，墻體內水蒸氣在室內外綜合條件作用下發生遷移、冷凝，易出現結露、發霉等現象。由于濕環境模擬要比熱環境模擬難的多，一些模擬軟件避開圍護結構濕特性問題，故墻體內部水蒸氣冷凝方面的研究相對較少。本文將以PKPM Ver1.3、Ptemp1.0、BEED三種軟件計算無機保溫裝飾復合板是否存在結露問題。

2.1 PKPM Ver1.3軟件計算

軟件以上海市工程建設規范《居住建筑節能設計標準》（DGJ 08—205—2011）進行采暖建筑圍護結構結露計算，并設定僅驗算鋼筋混凝土墻體。室內計算溫度ti=18℃，冬季室外計算溫度te=-2℃，冬季室內相對濕度60.00%，露點溫度T=10.15℃。軟件生成的各項參數見表1。

結露驗算公式如下：

式中，ti—冬季室內設計計算溫度；

θ＇—內表面溫度；

i

R0—熱橋部位傳熱阻，m2K·W-1；

te—冬季室外計算溫度。

根據公式（1）算出內表面溫度，并與露點溫度T進行對比，若，則不會結露，反之，就會結露。經驗算，T露點，即可認為無機保溫裝飾復合板墻體內表面不會發生結露。

2.2 ＇ Ptemp1.0軟件計算

Ptemp1.0軟件由中國建筑科學研究院建筑物理研究所編制，開發的二維溫度場計算軟件可作為熱橋計算的分析工具?，F運用Ptemp1.0軟件分別對加氣混凝土砌塊墻體和混凝土墻體進行計算，得到冬季墻體內表面最低溫度，其參數和邊界條件同PKPM Ver1.3。計算結果表明，無機保溫裝飾復合板冬季墻體內部溫度接近室內溫度，加氣混凝土砌塊墻體和混凝土墻體中的水蒸氣從室內向室外運動，不易產生凝結（圖2、3）。

圖1 防水構造改進

表1 運用PKPM Ver1.3軟件的結露驗算

2.3 BEED軟件計算

BEED建筑熱工與建筑能耗模擬軟件依據《民用建筑熱工設計規范》（GB 50176—93）中的建筑熱工計算方法，其建筑能耗模擬計算部分主要是依據《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50019—2003）與陸耀慶編寫的《暖通空調設計手冊》中規定的建筑負荷計算方法。軟件裝入飽和蒸氣壓數據庫、建筑材料分類數據庫、建筑材料熱物理性能參數數據庫、太陽輻射吸收系數數據庫等。長三角地區屬夏熱冬冷地區，氣候條件相近，計算選取杭州的氣象參數，用BEED軟件進行結露復核。結果表明，加氣混凝土砌塊墻體接近外表面溫度，存在內部結露的可能（圖4）。

不同軟件的設計理念不同，結果會存在偏差。無機砂漿復合板前期產品實驗，北側填充墻曾出現過局部結露起泡問題（圖5），與這與BEED計算結果相符。復合板外墻吸水量和水蒸氣濕流密度應同時滿足，綜合平衡。由于實驗建筑未設排氣管構造，出現涂層排氣不暢問題，后期復合板采用水蒸氣濕流密度大的涂層，在同樣未設排氣管的情況下，起泡現象消失。為使比較少的水進入墻體，《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》（JG/T 149—2003）規定：外保溫系統5mm厚防護層吸水量要＜500g/m2；水蒸氣濕流密度防護層透過量要大于保溫層透過量，防護層水蒸氣濕流密度＞0.85g/(m2·h)。這項規定對無機保溫裝飾復合板同樣具有參考價值。若涂層水蒸氣濕流密度低，則輕者造成表面色差，重者會導致發霉和熱工性能變差，甚至破壞。

圖2 巖棉復合板（40mm厚）

圖3 無機砂漿巖棉復合板（40mm厚）

圖4 墻體結露驗算

圖5 無機砂漿復合板涂料層起泡現象

3 結語

綜上所述，當防水性和透氣性達到某一合適比值時，復合板具有良好的保護功能。目前，復合板防水技術較為成熟，若實際工程由系統供應商成套供應，責任主體明確，施工遵循《建筑外墻防水工程技術規程》（JGJ/T 235－2011）規定，那么防水質量問題應可以避免。透氣性是復合板需重點關注的方面，它要求材料沒有水蒸氣擴散阻力，且從內至外逐漸增強?？紤]到保溫裝飾復合板各類系統的實際情況較復雜，《保溫裝飾復合板外墻外保溫系統材料》（JG/T 287—2013）取消了對水蒸氣透過性能的指標要求，規定“當采用無機保溫材料或系統有透氣構造時，不檢驗水蒸氣透過性能”。根據以上模擬計算和實踐經驗，筆者認為，夏熱冬冷地區實際工程應采取技術措施，如采用高水蒸氣濕流密度防護層，或在外墻勒腳部位設置排氣塞、膠縫內設置PVC排氣塞等水氣逃逸通道等，這樣才能保證復合板既能抵御外界液態水的侵入，又能使內部水蒸氣的遷移正常進行。

Discussion on Waterproof and Air Permeability of Inorganic Thermal Insulation and Decoration Composite Panel

According to the climatic characteristics of Yangtze River Delta region, this paper discusses the relationship between waterproof and air permeability of inorganic thermal insulation and decoration composite panel; compares, analyzes it through the simulation by different software and puts forward improvement suggests.

Yangtze River delta region, waterproof and air permeability, inorganic insulation and decoration panel

2016-12-23）

胡向磊，同濟大學建筑與城市規劃學院副教授；顏宏亮，同濟大學建筑與城市規劃學院教授。