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湖北地区民用建筑设计中常用外墙保温材料选用探讨

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  摘 要 保温材料如果选用恰当,既可以降低建筑能耗,又可以节约建造成本。本文根据防火要求以及市面上常见的保温材料的性能对比分析,浅谈民用建筑如何选用合适的保温材料。
  关键词 挤塑聚苯板;岩棉板;高层住宅;外保温;内保温
  随着城市发展,高层住宅、商业综合体以及超高层办公楼越来越普遍,这类建筑如何选用合适的外墙保温材料,既满足节能要求,又满足防火要求?保温材料如果选用恰当,既可以降低建筑能耗,又可以节约建造成本。本文根据防火要求以及市面上常见的保温材料的性能对比分析,浅谈民用建筑如何选用合适的保温材料。
  1 外墙保温体系
  建筑外墙保温的做法大概有以下四种系统:外墙自保温、外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温。外墙外保温因其可以减轻热桥的影响,同时保护主体墙材不受大的温度变形应力,是目前应用最广泛的保温做法。
  外墙内保温因为框架梁、柱等处无法全包,保温效果差并会出现冷凝水,是有设计缺陷的一种保温系统。但实际工程设计中,由于外墙外保温A级材料选择范围小,经常会用到内保温的做法[1]。
  外墙自保温主要是使用保温隔热性能好的建筑砌块,配套轻质砌筑砂浆,使墙体的传热系数满足当地设计要求,并对现浇的梁、柱等热工性能差的部位进行外保温处理。外墙自保温对砌块传热系数要求高,一般外墙需要做到250厚,热桥部位通过保温砂浆等局部处理。自保温在框架结构的多层住宅建筑中经常会被用到。
  外墙夹芯保温是将保温材料放在混凝土墙体结构中间,与整个墙体一起在预制构件厂内浇注成整体形成的新的绝热保温体系。预制外墙内侧是受力的结构层,中间为保温层,最外侧是保护层。外墙夹芯保温由于抗震原因一般仅在低层建筑中使用。但随着装配式建筑兴起,以万科为例的很多推广装配式建筑的企业预制墙板采用过三明治保温墙板做法,这种做法热桥部位处理较粗糙,推广还有待研究。
  湖北地区主流做法为外墙外保温和外墙内保温两种类型。
  2 关于保温材料耐火极限的有关规定
  继《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文,《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》公消[2011]65号文后,
  《建筑设计防火规范》GB50016-2014 (2018版)6.7条对保温材料的耐火极限做了严格规定,选取如下:
  6.7.5 与基层墙体、装饰层之间无空腔的建筑外墙外保温系统,其保温材料应符合下列规定:
  2.1 住宅建筑
  ①建筑高度大于100m时,保温材料的燃烧性能应为A级:②建筑高度大于27m,但不大于100m时,保温材料的燃烧性能不应低于B1级;③建筑高度不大于27m时,保温材料的燃烧性能不应低于B2级。
  2.2 除住宅建筑和设置人员密集场所的建筑外,其他建筑
  ①建筑高度大于50m時,保温材料的燃烧性能应为A级;②建筑高度大于24m,但不大于50m时,保温材料的燃烧性能不应低于B1级;③建筑高度不大于24m时,保温材料的燃烧性能不应低于B2级[2]。
  3 常见外墙内外保温材料性能对比
  市场上常用的保温材料分为无机类和有机类两大类,对比如下。
  4 民用建筑保温材料选型
  住宅建筑选型:
  根据湖北省地方标准《低能耗居住建筑节能设计标准》DB42/T 559-2013,外墙的传热系数根据建筑层数,建筑物体体形系数以及朝向的不同,外墙的平均传热系数要求不同。当传热系数小于0.75时,外墙保温若采用XPS,导热系数为0.03(W/(m.K)),一般要做到30厚。如果采用岩棉板,导热系数为0.38(W/(m.K)),一般要做到40厚左右。当材料导热系数更大时,相应的材料厚度也会增加,不利于施工,更易出现空鼓、开裂等情况。
  (1)住宅建筑高度小于54m时,外墙外保温可以选用B1级保温材料。XPS导热系数低,厚度适中,价钱便宜,是设计中比较经济适用的选择。
  (2)建筑高度大于54m时,a.若采用外保温,则要求使用A级保温材料。可以选用岩棉板,岩棉板价格较XPS板价格高,开发商出于利益考虑,经常放弃此种方案。
  (3)采用内保温,卧室、客餐厅等选用B1级的挤塑聚苯板,避难间、厨房、卫生间等选用A级的玻化微珠、岩棉板等。较方案a经济,但保温性能差。
  (4)建筑高度大于100m时,一般采用内保温的做法。内保温材料选用A级泡沫玻璃板、岩棉板等。
  公共建筑外保温选型
  (1)人员密集场所与幕墙体系选用:A级岩棉板
  (2)建筑高度大于100m时,建议采用内保温。
   尚未发行《武汉市岩棉外墙外保温系统应用技术导则》征询意见稿中对采用岩棉板作为外保温时,对岩棉板的各项性能做了严格规定:1.0.3本规程适用于抗震设防烈度为7度及以下建筑物。岩棉板薄抹灰外墙外保温系统仅适用于多层建筑,岩棉条薄抹灰外墙外保温系统和非透明幕墙岩棉外墙外保温系统适用于高度不大于100m的建筑物。当建筑高度超过100m时,岩棉外墙外保温系统除应符合本规程的各项规定外,还应由专家对其进行专项论证。
  由上可知,建筑高度大于100m时,若采用A级外保温岩棉板,需要组织专家论证。高层及超高层建筑外保温材料的选择有限,还有待新材料新技术的发展及施工工艺的优化。
  参考文献
  [1] GB50016-2014(2018修订版).建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2018.
  [2] DB42/T 559-2013.低能耗居住建筑节能设计标准[S].武汉:湖北省建设工程标准定额管理总站,2013.
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