从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

2020-09-11 09:35:25

从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

节能减排是我国的一项基本国策,目前建筑能耗占我国总能耗约30%,贯彻落实建筑节能工作已经成为节能减排的首要任务。


什么是建筑节能呢?通常来说,建筑节能是以上世纪80年代建筑能耗为基准,按每步在上一阶段的基础上提高能效30%为一个阶段,即30标准、50标准、65标准、75标准等,也就是我们常听说的“三步节能”、“四步节能”


在我国五大建筑热工气候区分布中,夏热冬冷气候区的室内采暖与制冷成为主要能耗来源,随之而来的能耗问题也最为突出。自2013年开始,我国大部分省市地区已经开始执行75节能标准,像天津、河北、山东、山西、吉林、新疆、陕西等地区。而北京已经率先颁布建筑节能标准升级到80%,并将于2021年1月1日开始正式执行。


75节能标准的执行主要是对建筑围护结构热工性能及相关要求提升,最直接的影响是保温材料厚度、建筑荷载和经济成本等因素的加大。尤其是外墙保温材料和门窗材料,在墙体保温材料满足不了75节能标准时,门窗保温效果需要作为补充。


今天我们主要谈谈75节能背景下市场主流产品岩棉保温材料的选择与应用。


对建筑外保温材料的选择有两大关键指标:保温性能和防火性能。有机材料保温性能优异,但防火性能差(防火等级以B级为主)。而无机保温材料防火性能突出(防火等级为A级),但其保温性能、耐冻融性能较差。


岩棉作为A级防火建筑保温材料,有近40年的应用历史,随着国内岩棉产能与质量的不断提升,以及GB50016建筑设计防火规范更新出台,岩棉制品一度成为建筑保温材料市场的主流。


以山西省为例从早先65节能标准到目前执行的75节能标准,意味着岩棉保温厚度由原先的60mm-80mm提升到100mm-130mm,而像女儿墙等特殊节点位置岩棉厚度将达到150mm。传统横丝岩棉板容重达到140Kg/m³,随着厚度选择的不断提升,产品自重不断加大,这将意味着工人施工难度大、抗风荷载风险增加、建筑荷载加重、安全系数降低。


从规范与标准来看,岩棉产品标准、系统材料标准以及应用技术规程,目前主要执行依据是GB/T25975-2018建筑外墙外保温用岩棉制品(材料标准)和JG/T480-2019岩棉薄抹灰外墙外保温工程技术标准(施工标准)。


其中JG/T480标准将岩棉体系划分为岩棉板外保温系统(横丝岩棉体系)和岩棉条外保温系统(竖丝岩棉体系),并对不同岩棉体系的产品性能、系统指标分别作出规定:


■  抗风荷载   


条文5.2.3中规定,岩棉外保温工程抗风荷载承载力时,横丝岩棉计算抗负风压,只计算锚固力,竖丝岩棉计算抗负风压,只计算粘结力。在《岩棉薄抹灰外墙外保温系统》JG/T 483-2015 中,也要求横丝岩棉板以锚固为主,安全计算只计算单平米的机械锚固力。


■  岩棉本体拉拔强度   


岩棉板垂直于板面方向的抗拉强度≥10.0kPa,岩棉条≥100.0kPa。

岩棉本体抗拉拔强度主要取决于岩棉排版方向,岩棉纤维平行于板面的岩棉板,纤维间存在贯通空腔、构造疏松,垂直板面抗拉强度较低,岩棉纤维垂直于板面的岩棉带,其纤维层间结合强度和垂直板面抗拉强度相对较高。


■  锚栓锚固力   


锚盘抗拉拔标准值:混凝土部分岩棉条≥0.60kN, 岩棉板≥1.2kN;加气块部分岩棉条≥0.3kN,岩棉板≥0.6kN。


俗话说“三分材料 七分工”,岩棉外保温系统的外观平整度、立面垂直效果、线条顺直等不仅取决于产品自身质量,更依赖于产品安装施工质量。而以锚固力保证安全的横丝岩棉体系,现场施工时工人不按照规范打眼旋入锚钉,都是将保温钉敲击入墙,等于将保证安全的环节放在了最不可控的位置。由此可见,岩棉条系统的施工比岩棉板系统的施工更稳定。


■  安全系数   


岩棉外保温工程应采用单一安全系数法进行抗风荷载设计。横丝岩棉板抗风荷载安全系数为3.3,竖丝岩棉抗风荷载安全系数为11.7。竖丝岩棉体系安全系数远远高于比横丝岩棉体系安全系数。


■  建筑荷载   


以单体建筑工程1万平米为例,采用100mm厚岩棉保温:横丝岩棉容重要求为140Kg/m³,竖丝岩棉容重要求为100Kg/m³,当选用竖丝岩棉体系时,整个建筑荷载降低40吨。


岩棉板与岩棉条二者主要不同之处在于纤维的物理分布,即层状与褶皱状,也就是我们通常所说的横丝与竖丝。二者除了生产工艺不同(即沉降法与摆锤法或三维法),在物理性能如导热系数、抗拉强度、抗压强度等上也存在很大的区别。相同容重的岩棉条要比岩棉板导热系数低(保温效果好)、抗压强度高、抗拉拔强度高。


综上所述,竖丝岩棉体系安全性及应用技术表现明显优于横丝岩棉体系。


以万华之名  赋能创新之实,以建筑为载体 传承可持续发展理念


在建市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用中,万华聚氨酯岩棉复合板(简称:PRR板)扬长避短地选用竖丝岩棉为保温芯材,产品容重100Kg/m³,产品尺寸1200mm*600mm(可私人订制),产品构造设计独特,质量轻巧。

从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

万华PRR板开创性地将有机保温材料聚氨酯与无机保温材料岩棉相结合,充分发挥万华聚氨酯全球技术的优势,利用聚氨酯自身强大的粘结性和流动性,改善了岩棉开孔结构易吸水、耐冻融性差的缺陷。


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用


图|万华PRR板性能指标


改性后的PRR板整体力学性能和防水性能大大提升,抗拉强度是普通横丝岩棉的15倍、普通竖丝岩棉的2倍,保障了产品整体防水保温、强度、耐冻融性等物理性能的持久性。


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用


图|万华PRR保温装饰板

从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

图|万华PRR保温装饰板陶瓷薄板饰面VS天然石材


《建筑节能工程施工质量验收标准》GB50411-2019明确提出型式检验报告中应包含耐候性和抗风压性能检验项目、增加了垂直板面的抗拉强度检测要求。万华PRR板外墙外保温系统不仅保温隔热,满足抗风荷载设计、热工与防潮设计,降低建筑能耗,而且保证系统应用耐久性和安全性,从根本上解决目前外墙外保温施工中所面临的困惑与顾虑,主要适用于各类新建、改建、扩建的建筑工程外墙工程及节能旧改工程。



案例展示


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

 图1|山东省立医院鲁东分院项目 


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

 图2|融创琴湾项目 


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

 图3|中节能聚创新城项目 


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

 图4|中海城市广场项目 


从技术标准视角下,解析75节能背景下市场主流产品岩棉外保温材料的选择与应用

 图5|中启大厦项目