某物流倉庫屋面擠塑保溫板翹曲原因分析

肖 軍

(四川省建筑機械化工程公司, 四川成都 610051)

某物流倉庫屋面擠塑保溫板翹曲原因分析

肖 軍

(四川省建筑機械化工程公司, 四川成都 610051)

按照國家的“四節一環?！钡木G色建筑的要求，擠塑板(XPS)在工業與民用建筑中已經被廣泛采用，主要用作建筑物的外墻、屋面保溫，效果較好。但是，在使用過程中，擠塑保溫板出現翹曲變形產生空鼓或材料本身出現斷裂，形成“熱橋短柱”現象，使得保溫隔熱的效果降低，甚至消失，不符合節能要求，違背了節能理念，同時也造成經濟損失。文章主要針對絕熱使用擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板在屋面工程中出現翹曲變形的原因進行分析。

擠塑板； 翹曲； 變形； 空鼓； 節能

1 工程概況

本工程項目位于四川省東部的一座城市，為某公司物流倉庫，內存價值上億的物品，每年周轉物品價值高達數百億元。為保證所存物品品質，室內必須保持恒溫恒濕，屋面、外墻均采用擠塑保溫板進行保溫隔熱。倉庫設計為鋼筋混凝土柱，全鋼結構屋面的單層排架結構，倉庫長度為160 m，寬度為36 m，層高為12.3 m。結構類別為三類，抗震設防烈度為6度。

屋面設計做法見圖1。

圖1 屋面保溫設計

2 保溫板翹曲的產生及現象

本工程屋面施工完成后(圖2)，隨著氣溫的不斷上升，整個屋面保溫板不同程度的出現翹曲變形的現象(圖3)。在經歷兩個高溫季節后，翹曲變形趨于穩定,大部分翹曲起拱高度在10～30 cm高，局部達到50 cm左右。

圖2 變形前

圖3 變形后

3 保溫板翹曲變形原因分析

針對本工程屋面保溫板翹曲變形的現象進行分析，有以下幾方面的影響因素：

(1)設計上未考慮保溫板的保護層及降溫措施，其上除覆蓋了1.5 mm厚外露型PVC防水材料外，基本上直接處于高溫環境中。

(2)工程所在地屬于夏熱冬冷地區，處于《民用建筑熱工設計規范》(GB50176)中劃分的區域之列。

(3)本工程的保溫板阻燃等級為B1級(難燃)，比常規的保溫板提高了一個等級。

考慮到設計、施工技術、材料、環境因素等方面的原因，本工程屋面保溫板翹曲變形是由多方面因素影響而形成的。

3.1 從力學方面進行分析

本工程屋面保溫板的上表面未設計保護層，直接裸露在外受太陽光的曝曬，處于高溫環境中，下表面與室內溫度相差不大。在對現場進行實測綜合得出以下數據：室內溫度37℃，屋面太陽直射的溫度54℃，保溫板上表面接觸溫度78℃(PVC材質具有聚熱效果，保溫板與之接觸面溫度比太陽直接照射保溫板的溫度要高)。這樣就造成了保溫板上、下部位存在著較大的溫差，使其上、下部位的應變也就不同了。上部應變大，下部應變小，上、下部就形成了應力差。下部對上部形成了約束，材料自身剛度無法抵御這種應力，便產生了斷裂(圖4)。本工程保溫板的變形以長邊方向變形為主，短邊方向的變形與長邊方向相比較而言，可忽略不計。

圖4 力學分析圖

3.2 從設計方面進行分析

本工程屋面保溫隔熱層構造設計為0.8 mm厚鍍鋁鋅壓型鋼板，肋高40 mm+60 mm厚XPS擠塑聚苯乙烯保溫板+1.5 mm厚PVC防水材料(外露型)。

從本工程屋面的構造設計可以看出，本工程屋面構造在設計時沒有考慮厚重的保護層及降溫措施，而是采用0.8 mm厚鍍鋁鋅壓型鋼板作為屋面的面層，隔熱效果就較差。即使再增加了60 mm厚XPS擠塑聚苯乙烯保溫隔熱材料，屋面熱惰性指標D<1.5(實際檢測計算)，圍護結構熱穩定性太差，就造成了屋面室內表面溫度波動大。

當屋面保溫板出現翹曲變形現象后，為了從多方面查明其原因，我們及時將本工程屋面設計方案提交中國建筑西南設計研究院有限公司進行了咨詢，得到的權威答復是：此設計構造在內江、宜賓、達州、南充等夏季溫度較高(屋面外表面溫度可達60℃以上，通過實際測得溫度為80℃以上)的地區使用，由于溫度比較高，將會造成屋面保溫材料的變形、損壞等質量問題。按照西南地區建筑標準設計通用圖集(西南J08 J107和西南J05 J103)的規定，在屋面保溫隔熱材料上應做保護層，以免保溫隔熱和防水材料因氣候變化而破壞。

3.3 從施工方面進行分析

從設計圖紙方面，本工程的保溫板是直接鋪設在鍍鋁鋅壓型鋼板上，鋼板表面呈波浪形，從施工方案的角度考慮采用“粘結法”固定保溫板，考慮到保溫板表面不平整，且鋼板表面設計又增加了一層PE膜，粘結劑與鋼板無法粘結牢固，“粘結法”不適用本工程施工。根據類似工程施工的經驗，實際施工時采用錨栓連接進行固定的方案。具體操作為：本工程保溫板長1 800 mm、寬600 mm，施工時，采用沿著長邊方向在保溫板中間每500 mm設置一顆錨栓，每塊保溫板就按照中部的三顆錨栓進行固定。通過對施工完成的屋面的變形觀察，在有錨栓的部位屋面保溫板的變形較小，變形最大的部位在兩顆錨栓之間處。從而可以得出這樣的分析結論：錨栓可以約束保溫板的變形，雖然不能阻止最終變形，但可以使變形減?。贿€有錨栓數量設置偏少，間距偏大，布置方式不正確(如未按梅花形布置)對保溫板變形也產生了一定的影響。

3.4 從材料方面進行分析

本工程保溫板的翹曲變形，關鍵問題還在于材料本身，其他因素雖然有一定影響，但屬于外部因素，決定因素還是材料自身的優劣。

在本工程屋面保溫板出現翹曲變形現象后，為了查明其原因，對屋面保溫板未進行處理，在翹曲變形趨于穩定后，收集到了本工程屋面板翹曲變形整個過程的所有現象，找到以下方面的原因：

(1)從供貨單位提供的該產品相關資料看，供貨單位提供的質量檢測報告中只有對材料的壓縮強度、導熱系數進行的檢測，未見該產品的型式檢驗報告。

(2)施工單位現場抽樣復測報告中也只對壓縮強度、導熱系數、燃燒性能、密度進行了檢測，其檢測的項目在檢測報告中其結果均為合格，但檢測項目均存在漏項。供貨單位、施工單位對材料檢測均不符合《絕熱擠塑聚苯乙烯泡沫塑料》(GB/T 10801.2-2002)相關規定。

針對這一質量問題，為了進一步查明原因，幾方責任主體經過研究決定將該批材料(施工剩余完整保存于庫房的材料)送四川一家權威檢測機構對當年漏項的項目進行補檢，特別是針對(70℃,48 h)材料尺寸穩定性的檢測，檢測結果見表1。

表1 檢測結果

從檢測單位提供的檢測報告中，可以看出是材料尺寸穩定性出現了問題。絕熱采用擠塑聚苯乙烯泡沫板尺寸穩定性是指有機類材料在生產成制品后，未反應的有機小分子繼續交聯生成大分子以及生產過程添加的溶劑揮發，引起的制品尺寸變化。這次送檢的樣品已經在庫房放置了3 a，早已過了產品的“陳化”期，也就是產品尺寸已經穩定。嚴格意義上說，該樣品按標準規定的尺寸穩定性試驗方法得出的數據，也不能說明本產品在特定溫度環境中變形翹曲現象的本質，即使尺寸溫度穩定性檢測合格，可能本產品不適合用于“裸露”的高溫環境中，使用時應該有降溫措施或者比較厚重的保護層抑制其變形。

3.5 從其他方面進行分析

在本工程施工前，施工單位提出在材料抽樣復檢時應做保溫板的尺寸穩定性檢測，而檢測機構按照經驗卻未做該項檢測，更多的在對保溫板燃燒性能檢測方面的檢測。另外，本工程采用的保溫板燃燒等級為B1級產品，比常規的提高了一個等級，通過市場調研生產本產品能夠達到B1級的廠家在當時只有幾家，燃燒等級提高了，卻未考慮新增加材料成分對產品本身尺寸穩定性影響，廠家也未做這項檢測，存在潛在的隱患。

4 結束語

本工程屋面保溫板出現的質量問題不僅造成了較大的經濟損失，同時，還有一定的社會不良影響。通過對本工程的原因進行查找及綜合分析總結，目的是：要求在設計、施工、供貨、監理等各個環節都必須把好質量關口，對于設計單位在滿足設計標準的同時，應該把環境因素考慮進去；對于材料供貨單位在研發產品時，對產品應進行全面檢測，檢測指標必須合格；對于監理單位嚴把質量監督關口，不合格產品嚴禁用于工程上；對于施工單位必須嚴格按照施工工藝操作，檢查檢測和驗收，做到防患于未然，杜絕類似質量問題的發生。

肖軍(1979～)，男，本科，工程師，從事施工技術管理工作。

TU712.4

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[定稿日期]2015-03-10