巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新應(yīng)用

李美壽，林玉偉

(福建省涵城建設(shè)工程有限公司，福建 莆田 351111)

0 前 言

目前大部分建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的保溫材料主要采用有機(jī)保溫材料，這些材料的防火性能等級(jí)最高為B1級(jí)，用這些材料做好的建筑外墻外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)使用年限最高為25年，這種建筑外墻外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在著防火性差，很難達(dá)到防火性與建筑外墻同等級(jí)、耐久性與建筑外墻同壽命的要求。因此，如何提高建筑外墻外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防火性，使得外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)在達(dá)到其具有良好的保溫性能的同時(shí)，還能夠達(dá)到與墻體防火等級(jí)相同、耐久性與墻體使用壽命相同，是建筑外墻外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)亟待解決的關(guān)鍵問題，也能提高建筑外墻外保溫結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)的科技含量。近年來，國(guó)內(nèi)為了提高建筑外墻外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防火性，采用巖棉板外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)逐漸增多，在使用過程中也收到了一些好的效果，劉赟等[1]對(duì)20世紀(jì)90年代初用巖棉作為保溫材料對(duì)某建筑外墻進(jìn)行保溫改造，后對(duì)早期第一代巖棉在經(jīng)歷了20多年進(jìn)行熱工性能測(cè)試與分析，得出其熱工性能參數(shù)的置信水平仍然能夠達(dá)到90%以上。但是與國(guó)外(特別是德國(guó))外墻保溫防火結(jié)構(gòu)的使用年限(30～40年)相比有很大的差距[2]，因此，應(yīng)該在巖棉板外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn)來提高外保溫防火圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用壽命值得研究。

1 工程實(shí)例

巖棉板是由巖棉纖維經(jīng)過加工而成的一種比較理想的保溫防火材料，其防火性能等級(jí)可以達(dá)到A級(jí)。它與有機(jī)保溫防火材料相比較，巖棉板具有輕質(zhì)、隔熱性好、防火性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[3]。本文選用擺錘法生產(chǎn)的巖棉板，采用先進(jìn)的巖棉板加鋼筋網(wǎng)錨固技術(shù)、巖棉板柔性保溫層抗裂技術(shù)等技術(shù)成功地用在以下工程項(xiàng)目的外墻保溫及外墻大理石貼面工程，外墻巖棉板保溫防火層與大理石貼面合為一體。具體工程為：福建某小區(qū)包括兩棟高層建筑，主體均為框剪結(jié)構(gòu)，其中1#樓地上25層，2#樓地上32層，兩棟建筑物均有地下室一層，建筑總面積為48 827.76 m2，2#樓建筑總高度為98.1 m，建筑物設(shè)計(jì)使用年限50年，抗震設(shè)防烈度8度，建筑外墻耐火等級(jí)為一級(jí)，裝修外墻立面標(biāo)高7.8 m以下為花崗巖石干掛，7.8 m以上為25×40(mm)棕色馬賽克，部分真石漆涂料飾面，于2018年11月21日竣工驗(yàn)收。

2 巖棉板外墻外保溫防火系統(tǒng)的構(gòu)造

巖棉板外保溫防火系統(tǒng)從內(nèi)到外由建筑墻體、粘結(jié)層、巖棉保溫板、鋼絲網(wǎng)、抗裂防護(hù)層、龍骨及墻面磚等組成，如圖1所示。

圖1 外保溫防火結(jié)構(gòu)示意圖

各組成部分的厚度：墻體(加內(nèi)側(cè)抹面)250 mm、粘結(jié)層(加找平層)10 mm、巖棉板(加鋼絲網(wǎng))110 mm、防裂層5 mm、墻面石材(加龍骨)25 mm。這樣的保溫防火構(gòu)造系統(tǒng)，使巖棉板在墻體外側(cè)牢固安裝，同時(shí)也把巖棉板與墻面石材成為一體，滿足建筑物保溫防火性能。因此，適用于住宅、酒店、場(chǎng)館等外墻保溫防火性能、外墻裝飾效果要求較高的建筑物。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 巖棉板加鋼筋網(wǎng)的錨固技術(shù)

傳統(tǒng)的巖棉板安裝方法是將巖棉板用粘結(jié)劑粘貼在建筑墻體外側(cè)，并在巖棉板表層用飾面砂漿來防止巖棉板開裂，但是由于巖棉板的抗裂性能極低，就會(huì)導(dǎo)致巖棉板面層上的纖維很容易脫落，從而引起巖棉板及其表面的砂漿層過早發(fā)生破壞，因而極大影響了巖棉板的使用[3]。為此，本文先把巖棉板粘貼在外墻上，緊接著在巖棉板表面鋪上鋼絲網(wǎng)，通過鉆孔機(jī)打孔安裝錨固件來固定鋼絲網(wǎng)。在巖棉板和鋼絲網(wǎng)安裝后，還要對(duì)巖棉板面層進(jìn)行表面處理，防止巖棉板面層的細(xì)小纖維脫落傷人，提高巖棉板的防水性能。

3.2 巖棉板柔性保溫抗裂技術(shù)

傳統(tǒng)做法的巖棉板建筑外墻保溫、防火層工程中所用的抗裂防護(hù)層材料主要是普通砂漿，或者是摻和了聚合物的砂漿，但是始終未能解決保溫、防火層開裂的技術(shù)問題[3]。為此，本文采用了柔性漸變、逐層釋放應(yīng)力的柔性保溫抗裂技術(shù)。先用膠粉聚苯顆粒等導(dǎo)熱系數(shù)比較低的保溫漿料作為找平層，然后在找平層上抹一薄層聚合物抗裂砂漿層，并且再將耐堿玻纖網(wǎng)格布?jí)喝肟沽焉皾{層內(nèi)，這樣組成的柔性保溫抗裂層，確保了巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)具有很好的抗裂性。

3.3 采用保溫層與干掛石材的一體化設(shè)計(jì)、施工技術(shù)

在施工前，先計(jì)算石材板的荷載，考慮預(yù)埋件的位置和數(shù)量，由預(yù)埋件的平面布局對(duì)巖棉板進(jìn)行放線，從而確保預(yù)埋件位于巖棉板塊的中部；巖棉板粘貼時(shí)自下而上進(jìn)行，完成后即錨固鋼絲網(wǎng)與防裂層施工，然后進(jìn)行安裝龍骨及干掛石材；期間在預(yù)埋件與巖棉板穿洞周邊、龍骨與石材裁口之間均用保溫防銹劑漫灌以防生銹；石材塊料拼縫之間均需灌高檔耐候膠，實(shí)現(xiàn)龍骨節(jié)點(diǎn)、預(yù)埋件、石材拼縫的整體防滲，提升施工質(zhì)量和整體美觀耐候能力[4]。通過以上工藝實(shí)現(xiàn)保溫層與干掛石材的一體化設(shè)計(jì)、施工技術(shù)。

4 性能試驗(yàn)

4.1 傳熱系數(shù)檢測(cè)

本次檢測(cè)使用熱流計(jì)法測(cè)量墻體及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)傳熱系數(shù)，該方法可操作性強(qiáng)、檢測(cè)結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確[5]。在被測(cè)外墻的內(nèi)側(cè)面上粘貼熱流計(jì)，在被測(cè)外墻兩側(cè)面都要安裝溫度傳感器，在內(nèi)側(cè)面上靠近熱流計(jì)安裝溫度傳感器，在外側(cè)面上與熱流計(jì)相對(duì)應(yīng)的位置安裝溫度傳感器。檢測(cè)前將室內(nèi)溫度升高到高于室外溫度15℃左右，溫度穩(wěn)定兩天后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集[5]。經(jīng)過實(shí)測(cè)，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算，其結(jié)果如表1所示。由表中數(shù)據(jù)得出，該墻體及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的傳熱系數(shù)為0.462 W/(m2·K)，滿足《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 75—2012)中的要求。

表1 傳熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及計(jì)算結(jié)果表

4.2 耐候性試驗(yàn)

按照《外墻外保溫防火系統(tǒng)耐候性試驗(yàn)方法》(JG/T 429—2014)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行耐候性試驗(yàn)驗(yàn)證，在經(jīng)過80次高溫(50℃)-淋水(15℃)循環(huán)和20次加熱(50℃)-冷凍(- 20℃)循環(huán)試驗(yàn)后[3]，測(cè)試試件未出現(xiàn)表面起包、開裂或脫落現(xiàn)象。經(jīng)過耐候性測(cè)試后，巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)抹面層與保溫層的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度及巖棉板保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的抗沖擊性能均符合《外墻外保溫防火系統(tǒng)耐候性試驗(yàn)方法》(JG/T 429—2014)中的標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)束語

本文選用擺錘法生產(chǎn)的巖棉板，在研究中采用先進(jìn)的巖棉板鋼絲網(wǎng)錨固技術(shù)、保溫層抗裂技術(shù)、內(nèi)外層一體化設(shè)計(jì)及施工技術(shù)成功地用在巖棉板外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及外墻大理石貼面工程，工程竣工后進(jìn)行傳熱系數(shù)、耐候性試驗(yàn)均達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。高耐火性的巖棉外墻外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在節(jié)能建筑、綠色建筑的應(yīng)用更加廣泛，并且能提高其建筑物防火性能，將外墻外保溫防火系統(tǒng)的使用年限達(dá)到或者接近50年，使得外保溫防火結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不但具有良好的保溫性能、而且能夠與墻體具有防火等級(jí)相同、耐久性與墻體使用壽命相同。

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