一、外墻外保溫用巖棉
是以玄武巖(輝綠巖)及其他天然火成巖石等為主要原料,經(jīng)高溫熔融、由高速離心設(shè)備和定向高壓風(fēng)吹動(dòng)制成人造無(wú)機(jī)纖維,并在巖棉纖維上涂覆適量熱固性樹(shù)脂膠粘劑及憎水劑,經(jīng)壓制、固化、切割制成的板狀或帶狀制品。按切割后的纖維排列方向,分為平行纖維巖棉板(纖維平行于板面,簡(jiǎn)稱(chēng)巖棉板)和垂直纖維巖棉板(纖維垂直于板面,簡(jiǎn)稱(chēng):巖棉帶或巖棉條,北方也有簡(jiǎn)稱(chēng):豎絲巖棉)兩種制品。材料性能指標(biāo)要求詳見(jiàn)表一和 表二。其主要化學(xué)成份(例):SiO2(46%)、Al2O3(15.6%) MgO(5.1%) 、CaO (28%)、Fe2O3(3.3%)酸度系數(shù)(例)=(46%+15.6%)/(5.1%+28%)=1.86
表一、外保溫用巖棉性能指標(biāo)要求
表二、外保溫用巖棉規(guī)格尺寸和密度允許偏差
二、普通節(jié)能建筑用錨栓對(duì)保溫系統(tǒng)傳熱系數(shù)的影響
單個(gè)錨栓對(duì)系統(tǒng)傳熱系數(shù)增加值為 0.004 w/(㎡·K)。
三、系統(tǒng)安全性比較
1、巖棉板的抗拉強(qiáng)度為 10KPa,巖棉帶的抗拉強(qiáng)度為 100KPa,保溫用巖棉都是通體憎水的材料,巖棉帶的巖棉絲是垂直于板面,利于粘結(jié)膠漿和抹面膠漿被擠壓入巖棉帶(類(lèi)似將頭發(fā)種植入皮膚里面),更利于有效界面處理,**粘結(jié)膠漿和抹面膠漿與巖棉帶有更好的附著力,這是巖棉保溫體系中一個(gè)比較重要的控制節(jié)點(diǎn),使用巖棉帶保溫系統(tǒng)**。
2、受巖棉材料抗拉強(qiáng)度不同以及有效界面處達(dá)成難易度不同導(dǎo)致巖棉與粘結(jié)膠漿和抹面膠漿的附著能力限制,巖棉保溫系統(tǒng)的牢固性**方式:巖棉板系統(tǒng)是以粘結(jié)為輔錨固為主,系統(tǒng)抗風(fēng)荷載能力僅計(jì)算錨栓的抗拉承載力,不計(jì)算粘結(jié)膠漿的粘結(jié)力;巖棉帶系統(tǒng)是以粘結(jié)為主錨固為輔,抗風(fēng)荷載能力僅計(jì)算粘結(jié)膠漿有效粘結(jié)面積部份的抗拉承載力,不計(jì)算錨 栓的錨固力。
3、高層巖棉板保溫系統(tǒng)錨栓一般均值 10 個(gè)/㎡,不小于 5 個(gè)/㎡,不大于 14 個(gè)/㎡;高層巖棉帶保溫系統(tǒng)錨栓一般均值 6 個(gè)/㎡,不小于 5 個(gè)/㎡。
4、巖棉板保溫系統(tǒng)一般要求其有效粘結(jié)面積率≥50%;有些地標(biāo)要求更高,其實(shí)無(wú)益。巖棉帶保溫系統(tǒng)一般要求其有效粘結(jié)面積率≥70%;有些地標(biāo)要求不小于 80%或滿粘。
5、巖棉帶保溫系統(tǒng)較巖棉板系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性高 10 倍。
6、在現(xiàn)實(shí)中發(fā)現(xiàn)或有報(bào)道的巖棉保溫系統(tǒng)出現(xiàn)脫落的案例,**平行纖維巖棉板保溫系統(tǒng)。
四、熱工性能比較
1、熱工性能上雖然巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)〔導(dǎo)熱系數(shù) 0.040 w/(m·K)〕小于巖棉帶〔導(dǎo)熱系數(shù)0.046 w/(m·K)〕,僅簡(jiǎn)單的線性計(jì)算,0.046/0.040=1.15,即**同樣的保溫節(jié)能效果,較巖棉板而言需要增加 15%的巖棉帶厚度,例如用 115 厚的巖棉帶和 100 厚的巖棉板有同樣的保溫節(jié)能效果,見(jiàn)表三、表四、表五內(nèi)容及比較。但是考慮錨栓帶來(lái)的熱橋效應(yīng),巖棉板系統(tǒng)比巖棉帶系統(tǒng)的錨栓每平方米增加 4 個(gè),巖棉板系統(tǒng)實(shí)際每平方米的傳熱系數(shù)增加值多 0.016 w/(㎡·K),見(jiàn)表六、表七、表八內(nèi)容及比較。
表三、外保溫巖棉板(平行纖維巖棉板)保溫系統(tǒng)
表四、外保溫巖棉帶(垂直纖維巖棉板)保溫系統(tǒng)
表五、同樣保溫節(jié)能效果巖棉帶比巖棉板增加厚度百分比值
注:1.K=1/R、R=δ/(λ*α);2.同種材料用于同一部位修正系數(shù)相同,未進(jìn)入比較計(jì)算;3.不同區(qū)域給定修正系數(shù)不同。
表六、外保溫巖棉板(平行纖維巖棉板)保溫系統(tǒng)
表七、外保溫巖棉帶(垂直纖維巖棉板)保溫系統(tǒng)
表八、同樣保溫節(jié)能效果巖棉帶比巖棉板增加厚度百分比值
注:1.K=1/R、R=δ/(λ*α);2.同種材料用于同一部位修正系數(shù)相同,未進(jìn)入比較計(jì)算;3.不同區(qū)域給定修正系數(shù)不同。
表中數(shù)據(jù)比較,只要在進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)把錨栓的傳熱系數(shù)增加值納入計(jì)算,**同樣的保溫節(jié)能效果,用巖棉帶替換巖棉板而巖棉帶的厚度增加值不足 15%,且隨保溫層厚度增加其厚度增加值的百分比例越來(lái)越小。
五、成本比較
1、巖棉板的表觀密度要求≥140kg/m3(即表觀密度≥140kg/m3時(shí)才能**其抗拔力達(dá) 10KPa,有些地標(biāo)要求(表觀密度≥160kg/m3);而巖棉帶的表觀密度要求≥100Kg/m3(表觀密度≥100Kg/m3時(shí)即可**其抗拔力達(dá) 100KPa)。
2、巖棉的基礎(chǔ)計(jì)價(jià)方式是以重量計(jì)價(jià),即每噸巖棉多少錢(qián),不論是立方計(jì)價(jià)還是平方計(jì)價(jià)都是按噸計(jì)價(jià)為基礎(chǔ)進(jìn)行套算。所以巖棉帶的基礎(chǔ)計(jì)價(jià)比巖棉板的基礎(chǔ)計(jì)價(jià)每立方米少 40%。
3、巖棉帶的基礎(chǔ)計(jì)價(jià)較巖棉板有約 10%的增加值,即增加加工費(fèi)和加工損耗的材料費(fèi)。
4、巖棉帶的厚度增加不到 15%。
5、巖棉帶的施工費(fèi)比巖棉板的施工費(fèi)增加約 15%;按不同地方標(biāo)準(zhǔn)要求巖棉帶的粘結(jié)膠漿耗量比巖棉板的粘結(jié)膠漿耗量要增加 40~100%;巖棉帶的錨栓耗量比巖棉板的錨栓耗量減少 4 個(gè)/㎡。
六、結(jié)論以下結(jié)論是以材料合格、耗量合理、施工規(guī)范,**系統(tǒng)安全為前提。
1、用巖棉帶代替巖棉板,**同樣的保溫節(jié)能效果,綜合成本不會(huì)增加,綜合成本還可以降低約 3%~5%,而系統(tǒng)安全增加 10 倍;
2、若能說(shuō)服設(shè)計(jì)單位將錨栓的傳熱系數(shù)增加值納入進(jìn)行熱工計(jì)算,巖棉板和巖棉帶可達(dá)到同樣的保溫節(jié)能效果要求,而巖棉帶增加的厚度將少于 15%,且該厚度增加值隨保溫層厚度增加而減少,綜合成本將可降低至約 8%。而系統(tǒng)安全增加 10 倍不變;
3、在保溫層厚度要計(jì)入建筑面積的容積率時(shí),只要項(xiàng)目建筑面積的容積率設(shè)計(jì)值不在相關(guān)部門(mén)的紅線臨界值邊緣,厚度增加約 10%厚度的保溫層基本不會(huì)有什么影響。
4、在保溫層厚度不計(jì)入建筑面積的容積率時(shí),保溫層厚度增加值不足 15%,那根本就不是事兒。
表九、巖棉板與巖棉帶保溫層成本比較
以上內(nèi)容僅供用戶單位作為選擇判斷參考!
綜上:涂料飾面巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的保溫層材料,是應(yīng)該選擇使用巖棉帶(垂直纖維巖棉板)呢?還是繼續(xù)選擇使用巖棉板(平行纖維巖棉板)?想必已不難決策了!
附一:重慶地標(biāo)《巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ50/T 315-2019,第 5 章一般規(guī)定中的第 5.1.1 條明確規(guī)定:“5.1.1 巖棉板外保溫系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)時(shí),不得更改系統(tǒng)構(gòu)造和組成材料;輕質(zhì)飾面巖棉板外保溫系統(tǒng)保溫層材料應(yīng)選用垂直纖維巖棉板,非透明幕墻巖棉板外保溫系統(tǒng)保溫層宜選用平行纖維巖棉板?!?/span>
附二:外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)荷載設(shè)計(jì)及案例計(jì)算1.外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行抗風(fēng)荷載計(jì)算,系統(tǒng)抗風(fēng)荷載承載力應(yīng)≥風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值;風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值=風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值×系統(tǒng)抗風(fēng)荷載安全系數(shù) K(安全系數(shù) K 按表 7 取值)
2.系統(tǒng)抗風(fēng)荷載承載力應(yīng)符合下式規(guī)定(式 2):RK≥wK × K 式 2式中:RK——系統(tǒng)抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;wK——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;K——系統(tǒng)抗風(fēng)荷載安全系數(shù),按表 7 取值;
3.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按式 3 計(jì)算:wk =βgz ×μsl ×μz× w0 式 3式中:wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;βgz——高度 z 處的陣風(fēng)系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 中規(guī)定的離地面高度 10m取值;μsl——風(fēng)荷載體型系數(shù),按表 3 取值;μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù),建筑物地上高度一半及以上部位取建筑物**高度(h);建筑物地上高度一半以下部位取建筑物**高度的 1/2。ω0—基本風(fēng)壓,(kN/m2),應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 附錄 E 表 E.5 給出的 50年一遇的風(fēng)壓采用,但不得小于 0.4kN/m2,對(duì)于高層建筑,以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu),基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高。
表 3 風(fēng)荷載局部體型系數(shù)μsl取值
4.保溫系統(tǒng)的抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值 RK應(yīng)符合下列規(guī)定:
4.1.計(jì)算以粘結(jié)為主、錨固為輔保溫系統(tǒng)時(shí),應(yīng)僅計(jì)入系統(tǒng)有效粘結(jié)面積部份的抗拉承載力,不計(jì)算錨栓的錨固力;
4.2.計(jì)算以錨固為主、粘結(jié)為輔保溫系統(tǒng)時(shí),應(yīng)僅計(jì)入系統(tǒng)錨栓的抗拉承載力,不計(jì)算粘結(jié)膠漿的粘結(jié)力。
5.當(dāng)系統(tǒng)是粘結(jié)為主、錨固為輔的體系時(shí),抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值 RK應(yīng)按下式計(jì)算:RK=σT ×ρA 式 5式中:RK ——系統(tǒng)抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2; σT ——保溫材料抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2; ρA ——保溫板有效粘結(jié)面積率;(按各地方標(biāo)準(zhǔn)要求取值)
6.當(dāng)系統(tǒng)為錨固為主、粘結(jié)為輔的體系時(shí),抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值 RK應(yīng)按下式計(jì)算:RK=FP×nA ×ηN 式 6式中:RK ——系統(tǒng)抗風(fēng)荷載承載力標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;FP ——單個(gè)錨栓抗拉承載力取值,
按表 6-1 取值,kN; nA ——單位面積保溫系統(tǒng)錨栓數(shù)量,個(gè)/m2; ηN ——錨栓群錨折減系數(shù),按表 6-2 取值。
表 6-1 單個(gè)錨栓抗拉承載力取值 FP(kN)
表 6-2 錨栓群錨折減系數(shù)ηN
7.保溫工程抗風(fēng)荷載安全系數(shù) K 取值應(yīng)符合表 7 的規(guī)定。表 7 抗風(fēng)荷載安全系數(shù) K 取值
8.非透明幕墻外墻外保溫系統(tǒng)可不進(jìn)行抗風(fēng)荷載計(jì)算。9.抗風(fēng)荷載設(shè)計(jì)計(jì)算案例垂直纖維巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng),**有足夠抗風(fēng)荷載能力的有效粘結(jié)面積率計(jì)算結(jié)果如下表 9-1 和表 9-2:
表 9-1
表 9-2
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