民用建筑外保温装饰材料的应用

1民用建筑外保温装饰材料的应用随着国民经济的快速发展，人民生活需求的提高，建筑条件在不断改善，节能、环保、安全的课题已显得十分重要。怎么统筹、协调、解决、开发、利用节能环保安全材料已是当务之急。建设部门、消防部门、人民需要站位有同有异，但共同的追求是安全和效果，而目前现状是材料的开发，材料的安全，材料的效果，材料的造价，材料的应用和国家规范、标准以及管理过程和工作程序都需要统筹发展、客观发展，既保安全，又保民生，还要符合现实。为此，针对民用建筑外保温装饰材料的应用谈几点看法。一、民用建筑外墙保温材料特点（一）墙体保温材料根据保温层所处的位置，可以分为外保温、内保温、自保温、夹芯墙保温和复合保温。（二）由于受建筑结构的影响，自保温、夹芯墙保温和复合保温的使用受到了一定的限制。（三）外保温与内保温相比，技术合理，有明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外墙保温比内墙保温的效果好。（四）外保温不仅适用于新建的民用工程，也适应于建筑节能改造，适用范围广，技术含量高。（五）外保温材料包在主体结构外侧，既有保护作用，又2能延长寿命，减少结构的热桥，增加建筑的有效空间，同时消除了冷凝，提高居住舒适度。（六）外墙保温技术是民用建筑大力推广的一种建筑节能保温技术，适用于新建、改建、扩建的民用建筑。二、民用建筑外墙保温材料技术（一）外墙保温技术1、膨胀聚苯板（EPS）薄拌灰外墙保温系统；胶粉聚苯颗粒（EPS）保温浆料外墙保温系统；膨胀聚苯板（EPS）现浇混凝土外墙保温系统；膨胀聚苯板（EPS）钢丝网架现浇混凝土外墙保温系统；机械固定聚苯板（EPS）钢丝网架外墙保温系统。2、五种主要技术材料外墙外保温系统在我国民用建筑工程领域已广泛应用，是当今我国外墙保温隔热技术的主流，技术使用工程已达到几千万m2、几亿m2。3、五种主要技术材料外墙保温系统也同样存在使用寿命、面层开裂、系统防水等问题。（二）外墙保温材料1、所谓外墙保温材料是指将保温材料和建筑外立面装饰材料按一定方式复合在一起，对建筑外墙起到隔热保温作用，发挥节能减排的综合功效。2、保温材料按燃烧性能或氧指数分为A级、B级。A级为不燃材料，B1为难燃材料，B2为可燃材料，B3为易燃材料。3、A级不燃材料有：岩棉、加气混凝土、泡沫玻璃、泡沫3混凝土（发泡水泥）、发泡陶瓷、膨胀玻化微珠保温板和浆料等。4、B1级难燃材料主要是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为代表的有机—无机复合型保温材料。5、B2级可燃材料主要以聚苯乙烯泡沫塑料（包括EPS板和XPS板）。硬泡聚氨酯和酸性酚醛树脂为代表的有机保温材料。6、在建筑领域外墙保温材料使用中多选择的是聚苯板（EPS）、挤塑板(XPS)、聚氨酯(PU)三种有机材料，其优点是质轻、保温、隔热性好，但缺点是可燃、烟毒、不防火。7、建筑外墙外保温材料的物理性能和防火性能情况见表1。表1建筑外墙外保温材料的物理性能和防火性能一览表保温材料密度（kg/m3）导热系数抗火度使用温度范围(℃)备注膨胀珍珠岩50-2000.046-273-1000A级保温材料膨胀蛭石100-1300.047-0.071320A级保温材料岩棉20-300.10-0.260700A级保温材料泡沫玻璃160-2200.066200-450A级保温材料加气混凝土400-7000.09-0.22不燃烧A级保温材料泡沫混凝土（发泡水泥）200-4500.03-0.1不燃烧A级保温材料玻璃纤维12-560.04-0.033-4-260A级保温材料4聚苯乙烯膨胀泡沫塑料（EPS）30-400.041-180-85B1级详保温材料B2级挤塑聚苯乙烯泡沫材料(XPS)25-320.03-180-85B1级详保温材料B2级聚氨酯硬泡塑料（PU）60-900.016-0.024-90-120B3级保温材料酚醛树脂泡沫塑料600.036-150-150B3级保温材料8、民用建筑不同外墙保温材料系统综合性能情况见表2。表2民用建筑不同外墙保温材料系统综合性能一览表材料材料级别综合性能情况岩棉、矿棉燃烧等级为A级属无机保温，抗拉强度极低，不适宜外墙粘贴，施工难度大，国内无配套辅材，吸水率较大。保温效果一般（0.1-0.26）胶粉聚苯颗粒燃烧等级为B1级导热系数高，施工难度大，保温效果差聚苯乙烯板燃烧等级为B2级未添加阻燃剂时氧指数仅为18%，燃烧的热释放量较大，受火后收缩熔化，导致外保温系统内产生空腔，轰然状态下燃烧剧烈，燃烧的滴落物具有引燃性，导热系数一般，施工难度一般聚氨酯硬泡燃烧等级为B2级属于高度易燃材料，未添加阻燃剂时氧指数仅为16.5%，热分解和燃烧的产物主要有氰化氢、一氧化碳、异氰酸酯等，燃烧烟气毒性很大，导热系数低，施工难度一般特种防火酚醛板燃烧等级为B1级(两面复合2mm砂浆后可达到A级)在400℃以上只灼烧或阴燃，无火焰，发烟量很小，是当前有机保温材料中阻燃性能最优的一种材料，导热系数较低，施工难度一般（三）无机与有机保温材料51、无机保温材料与有机保温材料相比抗火性强，使用温度范围广，防火安全性能好。2、泡沫玻璃保温材料价格较高，不可能成为目前有机保温材料的替代产品。3、岩棉等纤维保温材料虽然价格较低，但吸水率较大，无法固定，污染环境。4、玻璃纤维保温材料不是块状材料，应用比较困难，无法直接使用。5、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等颗粒状松散保温材料，吸水率高，制品不抗冻融，松散不宜使用。6、加气混凝土保温材料，密度大、吸水率较高。7、泡沫混凝土保温材料具有轻质、保温隔热、防火、抗震、耐久、隔音、环保、价格低等特点，但密度较大、易碎、韧性不足等缺点，目前一正公司已实现技术创新，改善物理性能，在屋面使用也可实现抗压，成为聚苯乙烯等有机保温材料的替代产品。8、有机保温材料聚氨酯硬泡塑料（PU）、酚醛树脂泡沫塑料的防火性能略好于聚苯乙烯膨胀泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS），但成本较高。9、有机保温材料的防火性能研究主要集中在掺入合适的阻燃剂来提高聚苯板（EPS）、挤塑板（XPS）的阻燃抑烟抗火性能。三、民用建筑外墙保温材料发展应用现状6（一）聚苯乙烯泡沫塑料占整个外墙外保温材料的80%左右，发展迅速，主要原因是与玻璃纤维、岩棉和保温砂浆等保温材料相比，其导热系数小，保温隔热效果好，价格便宜，施工技术成熟，有完善的标准、规范体系，但是防火性能差、易燃烧、毒性大。（二）无机保温材料如岩棉、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、玻化微珠等防火性能更好，但导热系数高，保温节能效果相对较差，严寒地区和寒冷地区不能保证节能效率，更不能满足65%以上的节能标准。（三）岩棉板属A级材料，既能达到防火要求，又能满足节能的保温材料，但是应用岩棉于外墙保温系统还存在以下问题：1、量产化：岩棉是矿物棉的一种，本身资源有限，根据专委会统计，2010年，我国岩棉及其制品产量为86万t，用于建筑领域的岩棉数量不足10万t，整体竣工面积不足30万m2，并且岩棉生产线投产周期长，建设一个岩棉厂到运行需要2年左右时间，所以，岩棉外墙保温使用量远远无法满足我国节能、防火的要求。2、性价比：每m2岩棉板造价远高于市场同类保温材料，考虑到我国建筑节能改造对保温材料的巨大用量，岩棉的价位高、生产量小，满足不了市场需求，人民群众接受能力差。3、危害性：岩棉的防火性能可达到A级，但对人体危害严7重，存有致癌物质，一些发达国家对岩棉的使用进行了严格限制、严格使用。4、耗能大：岩棉生产需对原材料进行重熔、纤维化，这一过程会产生大量的废水、废气，并消耗大量能源，属高能耗、高污染产业，属节能减排限制产品。5、技术缺陷：国产岩棉板的性能较国外产品差距很大，主要表现在抗拉强度和吸水率方面，这两项指标正是限制岩棉板用于外墙保温系统的主要指标。6、国家还没有制定颁布出台外墙使用岩棉板的行业标准、技术规程。目前岩棉外保温大多应用在干挂体系中。（四）有机类外墙保温材料具有很好的性价比，生产、施工、设计技术成熟，是墙体保温的主流材料，但如何提高防火性能仍是一个值得研究的课题。四、民用建筑外墙保温火灾原因与对策分析（一）外墙保温材料消防安全问题的焦点在于：是在安全性的基础上选择有效性，还是在有效性的基础上选择安全性。南京中环国际广场、哈尔滨双子座大厦、济南奥体中心、北京央视文化中心、上海胶州公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等都发生了火灾事故，造成了一定影响。1、施工阶段发生的火灾。在工程现场码放、堆存大量保温材料，以及在保温材料上墙后表面未做面层处理时发生的火灾。原因主要有：现场使用的保温材料氧指数较低，材料未做阻燃8处理，现场多工种交叉作业，管理无序，防范失控，制度、规章不健全，安全预案不落实，无证上岗，违章作业、乱扔烟头，随意动火、电焊，引燃可燃物，造成火灾事故。2、使用阶段发生的火灾。在建筑交付使用以后，外包面砖脱落，保温材料裸露，遇火源发生的火灾。这种情况极少。（二）控制、防范外墙保温火灾的发生需要做的工作是多方面的，应该在国家机关、各级政府、行业部门、生产领域、建设单位、施工单位、监理部门、受用人员，齐抓共管、形成合力，共同做好安全工作。1、制定新规定。依法规范外墙保温工程安全。不能政出多门，出尔反尔，政策要有法制性、周期性、可操作性，执行力要强。2、研发新材料。现行市场A级材料少、差、贵，远远不能适应建筑领域和人民生活的需要，亟待国家认证既安全，又环保，还节能，大众容易接受的新型保温材料（一正保温材料产生的背景）。3、开发新工艺。构造建筑施工方式要在材料防火基础上，改革施工方式。一要加大防护层，对防护层和饰面层的厚度加大，提高耐火极限；二要实行防火隔离，建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、系统自身的分仓构造要严实有效；三要加强空墙封堵，火灾条件下，热塑性保温材料受火后收缩、熔化甚至燃烧，可能导致空腔贯通，形成串式燃烧，要严格空墙9封堵措施。4、宣传经常化。外墙保温材料大都用在民用建筑、公众场所，既要加强对施工人员、监理人员、现场管理人员教育外，还要针对投入使用建筑内住户及公众场所人员的教育，两者齐抓，确保安全，防患未然。5、检查常态化。要严格外墙保温材料施工现场的检查，确保施工现场合法性、材料的安全性、管理的规范性、人员的可靠性、装备设施稳定性。对发现的隐患，要从严惩处，决不能养患成灾。（三）关于使用外墙保温材料建议1、规范管理。2009年9月，公安部、住建部联合发布《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），规定民用建筑应依据使用性质、建筑高度宜采用A级材料且不应低于B2级，或当采用B2级保温材料时，必须设置水平防火隔离。2011年3月，公安部消防局下发了《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），要求民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料，还规定了审核验收的内容。2、规范图集。外墙保温是一套完整的系统，各种保温材料的技术参数不完全一致。目前，国家及地方建筑标准图并没有针对有关规定修改图集，导致设计院出图时，只能计算节能指标，实际构造措施无依据，设计、施工单位技术问题难以解决。103、规范应用。目前市场成熟产品较少，能够达到A级保温板的是岩棉制品居多，但岩棉密度大、容易吸水、价格偏高、施工麻烦；其它类产品：发泡水泥、发泡玻璃、发泡陶瓷、玻璃微珠保温板等，一直是研究的热点，建议与有关部门强力推进新材料开发与应用，以真正达到安全、环保、节能，以适应社会经济发展和人民生活的需要。4、规范标准。外墙保温是一个系统工程，国家相关规范要完善，建筑设计防火规范要制定强制性条款，生产材料领域要有行业标准、企业标准，建设行政管理部门要有管理标准，施工监理单位要有技术规程，公安消防部门要有监督标准，建设工程消防监督管理规定要修订，扩充内容，完善执法体系。