中国岩棉外墙保温系统及应用的标准

    近年来，外墙外保温系统的防火要求越来越受到重视。四川润龙耐火保温材料有限公司今天就为大家介绍国际和我国岩棉外墙保温系统及应用的标准。

　　目前国内使用较多的保温材料为EPS板、XPS板、PU、聚苯颗粒保温砂浆等，均是防火B级（难燃）的材料，但一些高层建筑、以重质外墙面砖为饰面层的建筑，以及宾馆、学校等公共建筑，均对外墙外保温系统提出更高的防火要求。

　　德国的建筑防火要求最高，规定高度在22m以上的高层建筑，以及宾馆、学校、医院等“具有特别的形式或功能的建筑体”必须采取特别的措施来满足防火要求，因此在德国，高度在22m以上的高层建筑，以及其它对防火有特别要求的公共建筑，都使用防火A级的外保温系统。防火A级（不燃）的外墙外保温材料主要是以岩棉板（条）为主，因此岩棉类外保温系统在德国或欧洲的应用是非常成熟的，约占所有外保温系统的18%左右（80%是EPS板系统）。

　　本文介绍岩棉类外保温系统在德国或欧洲使用的情况及相关技术要求，同时就岩棉类外保温系统在国内使用的适用性方面提出一些看法。

　　1岩棉的技术要求严格来说欧洲有两种形式的岩棉类保温板，主要：张碧茹，（1965-），女，上海申得欧有限公司产品经理，高级工程师。

　　与其切割后的纤维排列方向有关，一种是纤维平行于墙面，我们姑且称为“岩棉板”另一种是纤维垂直于墙面，我们姑且称为“岩棉条”，后者在密度较低的情况下，有较高的抗拉强度，可达前者的五至六倍。

　　ti1“岩棉板”枝术要求项H桁知说纲"a棉板"密嗖150-165Kg/m3泣拉强丨“1>5klh潮榀状态「的抗泣强度保>5i）%耐火等级A1-U）%Aill！交丨削柳抗强度kPaW.i.kPa杭剪强度>20kPa>inonkPa热晚胀系饺IXl- fl<）%咕热系数<0.041W/m.K匕时N部分泡耵的吸水岩棉的技术要求（见表1）注：*1由于岩棉的抗拉强度是各向异性的，表中的抗拉强度均指垂直于墙面方向，无论是”岩棉板“还是”岩棉条“。

　　欧标EN13500《岩棉类外墙外保温系统》中对“岩棉板”

　　分不同的强度等级，15kPa及7.5kPa，甚至还有5kPa等级的。在德国使用15kPa等级的较多，但今年起可能德国外保温协会将允许使用7.5kPa强度级的“岩棉板”，以和欧标靠拢。

　　*2由于岩棉的吸湿率和吸水率较大，在潮湿状态下，岩棉的抗拉强度会大幅度衰退，影响外保温系统安全性，故岩棉的抗拉强度除了上述常态强度要求外，还规定了潮湿状态下的强度保留率。测试方法按ETAG004第5.2.4.1.2. 5±5）%的气候调节箱内分别放置7天和28天，再在（23±5）%的条件下放置至恒重后测试其抗拉强度，计算强度保留率。

　　所蒸发的水蒸气里放置5天（单面吸湿），然后将试件密封入塑料袋中，在（23±2）C下分别放置7天、28天，再去除塑料袋在（23±5）%的条件下放置至恒重后测试其抗拉强度，计算强度保留率。

　　吸水量一般用“短时间-部分浸泡吸水量”法作评定，测试方法按欧洲标准EN1609，即将（200±1）mm的试件部分浸入水中，浸水深度（10±2）mm，浸水时间2 4小时，再在（23±2）C和（50±5）%的条件下干燥（10±0.5）min后测试试件重量，计算吸水量。需注意水槽在浸入试件后排出的水量不允许超过水槽内总水量的15%. 2岩棉类薄抹灰外墙外保温系统的固定方式薄抹灰外保温的固定方式主要有粘贴法（或同时辅以锚栓），或锚栓固定法（或同时辅以粘贴）。

　　（不含粘胶）的外保温系统在粘贴的同时应附加锚栓固定。

　　是不是需要附加锚栓还与岩棉的抗拉强度有关，度，例如在密度为65.0Kg/m3时，抗拉强度可达80kPa，而前者密度在150-165Kg/m3时，抗拉强度即使是要达到15kPa其实还是有点困难的。在欧洲标准EN13 500中规定，“岩棉条”可用纯粘贴的方式固定，“岩棉板”则必须以粘贴附加锚栓的方式固定。

　　而保温厚度设计较厚时，“岩棉条”外保温的自重也可达到10Kg/m2以上，故实际应用情况是，“岩棉条”外保温也经常采用粘贴附加锚栓的方式固定。

　　由于“岩棉条”的纤维排列是垂直于墙面的，所用的锚栓锚盘直径应增大至14cm（常规的锚盘直径5-6cm即可）。

　　胶粘剂的最低粘贴面积为40%，锚栓的用量为4- 6个/m2，高层建筑阳角等负风压较大的部位可酌情适当增加至6-10个/m2.锚栓一般固定在岩棉板（条）上，也可固定在玻纤网防护层上。如果“岩棉板”的抗拉强度是7.5kPa等级的，建议锚栓固定在玻纤网防护层上更安全。

　　另有一种（铝合金）型材固定法的方式来固定岩棉板，这种方法只适合于强度等级为15kPa的“岩棉板”。此种方法同样可用于安装EPS板外保温系统，目前已由上海申得欧有限公司在国内申请专利，这是一种特别适用于有问题但没条件作处理的老墙基面，国内目前使用还不普遍，此处不作具体介绍。读者如有兴趣可查笔者发表的《型材固定法外墙外保温系统》一文。

　　3薄抹灰外保温系统及组成材料的技术要求表2项M指标M；纲系统抗冲巾强度普通细加强把101 J防护及；饰而误仵内的整t诛抹M的吸水盐g/防护层，及含沛面层在内的整个薄抹面层的水蒸气透m系数40畀棉的拉伸帖结强度>80.或断裂在保（以上仅列出了与EPS板薄抹灰外保温系统有别的指标，系统耐候性、抗冻融性、网格布要求等与EPS板薄抹灰系统相同的指标此处没有列出，具体可参阅ETAG004）4饰面层采用陶瓷面砖的问题与EPS板薄抹灰系统一样，岩棉类薄抹灰外保温系统也可使用陶瓷面砖作为外饰面，其相关的特别要求有：应选用15kPa强度等级的“岩棉板”，或采用AR型耐碱玻纤网的耐碱断裂强力应提高至> 1000N/5cm.如采用中碱玻璃加耐碱涂敷处理的玻纤网，耐碱断裂强力应提高至1300N/5cm.锚栓必须锚固在带有玻纤网的增强防护层上。

　　粘剂的最小粘贴面积应提高至5系统必须留抗裂分割缝，一般为每隔6m连续长（高）度设计一条分割缝，分割缝必须做好防水密封处理。

　　对瓷砖的重量、大小、厚度、吸水率等有限制，具体为：另外，必须采用薄层粘贴类面砖粘结剂粘贴陶瓷面砖，严禁使用普通水泥砂浆贴砖。面砖间必须留砖缝，并以吸水率小、收缩较小，柔性较好的勾缝剂勾嵌砖缝。

　　5岩棉在“干挂背通风”系统中的应用挂石材、干挂铝扣板等的外挂板结构内的保温系统。

　　所谓“背通风”，是指外挂系统的底部，及外挂板与外挂板之间的连接处是设计成“通风”的，并在外挂板与保温板之间留有一定宽度的空气隔层，这样能保证室内排出的湿气及时排走，保持墙体和保温材料的干燥，故名“干挂背通风”系统，其排湿原理与结构参见。

　　阍4粘贴于墙面上，干挂系统的底部用一种带网孔的金属板边起头，构成通风的设计，在上下排的外挂板之间也是可通风的。（需注意保温层不允许离开墙面安装于龙骨内，而将通风的空腔设计于保温板与墙体之间，否则将失去保温功能）冬季，室内排出的湿气可被上升的气流及时排走，保证墙体及保温层始终处于干燥的状态，夏季，玻璃幕墙或其它外挂板所吸收的太阳辐射热也被流通的气流及时带走。

　　由于是通风的设计，一旦发生火灾时风会助长火苗，因此欧洲在这种结构内都使用不燃的岩棉板，而岩棉板怕湿的缺陷也由于通风的设计而得已弥补。

　　（注：目前我国很多干挂石材的结构并不是通风的设计，而是密闭的。这种设计并不合理，也不符合“干挂背通风”系统的概念。在这种情况下使用岩棉板作为保温层反而是有害的，潮湿状态下岩棉板的导热系数会大幅上升，强度也大幅下降，并有可能会分解崩溃，使用聚苯板较为合理）6岩棉在EPS板系统中的应用在阻燃型的EPS板薄抹灰系统中，岩棉板（条）在一些防火重要部位作为防火隔断来应用，主要是窗檐口的应用。

　　在室内着火时火苗会在窗口外窜，EPS板厚度超过10cm时会形成烟囱拔风效应，加快EPS板的熔化速度；同时，EPS板较厚时，其熔化后堆积在窗檐口防护层上的重量也较大，防护层会较快垮塌，影响居民的逃生。因此，按德国DIBt的规定，EPS板厚度如超过10cm，需要在每个窗檐口用岩棉板（条）作防火隔断。

　　国产“岩棉板”的技术性能较国外产品有很大差距，主要表现在抗拉强度及吸水率方面，而这两项指标正是岩棉板用于外墙外保温系统很关键的指标。影响这两项指标的原因在于纤维质量、粘结剂的含量与防水助剂，也和生产设备与工艺条件相关。

　　据两年前对国内几个厂家样品的检测，容重即使达150-180kg/m3的国产“岩棉板”，抗拉强度均还不足5kPa，而“短时间-部分浸泡吸水量”却超过欧洲标准所规定指标的10-20倍，是不适应外墙外保温要求的。

　　从进口“岩棉板”的表观来看，不但板材本身的结构较国内的板密实，抗撕拉能力强，其表面似还经过增强、憎水的特殊处理，呈坚壳状。国内岩棉厂家需加强与国外厂家的技术交流，调整、改进生产工艺，提高板材性能。

　　不过近两年来，国产岩棉板的质量也在随着设备和工艺等条件的改善而提高，据最新检测，部分国内厂家的岩棉板样品性能正在进步，甚至接近国外产品，为国内推广岩棉外保温系统提供了条件。

　　表3 2005年测试值2007年测试1茛干板if的抗拉强度Kpn7.0部分以泡吸水12.00.14同一厂家样品测试对比：从上表可看出，该厂家提供的同样为17容重的样板，垂直于板面的抗拉强度已经大幅提高，而吸水量较之前则大为减小。

　　除了窗檐部位，还可按工程个体设计的要求，每隔几层楼层沿墙身一周用岩棉板（条）作水平圈梁式防火隔断，或在其它部位作防火隔断。

　　7岩棉类外保温系统在国内使用的一些问题尽管岩棉类外保温系统在德国、欧洲使用比较普遍、成熟，但在国内应用，需要注意到下列问题。

　　7.1国产岩棉质量7.2岩棉系统在中国各气候带的适用问题由于岩棉的高吸湿性和吸水性，在潮湿状态下强度会大幅下降，导热系数会大幅上升，而墙体在进行热工验算时，一般不允许在保温系统内出现结露，或一旦有结露，必须验算在适当的气候条件下这些冷凝水能否通过水蒸气渗透的方式排走，因而岩棉类外保温系统对饰面层透汽性要求较高。

　　在ETAG004中，要求岩棉外保温系统的防护层、及含饰面层在内的整个薄抹面层的水蒸气渗透（当量）空气层厚度Sd值一般不能大于1m（EPS板系统要求是一般不能大于2m），并规定外保温系统供应商需要提供材料的Sd值，以供设计人员进行防潮冷凝验算。

　　所谓水蒸气渗透（当量）空气层厚度Sd值，既与材料特性有关，也与材料厚度有关，是材料的水蒸气渗透当量U与材料层厚度S的乘积。

　　水蒸气渗透当量u，指的是假设空气的水蒸气渗透阻为1时，该材料的水蒸气渗透阻是空气的多少倍，无量纲。

　　00规定了岩棉类外保温系统的防护层、及含饰面层在内的整个薄抹面层的透湿量均不得小于40g/（m2.d）。此项指标是基于欧洲在冬季采暖季节，室内相对湿度小于60%、室内外温差小于30K的假设气候条件，一般认为在该条件下满足该透湿量时不会在保温层内产生冷凝现象。而气候条件如果与此假设条件有差异的话，还需另外按照实际气候条件进行结露计算。

　　中国的气候条件与欧洲有很大不同，各地域差异很大，并且同一地域夏、冬季的差异也很大。我国很多地区四季分明，墙体的温度曲线和水蒸气压力曲线在夏、冬季是完全相反的，不象欧洲基本上不存在实质意义上的夏季，水蒸气总是从室内向室外单方向渗透。

　　岩棉类外保温系统在我国各个气候带是否都适用、欧标关于外饰面材料的透汽性指标又是否在中国各地区适用，存有一定疑问，有关科研院所有必要就这些区域的实际气候条件进行验算。而现有规程所规定的各地的气候条件已经与近些年的实际情况有较大差异，建议还应对各地的极端气候条件进行验算。

　　另外，我国的结露计算方法与欧洲有不同之处，即水蒸气压力曲线是以墙体结构各层材料的厚度为横座标的，欧洲的“Glaser法”却是以各材料层的水蒸气渗透（当量）空气层厚度Sd值作为横座标的。

　　所谓结露区即是饱和蒸气压力曲线与实际水蒸气压力曲线的相交区，国内、国外两种方法的差异是：如果以材料层厚度为横座标，因为外保温饰面层的厚度很小，也就几个mm，甚至罩面涂料只有几个um，相比于墙体及保温板的厚度，饰面层的厚度几乎在横座标中可忽略不计，有可能导致结露区在曲线图中显示不出来。而饰面层材料如果正好是水蒸气渗透阻非常大的话，例如采用非常致密的高弹涂料为外饰面时，其Sd值在横座标中却有可能比保温层都大，此时曲线图中可清楚反映出结露区。

　　斯图加特某住宅Sto岩棉板巴登符腾堡州体育之家/斯1慕尼黑学生公禽St0“干挂背通薄抹灰外保温系统2006年图加特Sto岩棉板薄抹灰外保温风"外保温系统200*7年国内水蒸气压力曲线图，以材料层厚度为横座标，从左至右依次为墙体基层、粘结层、保温层、薄抹面层。在采用水蒸气渗透阻较大的饰面材料时，有可能反映不出结露区层Sd值为横座标，从左至右依次为墙体基层、粘结层、保温层、薄抹面层。在采用水蒸气渗透阻较大的饰面材料时，结露区出现以上问题影响着岩棉类外保温系统在国内的推广使用，一方面岩棉厂家应尽快生产出适合用于外墙外（上接第67页）006年初又对某金属制品有限公司的办公楼、综合楼和员工宿舍楼进行了外墙外保温实践，检测数据和结论如下：根据上海市工程建设规范《住宅建筑节能检测评采用DeST-e能耗评估软件，判定采用3 5mm厚泡沫玻璃外墙外保温达到节能要求。

　　2.5泡沫玻璃保温系统的应用评价利用碎玻璃生产的新型环保建材泡沫玻璃，符合环境保护的要求，也符合循环经济的发展方向，且泡沫玻璃集传统保温隔热材料的优势于一身，具有容量小、强度高、耐腐蚀、耐水性好、吸水率和导热率低等诸多特点，适用于各种场所。

　　在建筑总能耗中，采暖和制冷能耗占全年建筑总能耗的45~50%，如果采取有效的节能措施，尤其是对围护结构如外墙、屋面进行有效的保温隔热处理，不仅能提高人们居住的舒适度，而且能大量节省能源消耗。泡沫玻璃以其优异的性能，适合建筑外墙、地下室的保温、屋面保温。目前，我国在建筑保温材料应用和研发工作方面已经取得了很大进步，但是与发达国家的建筑节能水平尚有差距，泡沫玻璃在建筑节能领域的应用处于刚刚起步阶段，还有许多工作需要科研、生产、设计、施工等单位通力协作，共同推动泡沫玻璃保温隔热材料在建筑节能领域的应用。

　　泡沫玻璃应用于外墙外保温，作为墙体保温隔热材料，可以有效减小墙体厚度，减轻建筑结构重量，扩大使用面积。应用于建筑屋面保温，由于屋面保温系统强度高且防水性能好，屋面可以用于绿化，种植花草或者作屋顶运动场和其它功能性使用。保温系统的岩棉板（条），另一方面，应对岩棉类外保温系统在各地区的适用性进行验算，并制订相应的适用于国内各气候带的相关指标。目前的情况下，也可在一些代表性地域先进行一些小规模的试点建筑，积累些工程实例，对系统的安全性、墙体传热系数等进行跟踪考察。