100m及以上高层住宅保温及防火构造做法初探

ConstructionalEngineering建筑工程天津建设科技2009·NO.614100m及以上高层住宅保温及防火构造做法初探□文/张大昕张方摘要：文中针对高层住宅外保温系统防火新规定，提出了内外保温相结合的一种新的构造做法。外保温采用建筑保温砂浆及护面层做法、内保温采用EPS板与纸面石膏板复合的复合保温板做法，使外墙外保温材料燃烧性能达到A级不燃，内保温复合保温板燃烧性能满足规范要求，内外保温做法能够达到节能65％的效果。关键词：高层住宅；防火；保温；内外保温构造为了有效防止建筑外保温系统火灾事故发生，2009年9月25日公安部、住房和城乡建设部联合颁发了“关于印发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知”公通字（2009）46号文件（以下简称《防火规定》），对于现存大量建设的非幕墙式高层住宅建筑，其中有一条规定是“高度≥100m的建筑，外保温材料的燃烧性能应为A级”，同时应考虑外保温系统其他性能也能满足建筑节能等各方面的要求。而在JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》中所提出的“EPS板薄抹灰外墙外保温系统”等5种系统构造所采用的保温材料全部为绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS），其燃烧性能要求按GB8624－1997《建筑材料燃烧性能分级方法》分级应为B2级，不符合新的《防火规定》要求。用做外保温系统的其他有机材料，如绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）、喷涂或预制聚氨酯硬泡体保温材料、绝热用硬质酚醛泡沫制品（PF）等，燃烧性能均不能达到A级；胶粉聚苯颗粒浆料燃烧性能为B1级等。总之，目前看来有机保温材料尚无达到A级要求的材料可以使用。一般情况下只有采用建筑保温砂浆、岩棉、矿棉和玻璃棉以及泡沫玻璃等这些无机保温材料时，其燃烧性能才能够满足A级不燃级别的要求。在无机保温材料中，岩棉、矿棉和玻璃棉用于外墙保温原材料性能、构造做法、系统耐久性等还要有大量工作要做，当前大面积使用还不够成熟；泡沫玻璃一是材料的导热系数偏大一些，外保温做法工程造价偏高一些；我们认为当前采用建筑保温砂浆外保温做法较为适宜。但由于建筑保温砂浆有以下缺点：一是导热系数偏大；二是施工时湿作业且不能抹的太厚，这样仅靠保温砂浆做外保温达不到节能65％的要求。为此，本文设想采用外墙内外保温做法，即外墙外保温＋主体墙体＋外墙内保温的构造做法，符合《防火规定》对使用保温材料A级不燃的要求，外墙内保温又能与外保温一起可以满足三步节能65％的要求。墙体构造以钢筋混凝土剪力墙结构高层住宅为例，墙体基本构造见图1。ConstructionalEngineering建筑工程天津建设科技2009·NO.615项目技术要求（Ⅰ型）干密度ρ（/kg·m-3）240～300抗压强度P/MPa≥0.20导热系数λ（平均温度25℃）（/W·m-1·K-1）≤0.70线收缩率/％≤0.30压缩粘结强度P/kPa≥50燃烧性能级别应符合GB8624规定的A级要求放射性天然放射性核素镭－266、钍－232、钾－40的放射性比活动应同时满足IRa≤1.0和I7≤1.0抗冻性15次冻融循环后质量损失率应≯5％抗压强度损失率应≯25％软化系数有耐水性要求时应≮0.50外墙外保温做法本构造做法由界面层、保温层、护面层和饰面层构成。内部无空腔，其保温层除了具有一定的保温性能外，还有较高的密实度保证了强度，又因蓄热系数的增大使其具有较好的热稳定性和隔热性能；护面层是用耐碱玻璃纤维网布增强的抹面胶浆；饰面层可采用涂料。界面层基层为混凝土墙时，涂刷界面砂浆或界面剂（其他墙体可以涂刷专用界面剂）。一般界面砂浆性能指标见表1。用膨胀聚苯乙烯板抹面胶浆》的要求；玻纤网布应达到JC561.2-2006《增强用玻璃纤维网布第2部分：聚合物基外墙外保温用玻璃纤维网布》的要求。表2建筑保温砂浆硬化后的力学性能表1界面砂浆性能指标MPa压剪粘结强度性能指标试验方法原强度耐水强度耐冻融强度≥0.70≥0.50≥0.50JG158－2004保温层采用无机保温砂浆，以膨胀珍珠岩、玻化微珠或膨胀蛭石和胶凝材料为主要成分，掺加其他功能组分制成的用于建筑物墙体保温的干拌混合物。使用时需加适当面层。保温砂浆外观应为均匀、干燥无结块的颗粒状混合物；采用Ⅰ型保温砂浆时，其堆积密度应≯250，饰面层可采用涂料饰面，并使用弹性外墙腻子，性能指标达到GB/T23455-2009《聚合物水泥防水涂料》的要求，以防止饰面层开裂。系统性能系统性能应达到JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》中对系统性能的要求。外墙使用预拌保温砂浆有以下优点。kg/m3，应不含石棉纤维；加水后拌和物的分层度应≯（1）保温砂浆所用的膨胀珍珠岩、玻化微珠或膨胀20mm。用保温砂浆对外墙外表面做保温层时，一般在混凝土墙体找平后，可以分两次将其抹好，每遍抹灰厚度不超过20mm，总厚度控制在40～45mm以内。建筑保温砂浆硬化后的力学性能应达到GB/T20473-2006《建筑保温砂浆》中对Ⅰ型砂浆的要求。见表2。护面层抹面胶浆施工应在无机保温砂浆保温层基本硬化后（一般为2d）进行。抹面胶浆应分遍抹灰，第1遍厚度1.5～2.0mm，压入耐碱玻纤网布，待第1遍抹面胶浆基本硬化后再抹第2遍，总厚度不超过6mm，建筑物底层墙面护面层内应采用耐碱加强型网布增强。抹面胶浆性能指标应达到JC/T993－2006《外墙外保温蛭石和胶凝材料等集料形成良好的胶质骨架，具有较高的机械强度，其耐老化性、耐候性、耐冻融、抗冲击、抗风压性能良好。（2）保温砂浆绝大部分使用无机材料，具有无毒、保温、不燃、防火等优良性能。（3）保温砂浆与普通水泥砂浆施工方法基本相同，对基层平整度要求较低，与基层粘结性能好，施工方便，界面无接缝，省时省工。（4）全部采用抹灰工艺，可用同一种材料对建筑物的柱、圈梁以及特殊造型等易产生热桥的部位进行处理，操作简单，能有效减少附加热损失。（5）保温砂浆工业化生产、应用电脑控制，计量准确，质量稳定。ConstructionalEngineering建筑工程天津建设科技2009·NO.616（6）性价比高，应用范围广，经济效益和社会效益较好。这样做既解决了外保温材料防火问题，又解决了外墙一部分保温要求及结构热桥问题且对工程造价不会带来多大影响。以后，还可以考虑通过大量试验，进一步研究解决外墙饰面粘贴陶瓷墙面砖的难题。外墙内保温做法外墙内保温做法是在工厂将膨胀聚苯板（EPS）与纸面石膏板粘合成复合保温板（以下简称复合保温板），将板材运至工程现场，用胶粘剂（也可以用粘结膏）固定于外墙内表面，同时形成纸面石膏板饰面层，不必再做湿作业的抹灰层。工地一次粘贴施工，仅使用嵌缝膏及接缝纸带处理接缝即可。因复合保温板在工厂加工，质量有保证；现场工序、工料也较简单，灵活快速，易掌握、易操作、易控制。复合保温板完成面平整顺直，对安装工人技术要求低。在室内施工，不受气候影响，也无需脚手架配合。详图设计时可以参考国家建筑标准设计图集06J908－2《公共建筑节能构造》图集。（1）胶粘剂应符合JC/T992-2006《墙体保温用膨胀聚苯乙烯板胶粘剂》的要求。（2）保温、饰面层即复合保温板，其EPS板应符合GB/T10801.1－2002《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》的“阻燃型”板要求，本文中采用的EPS板厚度为50mm（厚度可以按保温不同设计要求选用）；纸面石膏板应符合GB/T9775－1999《纸面石膏板》的要求,石膏板的厚度一般为12mm；复合保温板的性能指标可参照JG/T159－2004《外墙内保温板》及工程要求制定企业标准，并应符合表3的要求。表3复合保温板的性能指标项目性能指标抗冲击性≥2.5J级胶粘剂与EPS板的粘结强度P/MPa≥0.06燃烧性能B1级复合保温板的燃烧性能当前复合保温板的燃烧性能应满足国家现行规范的要求；同时要清楚其燃烧性能分级应如何对应。依据国家标准GB50411－2007《建筑节能工程施工质量验收规范》第3.2.3条规定：“建筑节能工程使用材料的燃烧性能等级和阻燃处理，应符合设计要求和现行国家标准GB50045《高层民用建筑设计防火规范》、GB50222《建筑内部装修设计防火规范》和GB50016《建筑设计防火规范》等的规定”。复合保温板作为外墙内饰面应符合GB50222－95（2001版）《建筑内部装修设计防火规范》中对高层民用建筑内部各部位装修材料的燃烧性能等级的要求不应低于“表3.3.1”的规定。表中对于普通住宅和高级住宅（带空调系统的）的墙面要求达到B1级（燃烧性能分级还是按原GB8624－1997的规定进行分级的）。对于复合保温板是按EPS板与石膏板各自的燃烧性能考虑还是按复合保温板做为整体考虑，在现行国家标准中涉及内部装修防火要求的规定是以整个系统的燃烧性能而不是以其中的某种材料的燃烧性能来界定的。比如，在GB50222－95（2001版）中，其试验方法在附录A中表述为“对墙面等材料按现行的有关建筑材料燃烧性能国家标准进行测试和分级，一般情况下应将饰面层连同基材一并制取试样进行试验，以做出整体评价。这要由专业检测机构检测测定。”其3.0.8条再次强调“复合型装修材料应由专业检测机构进行整体测试并划分其燃烧性能等级。”‘条文说明’中解释为“……如一些隔音、保温材料与其他不燃、难燃材料复合形成一个整体复合材料时，对此不宜简单地认定这种组合做法的燃烧性能等级，应进行整体试验和合理验证。”对于外墙内保温做法也可以按照上述整体试验方法来判定其燃烧性能是否满足防火要求。复合保温板作为整体是否能够达到B1级有的企业已经按照新颁布的GB8624－2006标准进行了复合保温板燃烧性能分级的测试。如2007年9月，某企业对绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料板与纸面石膏板组成的复合保温板委托国家防火建筑材料质量监督检验中心进行了燃烧性能分级检测。检测结果为“该制品燃烧性能符合B级的规定要求，附加分级符合s1、d0、t0级的规定要求。按GB8624－2006判定该制品燃烧性能达到B－s1，d0，t0级”。以上测试结果是按GB8624－2006的新的分级给出的。这个结果如何与GBConstructionalEngineering建筑工程天津建设科技2009·NO.61750222－95《建筑内部装修设计防火规范》（2001版）的燃烧性能分级原标准GB8624－1997中的B1级对应，2007年5月20日公安部以公消（2007）182号文下发了《关于实施国家标准GB8624－2006“建筑材料制品燃烧性能分级”若干问题的通知》其中讲到：由于GB8624－2006与旧版GB8624－1997在原理、分级结构、试验方法等方面有较大差异，为确保新旧标准体系平稳过渡，在现行国标GB50222－95《建筑内部装修设计防火规范》、GB50045－95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》、GB50016－2006《建筑设计防火规范》中关于材料燃烧性能的规定是与GB8624－1997的分级方法相对应的。在目前上述规范尚未完成相应修订的情况下，为保证现行规范和GB8624－2006的顺利实施，各地可暂参照以下分级对比关系：即按GB8624－2006检测，判断为A1级和A2级的、判断为B级和C级的、判断为D级和E级的分别对应于GB8624－1997的A级、B1级、B2级。待有关规范修订后，按规范相关规定执行。依据上述通知，复合保温板的燃烧性能分级达到了GB8624－2006的B－s1，d0，t0级，即达到了GB8624－1997的B1级的要求，也就能够满足《建筑内部装修设计防火规范》GB50222－95（2001版）3.3.1表4外墙内外保温系统做法的热工计算外墙类型厚度h/mm导热系数λ/（W·m-1·K-1）蓄热系数S/(W·m-2·K-1)热阻值R/(m2·K·W-1)热惰性指标导热系数的修正系数σ无机保温砂浆400.0702.3000.4971.1431.150钢筋混凝土2001.74017.2000.1151.9771.000膨胀聚苯板500.0410