周俊龍*

（中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司規(guī)劃計劃處）

0 引言

建筑外墻保溫是建筑節(jié)能的主要方式，國家對建筑節(jié)能率的要求逐年提高。1986年我國規(guī)定建筑節(jié)能率為30%，1996年全國實施50%節(jié)能率，2010年居住建筑開始實施65%節(jié)能率，2015年公共建筑也提高了節(jié)能率要求（根據(jù)各個地區(qū)的差異，平均節(jié)能率約 65%）。2014年新疆頒布的 XJJ/T 063—2014《嚴寒 C區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》，提出了75%節(jié)能率的目標。降低建筑物能耗，提高建筑節(jié)能效果，促使建筑的圍護結(jié)構(gòu)材料發(fā)生了變化。保溫墻體取代普通的墻體圍護建設(shè)、屋面設(shè)計增添了保溫隔熱要素、遮陽系統(tǒng)成為幕墻與門窗建設(shè)的必備要素[1]。建筑外墻保溫材料對節(jié)能建筑有著重要意義。

1 標準規(guī)范對外墻保溫材料的要求

GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）和新公消〔2018〕8號文《新疆維吾爾自治區(qū)建筑外保溫系統(tǒng)材料應用防火暫行規(guī)定》均對外墻保溫材料的燃燒性能做了規(guī)定。新公消〔2018〕8號文中關(guān)于外墻保溫材料燃燒性能要求的相關(guān)條款如下：

（1）民用、工業(yè)建筑外保溫系統(tǒng)材料的燃燒性能宜為A級，且不應低于B1級，嚴禁采用B2、B3級材料，嚴禁采用在生產(chǎn)過程中使用易燃氣體為發(fā)泡劑的保溫材料（XPS）。當采用B1級保溫材料時，應采用不燃材料作防護層，防護層厚度首層不應小于15 mm，其他層不應小于5 mm。

（2）設(shè)置人員密集場所的民用建筑，其外墻外保溫材料的燃燒性能應為A級。

（3）非幕墻式建筑外保溫材料應符合下列要求：住宅建筑（包括設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的住宅）高度大于等于100 m的建筑，其保溫材料的燃燒性能應為A級；高度小于100 m的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應低于B1級。

其他民用建筑高度大于等于50 m的建筑，其保溫材料的燃燒性能應為A級；高度小于50 m的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應低于 B1級；與人員密集場所組合建造的建筑（包括住宅與人員密集場所組合建造的建筑的住宅部分），其保溫材料的燃燒性能應為A級。

（4）除設(shè)置人員密集場所的建筑外，幕墻式建筑應符合下列規(guī)定：建筑高度大于等于24 m時，其保溫材料的燃燒性能應為A級；建筑高度小于24 m時，其保溫材料的燃燒性能不應低于B1級。

根據(jù)新公消〔2018〕8號文的要求，大部分民用建筑的外墻保溫材料均需采用A級保溫材料。按前述第（2）條規(guī)定，一些商住樓和帶有大型會議廳的辦公樓及多功能、綜合性建筑等也應采用燃燒性能等級為A級的外墻保溫材料。

2 嚴寒和寒冷地區(qū)常用的外墻保溫材料

2.1 保溫材料性能

隨著我國建筑節(jié)能的發(fā)展，各種新型外墻保溫材料得到推廣和應用。常見的建筑保溫材料有：巖棉板、保溫砂漿、超薄絕熱板（STP）、改性聚氨酯板（PIR）、硬質(zhì)酚醛板（PF）、模塑聚苯板（EPS）、水泥膨脹蛭石等。水泥膨脹蛭石由于導熱系數(shù)大和干密度大的缺點不適用于嚴寒和寒冷地區(qū)。嚴寒和寒冷地區(qū)常用外墻面保溫板性能見表1。

表1 嚴寒和寒冷地區(qū)常用保溫材料的性能指標

2.2 嚴寒和寒冷地區(qū)保溫材料應用

現(xiàn)階段，嚴寒和寒冷地區(qū)常用的燃燒性能為 A級的外墻保溫材料只有巖棉板和超薄絕熱板。

2.2.1 巖棉板

巖棉板是現(xiàn)階段普遍應用的A級保溫材料。按照纖維排列和切割方向不同，分為垂直纖維巖棉板和平行纖維巖棉板兩種。一般把平行纖維巖棉板稱為巖棉板，把垂直纖維巖棉板稱為巖棉帶。由于垂直纖維巖棉板的抗壓、抗拉強度較平行纖維巖棉板高且密度較低，故在巖棉板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中普遍采用垂直纖維巖棉板（巖棉帶）作保溫層。

新公消〔2018〕8號文中規(guī)定巖棉板導熱系數(shù)為0.048 W/（m·K），導熱系數(shù)相對較大。伴隨著節(jié)能標準的不斷提高，外墻保溫材料的厚度也在不斷增加。對于嚴寒地區(qū)建筑節(jié)能要求較高的建筑（如住宅、宿舍、幼兒園、賓館等），巖棉板保溫層厚度一般會達到150 mm甚至更厚。巖棉板厚度增加必然會影響與主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性。在施工方面，由于目前國標和自治區(qū)標準中沒有相關(guān)巖棉板外墻保溫的標準做法，施工過程的不規(guī)范做法會造成保溫板及飾面層不能與主體結(jié)構(gòu)可靠連接。在新疆多風季節(jié)有保溫板及飾面層脫落的隱患，造成人員傷害和財產(chǎn)損失，尤其高層建筑的危險性更高。對嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)來說，過厚的保溫材料會影響整個保溫系統(tǒng)的安全性能。

2.2.2 超薄絕熱板

超薄絕熱板由二氧化硅、助劑、添加劑等混合制成的芯材與高強度阻氣膜復合，通過真空封裝技術(shù)，制成高效真空保溫板。超薄絕熱板密度較大，導熱系數(shù)?。?.008 W/（m·K）），一般建筑僅用20 mm厚的絕熱板保溫層即可滿足規(guī)范要求。由于保溫板較薄，保溫層與結(jié)構(gòu)層連接可靠。但絕熱板也存在較大缺陷：

（1）超薄絕熱板的真空性能要求板材在運輸和施工過程中不能被破壞。真空構(gòu)造被破壞會導致導熱系數(shù)急劇增大，失去原有的保溫性能。因此，所有板材均需嚴格按照排板設(shè)計的尺寸生產(chǎn)、安裝，施工過程中不能裁板，限制了施工安裝的靈活性。

（2）在建筑運營周期內(nèi)，真空絕熱板的保溫性能會隨著安裝使用時間逐漸衰減?，F(xiàn)階段的節(jié)能設(shè)計一般以滿足建設(shè)單位要求和節(jié)省造價為原則，通常會按照規(guī)范限值設(shè)計，裕量不大。節(jié)能建筑在使用初期可以達到節(jié)能設(shè)計要求，但隨著真空絕熱板性能的衰減，建筑節(jié)能逐漸滿足不了初期設(shè)計的目標和要求。

由于上述缺陷，現(xiàn)階段絕熱板在建筑節(jié)能設(shè)計中得不到普遍應用。絕熱板要在建筑節(jié)能設(shè)計中推廣普及尚需在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)上改進提高。

3 外墻保溫材料選用建議

在選用外墻保溫材料時，除了滿足建筑節(jié)能要求和外墻保溫系統(tǒng)的持久性要求，還應考慮應用地理位置及施工方法，在選擇外墻保溫材料時應綜合保溫材料的耐候性、導熱系數(shù)、抗拉強度、板材容重、吸水性、板材尺寸穩(wěn)定性等材料特性。

（1）耐候性。外保溫材料耐候性能很好地反應實際外保溫工程在經(jīng)高溫日曬、突降暴雨及冬夏年溫度反復變化下的保溫性能。耐候性能的優(yōu)劣決定保溫系統(tǒng)能否與建筑物主體保持長久保溫的功效。新疆冬季寒冷，夏季干熱，應選購能經(jīng)受住周期性冷熱氣候條件長期作用并適應當?shù)氐臍夂驕囟鹊谋夭牧稀?/p>

（2）導熱系數(shù)。導熱系數(shù)是決定板材保溫性能優(yōu)劣的重要指標。板材的熱阻越大則板材的保溫性能越好，板材兩側(cè)的溫差越大。建議選擇導熱系數(shù)小的保溫材料，這樣可使保溫板薄，施工方便，節(jié)約空間。

（3）抗拉強度。板材類產(chǎn)品上墻后面臨保溫板材自身重力以及風力等外力作用下連接不牢固問題，因此外保溫材料的抗拉力尤為重要。除合理的保溫材料工藝構(gòu)造，配套材料（如各類砂漿、網(wǎng)布、連接件）也應與建筑物外墻設(shè)計相結(jié)合，保溫板材系統(tǒng)的抗拉能力起著關(guān)鍵作用。

（4）板材容重。板材的容重是決定板材導熱系數(shù)、強度、尺寸穩(wěn)定性的重要指標。

（5）板材尺寸穩(wěn)定性。板材的尺寸穩(wěn)定性是衡量保溫材料在受機械力、熱或其他外界條件作用下，外形尺寸不發(fā)生變化的性能。保溫材料應具有良好的尺寸穩(wěn)定性。如果用于工程上的板材發(fā)生翹曲變形，會導致外飾面開裂滲水，降低保溫性能。采購的板材必須達到合理的陳化期，才能最大程度的避免系統(tǒng)因板材變形所致開裂。

（6）板材吸水性。保溫板材產(chǎn)品的吸水性因材料本身的組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而存在較大差異。保溫板吸水后保溫功能隨之降低。低溫下，吸入的水易結(jié)冰，進而破壞保溫裝飾一體化結(jié)構(gòu)，降低板材的抗拉及保溫功能。因此外墻保溫材料應選擇低吸水率材料。

4 結(jié)束語

我國的建筑節(jié)能發(fā)展很快，標準要求越來越嚴格，公眾的節(jié)能意識也在逐漸增強?，F(xiàn)階段A級外墻保溫材料仍然具有很大的局限性，保溫性能好且綜合性能優(yōu)越的A級保溫材料仍需要在節(jié)能材質(zhì)及保溫技術(shù)上尋求突破，提高性能。

外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新密不可分。建筑節(jié)能應在保溫絕熱材料的基礎(chǔ)上發(fā)展新型節(jié)能材料。節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能材料的不斷革新，外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時，要加強新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用，從而真正地實現(xiàn)建筑節(jié)能。