目前，深入開展建筑節(jié)能工作已是人們的共識，但節(jié)能材料的防火安全難題同樣困擾著行業(yè)的發(fā)展，筆者就目前的節(jié)能隔熱材料情況、巖棉板在建筑領(lǐng)域的使用情況、如何改進巖棉板的應用工藝，擴大巖棉板的使用量，達到節(jié)能、防火雙保險淺談分析如下：
一、目前在用的主要保溫隔熱材料介紹：
保溫隔熱材料的分類，大體分為有機材料、無機材料和復合材料。不同的保溫材料性能各異，價格也千差萬別。我們暫按各種材料的保溫性能即導熱系數(shù)的高低進行依次排序，列表如下：
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序號 |
材料名稱 |
導熱系數(shù) W/(m·k) |
分類 |
優(yōu)點 |
缺點 |
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1 |
真空絕熱板 |
0.008 |
復合 |
最低的導熱系數(shù) |
1、真空度難保持 2、施工難度太大 |
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2 |
氣凝膠保溫材料 |
0.02 |
復合 |
被稱為世界上最輕的固體，導熱系數(shù)低，防火不燃 |
1、太貴，現(xiàn)主要用于航空航天、冶金等。 2、用于建筑保溫尚處于實驗室階段 |
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3 |
發(fā)泡聚氨酯 |
0.024 |
有機 |
絕熱和防水功能都優(yōu)良 |
聚氨酯板尺寸穩(wěn)定性差、防火差 |
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4 |
擠塑聚苯板 |
0.028~ 0.030 |
有機 |
抗壓、導熱系數(shù)低 |
生產(chǎn)過程破壞臭氧層，變形 |
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5 |
酚醛板 |
0.032 |
有機 |
國外應用多，國內(nèi)技術(shù)尚待發(fā)展 |
易粉化、機械強度低，脆性 |
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6 |
石墨聚苯板 |
0.033 |
有機 |
性價比最高的有機材料 |
防火達不到A級 |
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7 |
真金板 |
0.036 |
有機 |
改性聚苯板 |
防火達不到A級 |
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8 |
膨脹聚苯板 |
0.039 |
有機 |
市場用量最大、工藝成熟 |
防火達不到A級 |
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9 |
巖棉板 |
0.040 |
無機 |
防火、保溫兼?zhèn)?/span> |
多用于幕墻，其他應用工藝待開發(fā) |
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10 |
泡沫玻璃 |
0.045~ 0.062 |
無機 |
利廢、強度性能好 |
價格太高，保溫性能差 |
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11 |
聚苯顆粒保溫砂漿 |
0.058 |
復合 |
應用早，范圍廣 |
保溫和強度難兼顧，保溫性能差 |
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12 |
發(fā)泡水泥板 |
0.065~ 0.070 |
無機 |
防火好 |
強度和保溫性能難滿足現(xiàn)有要求 |
通過上表可見，在建筑節(jié)能領(lǐng)域，膨脹聚苯板的用量最大，施工工藝相對成熟，但受到其B級防火等級的限制，在防火要求高的建筑被禁止使用。巖棉板作為防火性能和保溫隔熱性能都優(yōu)良的材料逐漸步入主旋律，尤其是近幾年國內(nèi)巖棉板生產(chǎn)技術(shù)的改進，巖棉板產(chǎn)品的性能得到了大幅度的提高，產(chǎn)品性價比不斷提高。
二、目前巖棉板的質(zhì)量狀況：
巖棉是一種優(yōu)質(zhì)高效的保溫材料，它具有良好的保溫隔熱、隔聲和吸聲性能，與傳統(tǒng)保溫材料相比，具有密度小、導熱系數(shù)低、不燃燒、防火無毒、適用范圍廣、化學性能穩(wěn)定、使用周期長等優(yōu)點，是國內(nèi)外公認的理想保溫材料。在歐美的建筑市場中大量使用了巖棉制品，美國巖礦棉占70%，德國超過22米的建筑外保溫幾乎全部采用巖棉保溫材料。但在我國，巖棉作為建筑保溫材料的使用率還很低，在建筑領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀，主要應用與幕墻建筑的絕熱材料使用以及作為防火隔離帶使用。市場占有率不高的主要原因是國內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量不高，吸濕率、抗拉強度、短期吸水量等性能與國外產(chǎn)品有差距，更重要的巖棉板作為外墻保溫材料的施工工藝遲遲沒有大的突破。
近幾年經(jīng)過廣大科研專家的努力，巖棉板的產(chǎn)品性能得到了大幅度提高，經(jīng)過改進后的巖棉保溫材料，其各項技術(shù)指標，例如酸度系數(shù)為2.0，抗拉強度為13.8KPa，導熱系數(shù)為0.040W/(m·k)，已經(jīng)能夠達到節(jié)能工程的使用要求，解決了巖棉大規(guī)模用于高等級防火外墻外保溫的產(chǎn)品技術(shù)難題，成為兼?zhèn)浔睾头阑鸸δ艿睦硐氲谋夭牧?，是未來保溫材料發(fā)展的主流趨勢，將具有很好的市場應用前景。
三、材料質(zhì)量解決了，如何應用呢？
新的《建筑設計防火規(guī)范》要求，設置人員密集場所的建筑，外保溫材料應為A級；大于100米的住宅建筑，外保溫材料應為A級；除上述建筑以外的其他建筑，大于50米時，外保溫材料應為A級；以及幕墻建筑大于24米時，外保溫材料應為A級；此政策顯示當人員密集、樓層較高的建筑，國家對其采用的保溫材料的防火等級越高，即巖棉材料的應用空間也就越大。
目前，大部分省市都出臺了巖棉板用于外保溫的技術(shù)規(guī)程，提出了巖棉板的施工工藝主要有兩種，一是巖棉板薄抹灰工藝，一種是巖棉板復合膠粉聚苯顆粒工藝，這兩種工藝都是采用后粘貼錨固的方式，將巖棉材料復合到既有外墻的表面，存在很大的風險和缺陷。主要有：
1、無論是薄抹灰工藝還是復合工藝都難解決巖棉板抗拉強度低的問題，巖棉板的兩側(cè)施工前都噴涂界面砂漿，僅能解決巖棉板表面層與膠黏劑（或膠粉砂漿或抹面抗裂砂漿）的結(jié)合力問題，改變不了巖棉本身材料的抗拉強度不足問題。包括這兩種工藝，對于錨栓的設置都要求在第一遍網(wǎng)格布施工完成后進行，緣由都在于此。即便如此，保溫層與基層墻體的結(jié)合力、裝飾層與保溫層的結(jié)合力，現(xiàn)場檢測中很難到達設計指標要求，現(xiàn)實和理想之間還是存在很大差距。
2、高層建筑要求采用A級材料，但高層建筑外保溫結(jié)構(gòu)所需要承受的自身重量、風荷載都大，實際應用中，采用上述兩種施工工藝的風險太大，即安全性和耐久性有待時間驗證，實際應用的實例太少。
四、采用鋼絲網(wǎng)架巖棉板體系可有效解決上述存在的技術(shù)問題，給巖棉材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應用帶來春天！
我們經(jīng)過多年的研究和實踐，大量推廣應用的后機械固定鋼絲網(wǎng)架巖棉板、現(xiàn)澆混凝土鋼絲網(wǎng)架巖棉板外保溫系統(tǒng)和鋼絲網(wǎng)架巖棉板圍護結(jié)構(gòu)自保溫系統(tǒng)，技術(shù)先進合理，生產(chǎn)和應用技術(shù)的難點已經(jīng)取得重大突破。配套采用的鋼絲網(wǎng)架巖棉板的組裝焊接機，生產(chǎn)效率高，完全滿足市場應用需求。
1、機械錨固鋼絲網(wǎng)架巖棉板外保溫系統(tǒng)，防火等級達到A級，滿足新的《建筑設計防火規(guī)范》A級要求，施工工藝與原粘貼工藝最大的不同是將在施工現(xiàn)場操作的熱鍍鋅電焊網(wǎng)工序改為在工廠機械化預制，將巖棉板在出廠前單面或雙面經(jīng)自動化焊接設備復合上鍍鋅網(wǎng)片，界面處理后，直接將鋼絲網(wǎng)架板通過粘結(jié)錨固的方式固定在建筑物外墻上，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）鋼絲網(wǎng)架巖棉板與墻體的結(jié)合力主要通過機械固定件來實現(xiàn)，固定件是通過連接固定鋼絲網(wǎng)片來達到固定巖棉板的效果，結(jié)合力更好，更安全更牢固。成功克服巖棉板自身分層拉拔強度低的不足。
（2）通過機械化設備焊接網(wǎng)片，減少了現(xiàn)場施工的工序，降低的工人的勞動強度，生產(chǎn)效率更高。
（3）工廠生產(chǎn)的標準化產(chǎn)品，減少了現(xiàn)場施工的隨意性，工程質(zhì)量更有保證。
本工藝可大量應用于：
（1）既有建筑的節(jié)能改造，可靈活的與原有瓷磚墻體、涂料飾面墻體等多種墻面結(jié)合，更安全更快捷。筆者建議，各地在開展建筑節(jié)能改造的施工過程中更應該加強對材料的防火等級要求，原因在于改造的工程都是人員已經(jīng)入住的項目，人員密度大。建筑火災大都發(fā)生在施工階段，一旦發(fā)生意外，產(chǎn)生的人員和財產(chǎn)損失太大。
（2）外墻內(nèi)保溫工程。尤其是人員密集場所的建筑，用火、燃油等存在火災危險性的場所以及疏散樓梯間、避難間、避難走道等場所或部位。
（3）設置人員密集場所的建筑外保溫。
（4）配合鋼絲網(wǎng)架巖棉板現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)做維護填充墻部位的復合保溫。
2、現(xiàn)澆混凝土巖棉板外保溫系統(tǒng)，其核心產(chǎn)品為鋼絲網(wǎng)架巖棉板，斜插入巖棉板的腹絲穿透板面，外漏30--50mm長，在施工時，將預制好的鋼絲網(wǎng)架巖棉板放置在建筑外模板的內(nèi)側(cè)，主體鋼筋網(wǎng)的外側(cè)，混凝土澆筑時，將網(wǎng)架板同時連接在混凝土的外側(cè)，保溫隨建筑物主體同時施工，結(jié)構(gòu)和保溫一體化一次完成，施工方便、工期短，實現(xiàn)保溫板與混凝土墻體無縫連接，安全牢固，達到與主體建筑物同壽命。既解決了外保溫的防火問題，又解決了保溫的安全問題，永不脫落。簡單施工工藝介紹如下：
（1）綁扎外墻鋼筋骨架→安裝外墻鋼絲網(wǎng)架巖棉板→安裝混凝土外模板及臨時支撐→安裝門窗洞口支撐→固定拉結(jié)片和內(nèi)外墻各種支撐→安裝外墻內(nèi)模板→搭建混凝土臨時澆筑臺→混凝土澆筑→模板拆除及混凝土養(yǎng)護→鋼絲網(wǎng)架板板縫連接，洞口網(wǎng)片加固→顆粒砂漿找平層施工→面層抗裂砂漿復合網(wǎng)格布防護層施工→裝飾層施工
（2）操作要點：在主體鋼筋綁扎完好，驗收合格后，開始外側(cè)網(wǎng)架巖棉板的安裝，安裝時應按不少于6個/平方米的數(shù)量在網(wǎng)架板外側(cè)綁扎水泥墊塊，水泥墊塊梅花形分布。再設置墻體厚度鋼筋支撐，支撐的總長度應為設計墻體厚度加上保溫板厚度。
（3）混凝土澆筑時，振動棒應直上直下振搗，盡量避免接觸保溫板，分層澆筑分層振搗，達到強度后拆除模板。外模板的拆除非常方便，可大大提高模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。
（4）鋼筋混凝土外墻與鋼絲網(wǎng)架巖棉板一次澆筑成型，相對比后固定工藝節(jié)省工期，連接更牢固、更安全，造價更低。是巖棉板用于建筑節(jié)能事業(yè)的一次成功的技術(shù)突破。
3、鋼絲網(wǎng)架巖棉板圍護結(jié)構(gòu)自保溫系統(tǒng)，可選擇采用的鋼絲網(wǎng)架機制板材，芯材厚度最大可達200mm厚（目前已經(jīng)可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)），完全可滿足不同地區(qū)建筑節(jié)能指標要求，節(jié)省了砌體層、且不需再重復增加復合保溫層，同樣達到結(jié)構(gòu)與保溫一體化，防火和保溫兼?zhèn)洹＞W(wǎng)架巖棉板兩側(cè)的保護層既可采用自密實混凝土澆筑，也可采用噴射技術(shù)，在安裝完成的板材墻體兩側(cè)噴射不同厚度的細石混凝土或其他微骨料砂漿，構(gòu)成防火保溫墻體。相對比其他砌塊類自保溫材料，有著巨大的優(yōu)勢：
（1）整體結(jié)構(gòu)性更好，抗震性能優(yōu)良。
（2）配合混凝土現(xiàn)場澆筑一體化系統(tǒng)使用，可實現(xiàn)外層網(wǎng)片全覆蓋、整體連接，保溫層的抗裂抗?jié)B性能更好。
（3）施工方便快捷，自重輕，可大大降低建筑物負載。減少主體鋼筋使用量，降低總造價。
