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涂料饰面岩棉薄抹灰外墙外保温系统应选择岩棉板还是岩棉带?

2021-08-09 13:35:21 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

  摘要: 一、外墙外保温用岩棉是以玄武岩(辉绿岩)及其他天然火成岩石等为主要原料,经高温熔融、由高速离心设备和定向高压风吹动制成人造无机纤维,并在岩棉纤维上涂覆适量热固性树脂胶粘剂及憎水剂,经压制、固化、切割制成的板...

 一、外墙外保温用岩棉

是以玄武岩(辉绿岩)及其他天然火成岩石等为主要原料,经高温熔融、由高速离心设备和定向高压风吹动制成人造无机纤维,并在岩棉纤维上涂覆适量热固性树脂胶粘剂及憎水剂,经压制、固化、切割制成的板状或带状制品。按切割后的纤维排列方向,分为平行纤维岩棉板(纤维平行于板面,简称岩棉板)和垂直纤维岩棉板(纤维垂直于板面,简称:岩棉带或岩棉条,北方也有简称:竖丝岩棉)两种制品。材料性能指标要求详见表一和表二。
其主要化学成份(例):SiO2(46%)、Al2O3(15.6%) MgO(5.1%) 、CaO (28%)、Fe2O3(3.3%)酸度系数(例)=(46%+15.6%)/(5.1%+28%)=1.86

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表一、外保温用岩棉性能指标要求

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表二、外保温用岩棉规格尺寸和密度允许偏差

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二、普通节能建筑用锚栓对保温系统传热系数的影响

单个锚栓对系统传热系数增加值为 0.004 w/(㎡·K)。


三、系统安全性比较

1、岩棉板的抗拉强度为 10KPa,岩棉带的抗拉强度为 100KPa,保温用岩棉都是通体憎水的材料,岩棉带的岩棉丝是垂直于板面,利于粘结胶浆和抹面胶浆被挤压入岩棉带(类似将头发种植入皮肤里面),更利于有效界面处理,保证粘结胶浆和抹面胶浆与岩棉带有更好的附着力,这是岩棉保温体系中一个比较重要的控制节点,使用岩棉带保温系统更安全。
2、受岩棉材料抗拉强度不同以及有效界面处达成难易度不同导致岩棉与粘结胶浆和抹面胶浆的附着能力限制,岩棉保温系统的牢固性保证方式:岩棉板系统是以粘结为辅锚固为主,系统抗风荷载能力仅计算锚栓的抗拉承载力,不计算粘结胶浆的粘结力;岩棉带系统是以粘结为主锚固为辅,抗风荷载能力仅计算粘结胶浆有效粘结面积部份的抗拉承载力,不计算锚 栓的锚固力。
3、高层岩棉板保温系统锚栓一般均值 10 个/㎡,不小于 5 个/㎡,不大于 14 个/㎡;高层岩棉带保温系统锚栓一般均值 6 个/㎡,不小于 5 个/㎡。
4、岩棉板保温系统一般要求其有效粘结面积率≥50%;有些地标要求更高,其实无益。岩棉带保温系统一般要求其有效粘结面积率≥70%;有些地标要求不小于 80%或满粘。
5、岩棉带保温系统较岩棉板系统的安全稳定性高 10 倍。
6、在现实中发现或有报道的岩棉保温系统出现脱落的案例,仅有平行纤维岩棉板保温系统。

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四、热工性能比较

1、热工性能上虽然岩棉板的导热系数〔导热系数 0.040 w/(m·K)〕小于岩棉带〔导热系数0.046 w/(m·K)〕,仅简单的线性计算,0.046/0.040=1.15,即保证同样的保温节能效果,较岩棉板而言需要增加 15%的岩棉带厚度,例如用 115 厚的岩棉带和 100 厚的岩棉板有同样的保温节能效果,见表三、表四、表五内容及比较。但是考虑锚栓带来的热桥效应,岩棉板系统比岩棉带系统的锚栓每平方米增加 4 个,岩棉板系统实际每平方米的传热系数增加值多 0.016 w/(㎡·K),见表六、表七、表八内容及比较。 


表三、外保温岩棉板(平行纤维岩棉板)保温系统

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表四、外保温岩棉带(垂直纤维岩棉板)保温系统

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表五、同样保温节能效果岩棉带比岩棉板增加厚度百分比值

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注:1.K=1/R、R=δ/(λ*α);2.同种材料用于同一部位修正系数相同,未进入比较计算;3.不同区域给定修正系数不同。

表六、外保温岩棉板(平行纤维岩棉板)保温系统

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表七、外保温岩棉带(垂直纤维岩棉板)保温系统

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表八、同样保温节能效果岩棉带比岩棉板增加厚度百分比值

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注:1.K=1/R、R=δ/(λ*α);2.同种材料用于同一部位修正系数相同,未进入比较计算;3.不同区域给定修正系数不同。


表中数据比较,只要在进行热工计算时把锚栓的传热系数增加值纳入计算,保证同样的保温节能效果,用岩棉带替换岩棉板而岩棉带的厚度增加值不足 15%,且随保温层厚度增加其厚度增加值的百分比例越来越小。

五、成本比较
1、岩棉板的表观密度要求≥140kg/m³(即表观密度≥140kg/m³时才能保证其抗拔力达 10KPa,有些地标要求(表观密度≥160kg/m³);而岩棉带的表观密度要求≥100Kg/m³(表观密度≥100Kg/m³时即可保证其抗拔力达 100KPa)。
2、岩棉的基础计价方式是以重量计价,即每吨岩棉多少钱,不论是立方计价还是平方计价都是按吨计价为基础进行套算。所以岩棉带的基础计价比岩棉板的基础计价每立方米少 40%。
3、岩棉带的基础计价较岩棉板有约 10%的增加值,即增加加工费和加工损耗的材料费。
4、岩棉带的厚度增加不到 15%。 
5、岩棉带的施工费比岩棉板的施工费增加约 15%;按不同地方标准要求岩棉带的粘结胶浆耗量比岩棉板的粘结胶浆耗量要增加 40~100%;岩棉带的锚栓耗量比岩棉板的锚栓耗量减少 4 个/㎡。
六、结论
以下结论是以材料合格、耗量合理、施工规范,保证系统安全为前提。 
1、用岩棉带代替岩棉板,保证同样的保温节能效果,综合成本不会增加,综合成本还可以降低约 3%~5%,而系统安全增加 10 倍;
2、若能说服设计单位将锚栓的传热系数增加值纳入进行热工计算,岩棉板和岩棉带可达到同样的保温节能效果要求,而岩棉带增加的厚度将少于 15%,且该厚度增加值随保温层厚度增加而减少,综合成本将可降低至约 8%。而系统安全增加 10 倍不变;
3、在保温层厚度要计入建筑面积的容积率时,只要项目建筑面积的容积率设计值不在相关部门的红线临界值边缘,厚度增加约 10%厚度的保温层基本不会有什么影响。
4、在保温层厚度不计入建筑面积的容积率时,保温层厚度增加值不足 15%,那根本就不是事儿。

表九、岩棉板与岩棉带保温层成本比较

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以上内容仅供用户单位作为选择判断参考!

综上:涂料饰面岩棉薄抹灰外墙外保温系统的保温层材料,是应该选择使用岩棉带(垂直纤维岩棉板)呢?还是继续选择使用岩棉板(平行纤维岩棉板)?想必已不难决策了!

附一:重庆地标《岩棉板薄抹灰外墙外保温系统应用技术标准》DBJ50/T 315-2019,第 5 章一般规定中的第 5.1.1 条明确规定:“5.1.1 岩棉板外保温系统工程设计时,不得更改系统构造和组成材料;轻质饰面岩棉板外保温系统保温层材料应选用垂直纤维岩棉板,非透明幕墙岩棉板外保温系统保温层宜选用平行纤维岩棉板。

附二:外墙外保温系统抗风荷载设计及案例计算
1.外墙外保温系统应进行抗风荷载计算,系统抗风荷载承载力应≥风荷载设计值;风荷载设计值=风荷载标准值×系统抗风荷载安全系数 K(安全系数 K 按表 7 取值)

2.系统抗风荷载承载力应符合下式规定(式 2):
RK≥wK × K     式 2
式中:
RK——系统抗风荷载承载力标准值,kN/m²;
wK——风荷载标准值,kN/m²;
K——系统抗风荷载安全系数,按表 7 取值;

3.风荷载标准值应按式 3 计算:
wk =βgz ×μsl ×μz× w0   式 3
式中:wk——风荷载标准值,kN/m²;
βgz——高度 z 处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009 中规定的离地面高度 10m取值;
μsl——风荷载体型系数,按表 3 取值;
μz——风压高度变化系数,建筑物地上高度一半及以上部位取建筑物最大高度(h);建筑物地上高度一半以下部位取建筑物最大高度的 1/2。
ω0—基本风压,(kN/m²),应按照《建筑结构荷载规范》GB50009 附录 E 表 E.5 给出的 50年一遇的风压采用,但不得小于 0.4kN/m²,对于高层建筑,以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高。

表 3 风荷载局部体型系数μsl取值

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4.保温系统的抗风荷载承载力标准值 RK应符合下列规定:
4.1.计算以粘结为主、锚固为辅保温系统时,应仅计入系统有效粘结面积部份的抗拉承载力,不计算锚栓的锚固力;
4.2.计算以锚固为主、粘结为辅保温系统时,应仅计入系统锚栓的抗拉承载力,不计算粘结胶浆的粘结力。
5.当系统是粘结为主、锚固为辅的体系时,抗风荷载承载力标准值 RK应按下式计算:
RK=σT ×ρA     式 5
式中:
RK ——系统抗风荷载承载力标准值,kN/m²; 
σT ——保温材料抗拉强度标准值,kN/m²; 
ρA ——保温板有效粘结面积率;(按各地方标准要求取值)

6.当系统为锚固为主、粘结为辅的体系时,抗风荷载承载力标准值 RK应按下式计算:
RK=FP×nA ×ηN 式 6
式中:
RK ——系统抗风荷载承载力标准值,kN/m²;
FP ——单个锚栓抗拉承载力取值,按表 6-1 取值,kN; 
nA ——单位面积保温系统锚栓数量,个/m²; 
ηN ——锚栓群锚折减系数,按表 6-2 取值。

表 6-1 单个锚栓抗拉承载力取值 FP(kN)

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表 6-2 锚栓群锚折减系数ηN

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7.保温工程抗风荷载安全系数 K 取值应符合表 7 的规定。
表 7 抗风荷载安全系数 K 取值

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8.非透明幕墙外墙外保温系统可不进行抗风荷载计算。
9.抗风荷载设计计算案例
垂直纤维岩棉薄抹灰外墙外保温系统,保证有足够抗风荷载能力的有效粘结面积率计算结果如下表 9-1 和表 9-2:

表 9-1

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表 9-2

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重庆三原色节能建筑工程有限公司
老 史
2021 年 8 月 5 日

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