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《保温装饰板外墙外保温工程技术导则》RISN

内容提要:4.0.1保温装饰板外墙外保温工程应牢固、安全、可靠,应能长期承受自重、风荷载和室外气候的长期反复作用而不产生

保温装饰板外墙外保温工程技术导则

住房和城乡建设部标准定额研究院编

参编单位

中国建筑科学研究院

北京建筑材料检验研究院

北京中材国研建筑材料研究所

……

一、总则

1.0.1为规范保温装饰板外墙外保温工程应用,保证工程质量,做到技术先进、安全可靠、经济合理,制定本导则。

【1.0.1解析】

我国21世纪初开始外保温工程大量应用,早期使用最多的是EPS板薄抹灰外保温系统,随着北美和欧洲公司的进入,尤其是第一套薄抹灰外墙外保温国家标准图的出版发行,对薄抹灰外保温的发展起到了很大的促进作用,在北方地区逐渐得到了优先重点发展和市场的认可,同时,XPS、PU等其他保温材料也得到了大量应用。随着胶粉聚苯颗粒外保温系统、现浇混凝土外保温系统、保温装饰板外保温系统的大量使用,也逐渐成为我国外保温体系中的重要组成部分。

保温装饰板外保温系统是我国建筑外保温技术的重大发展,是建筑幕墙与建筑外保温技术的有机结合,既不同于两者,又兼俱两者优势,国外同类做法较少,未找到相关国外标准规范,多为建筑幕墙或外保温做法。近年来,保温装饰板外保温技术快速发展,社会上对保温装饰板脱落、系统防火等问题出现一定的担忧是正常的,但这些问题若不及时加以解决,将会对我国日益发展的保温装饰板外保温技术和市场造成不良影响,并给保温装饰板外保温工程留下安全隐患。

制定本导则的目的,一是为保温装饰板外墙外保温工程的设计、施工和验收提供重要的技术支撑,控制和保证保温装饰板外保温工程质量,特别是安全方面,促进外保温行业健康发展;二是补充和完善保温装饰板外保温技术规范,为今后相关标准的制修订提供技术支撑;三是总结我国保温装饰板外保温技术的成熟经验,为今后开展国际交流和推广应用做好技术上的准备。

本导则给出了保温装饰板外墙外保温系统、保温装饰板的性能要求,针对以往相关标准、规范设计和施工章节相对薄弱的现状,重点对设计(安全设计、节能设计)和施工对进行了规定。

本导则规定了3类保温装饰板装饰面板、5种锚固方式、5种保温材料,其他做法待工程应用较为成熟后再行增补或在制订行业标准时规定。

1.0.2本导则适用于抗震设防烈度8度及8度以下地区在以混凝土或砌体为基层墙体的新建、改建、扩建民用建筑及既有建筑外墙节能改造中,保温装饰板外墙外保温工程的设计、施工及验收。

【1.0.2解析】

本规范的适用范围是新建、改建和扩建的民用建筑及既有建筑外墙节能改造,基层墙体为混凝土或砌体,具体类型在第6章中说明。

保温装饰板外墙外保温工程与传统的薄抹灰外保温工程相比,具有工厂化制造集中度高、减少现场湿作业、施工周期短等特点,既有建筑外墙节能改造涉及对小区及周边居民生活可能带来一定影响,特别对施工过程中粉尘及工程周期有一定要求,采用保温装饰板外墙外保温系统有利于既有建筑外墙节能改造工程减少污染,缩短工期。

1.0.3保温装饰板外墙外保温工程除应符合本导则外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

二、术语

2.0.1保温装饰板外墙外保温系统

由保温装饰板、胶粘剂、锚固件、嵌缝材料和密封胶等组成,置于建筑物外墙外侧,与基层墙体采用粘结和锚固方式施工的非承重保温构造,还包括必要时采用的承托件、防火构造等。

【2.0.1解析】

保温装饰板外墙外保温系统为非承重保温构造,在系统性能设计方面未考虑承载外部负荷。

固定外保温系统的方式提出采用粘结和锚固方式,主要基于以下考虑:

1、强调粘结和锚固并重,是指锚固、粘结均应达到连接安全设计要求,与粘锚结合在含义表达上有一定区别;

2、不同于粘贴保温板做法的以粘为主、以锚为辅,其在进行与基层墙体的连接安全设计时只计算粘结力,不考虑锚固力,锚栓仅起到一定辅助固定作用;

3、不同锚固与粘结的合力达到连接安全设计要求,目前还没有一种外保温系统按这种设计方法。

2.0.2保温装饰板外墙外保温工程

保温装饰板外墙外保温系统施工安装的工艺过程及所形成的建筑物实体。

2.0.3保温装饰板

由装饰面板、保温材料、粘合剂和锚固构造在工厂复合成型的板状制品。

2.0.4锚固件

由锚栓及配套紧固件组成的保温装饰板固定件。

2.0.5锚固强度

仅考虑锚固件锚固力时,保温装饰板与基层墙体之间的单位面积拉拔力。

2.0.6改性聚苯板

以阻燃型聚苯乙烯珠粒为主要原料,先采用加热发泡工艺形成聚苯乙烯泡体,再采用含有热固性树脂组分的处理剂对其进行涂覆处理,然后采用模压工艺制成的具有热固性材料特点的泡沫塑料板材,该板材以聚苯乙烯泡体表面涂覆层为连续相,以聚苯乙烯泡体为分散相。

【2.0.6解析】

指用于保温装饰板的改性聚苯板,其改性的主要目的在于改变泡沫塑料的热流动性,使其不再具有热塑性的特点,这涉及到保温装饰板外墙外保温系统防火性能,对于保温装饰板来说是非常重要的。

改性聚苯板术语中应明确改性方法或主要组成,采用含有热固性树脂组分的处理剂进行改性是目前市场上用量大的,但不是唯一的,原则上符合性能要求的热固性改性聚苯板应可采用,要强调热固性及热固性成分。

三、结构与分类

3.0.1保温装饰板外墙外保温系统由保温装饰板、胶粘剂、锚固件、嵌缝材料、密封胶组成,基本构造见图3.0.1。

图3.0.1保温装饰板外墙外保温系统基本构造示意图

1——基层墙体;2——胶粘剂;3——保温装饰板;4——锚固件;5——嵌缝材料;6——密封胶

3.0.2保温装饰板按装饰面板单位面积质量分类如下:

1Ⅰ型:装饰面板单位面积质量小于20kg/m2

2Ⅱ型:装饰面板单位面积质量20kg/m2~30kg/m2

【3.0.2解析】

按装饰面板单位面积质量分类,主要基于以下考虑:

1、在JGJ144(2015年修订稿)中就已提出要求面板厚度、重量,与要求保温装饰板重量相比更为科学合理,面板重量大,与基层墙体有一定距离,所产生的力矩比保温材料及背板大得多;

2、面板与背板相比,与基层墙体的粘结强度也相差几倍,面板连接安全可靠更为重要;

3、要求保温装饰板重量对无机保温材料更为不利,无机保温材料防火好,是保温装饰板的最佳选择,也是防火隔离带必须使用的保温材料,但其缺陷是密度大,50mm岩棉带加上背板、粘合剂可能就已达15kg/m2,要求保温装饰板重量20kg/m2显然不合理;

4、Ⅰ型装饰面板单位面积质量小于20kg/m2主要考虑了硅钙板、金属板,Ⅱ型装饰面板单位面积质量20kg/m2~30kg/m2主要考虑了薄石材。

5、在JGJ144(2015年修订稿)中规定面板重量为15kg/m2,考虑到保温装饰板中的树脂粘合剂、涂料等重量,导则要求小于20kg/m2(不含)实际上差别不大。

3.0.3保温装饰板装饰面板主要有无石棉硅酸钙板、无石棉纤维水泥平板、天然花岗岩薄石材、镀铝锌钢板、铝合金板,保温材料主要有岩棉带、真空绝热板、硬泡聚氨酯、改性聚苯板、石墨模塑聚苯板。当装饰面板为铝合金板的保温装饰板,保温材料的燃烧性能应为A级。

【3.0.3解析】

未按装饰面板分类,给出的装饰面板主要考虑了有一定工程应用于规模的现有产品,未包括仍在试用或研发中的装饰面板。

未按保温材料分类,给出了具体的保温装饰板保温材料,主要有岩棉带、真空绝热板、硬泡聚氨酯、改性聚苯板、石墨聚苯板,主要基于以下考虑:

1、保温材料品种较多,只有部分保温材料在保温装饰板中进行了规模化应用,仅按有机、无机或燃烧性能等级进行分类,不利于保温装饰板外墙外保温的发展;

2、未规定EPS、XPS主要考虑了在火灾情况下具有较高的热流动性(热塑性),阻火性较差,可能产生火灾隐患。

3.0.4保温装饰板常用尺寸长度为600mm~1200mm、宽度为300mm~800mm,标准板主要尺寸有1200mm×800mm,1200mm×600mm,900mm×600mm,800mm×600mm,600mm×400mm,600mm×300mm等。

3.0.5保温装饰板锚固方式主要有:

1开槽插锚:装饰面板侧面开方形槽,采用插入式紧固件固定在装饰面板侧面开槽中,一个紧固件通常可固定两块保温装饰板;

2板边卡锚:装饰面板表面边棱开L形槽,采用金属U形压插紧固件固定在装饰面板背面卡槽中,同时紧固件U形底边插入装饰面板背面保温材料中,一个紧固件通常可固定两块保温装饰板;

3铆接压锚:金属装饰面板侧弯,装饰面板侧面采用铆钉安装L形紧固件,一个紧固件通常可固定一块保温装饰板。

4卡槽插锚:装饰面板背面粘贴U形硅钙板长条卡槽,并安装紧固螺丝,采用金属插入式紧固件固定在装饰面板背面卡槽中,一个紧固件通常可固定两块保温装饰板;

5背栓插锚:装饰面板背面安装机械固定件,采用金属螺栓或插入式紧固件插锚固定在装饰面板背面,一个螺栓紧固件通常可固定一块保温装饰板,一个插入式紧固件通常可固定两块保温装饰板;

3.0.6保温装饰板锚固方式按表3.0.6选用,紧固件应与保温装饰板配套使用,保温装饰板锚固构造示例见图3.0.6。

表3.0.6保温装饰板锚固方式选用表

装饰面板

开槽插锚

板边卡锚

铆接压锚

卡槽插锚

背栓插锚

无石棉硅酸钙板、无石棉纤维水泥平板

天然花岗岩薄石材

镀铝锌钢板、铝合金板

a)开槽插锚

b)板边卡锚

c)卡槽插锚

图3.0.6保温装饰板锚固构造示例

【3.0.6解析】

为方便选用保温装饰板锚固方式,给出了保温装饰板锚固方式选用表,适用的用“√”表示,不适用的用“—”表示。

主要锚固构造示例中给出了开槽插锚、板边压锚、卡槽插锚,薄石材背栓插锚、金属板铆接压锚已是常规作法,示例中未包含。

四、基本规定

4.0.1保温装饰板外墙外保温工程应牢固、安全、可靠,应能长期承受自重、风荷载和室外气候的长期反复作用而不产生有害的变形或破坏,在正常使用中或地震时不得脱落,保温装饰板外墙外保温复合墙体应符合国家及所在地区建筑节能设计标准的规定,施工过程中不得向周围环境释放污染物。

【4.0.1解析】

根据ETAG004,在得到正常维护的情况下,在一个经济上合理的使用寿命期内,外保温工程应满足6项基本要求,其中耐力学作用和稳定性、隔声并未涉及。ETAG004实际上提出的外保温工程应满足的基本要求只有4项:②火灾情况下的安全性,③卫生、健康和环境,④使用安全性,⑥节能和保温。

本条是对于保温装饰板外保温工程或工程各部分的概括性要求,具体要求在本导则相关章节中均有规定。

大量工程实践证明,薄抹灰外保温工程使用寿命主要取决于外保温系统的完整性,保温装饰板外保温工程由于被保温装饰板分割成无数个独立的单元,系统完整性是由保温装饰板与密封胶共同决定的,而密封胶是非常方便更换的,因此保温装饰板外保温工程使用寿命实际上是由保温装饰板决定的或者说主要取决于保温装饰板的完整性。保温装饰板外保温工程使用寿命的本质是一个材料问题,应在工厂或实验室解决,相关饰面材料标准也有规定,没有必要在导则中规定。

4.0.2保温装饰板外墙外保温工程安全设计应按本导则的规定进行。

【4.0.2解析】

安全性是保温装饰板外墙外保温工程的首要因素,本导则要求保温装饰板外墙外保温工程安全设计应按本导则的规定进行,考虑到相关责任问题,在条文中对安全性有较多具体规定,目的在于提高设计、生产、施工人员的安全意识并且能够真正实施,以减小工程安全性风险。

4.0.3当保温装饰板采用B1级保温材料时,保温装饰板外墙外保温系统应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016。

4.0.4当保温装饰板采用B1级保温材料时,本导则未包含的保温装饰板外墙外保温系统构造做法应进行防火性能定型试验,定型试验应按《外墙外保温系统防火性能试验方法》GB/T29416的规定进行。

【4.0.4解析】

外保温系统防火性能试验是一项较为复杂的试验测试,试验成本较高,对周围环境也会产生一定影响,采取定型试验的方法集中进行试验,有利于减小试验数量,方便管控。编制组共组织进行了12个保温装饰板外墙外保温系统防火性能试验,组织专家研讨会2次。

4.0.5保温装饰板应采用框点粘方式粘贴,保温装饰板装饰面板与基层墙体应通过锚固件有效连接。

4.0.6密封胶应与保温装饰板板缝处的装饰面板侧面或表面相容,保温装饰板板缝处密封胶密封深度不应小于5mm。

4.0.7当保温装饰板采用B1级保温材料时,保温装饰板板缝宜使用无机嵌缝材料填充。

4.0.8保温装饰板面积不得大于1m2且单板重量不宜大于30kg。

4.0.9保温装饰板切割、开槽、封边处理等工序宜在工厂完成,当保温装饰板在施工现场进行切割、开槽时,应采用专用机具和设备进行保温装饰板的切割、开槽和封边处理。

【4.0.9解析】

工厂的质量保证体系远胜于施工现场,大量的工厂化制作是保温装饰板优势之一,也是提高产品质量的有效途径,因此,保温装饰板切割、开槽、封边处理等应尽可能在工厂完成。

为减小现场加工对保温装饰板产品质量的影响,本导则对需在施工现场进行的切割、开槽等工序,规定应采用专用机具和设备进行保温装饰板的切割、开槽和封边处理,避免使用手持式工具操作。

五、性能要求

5.0.1保温装饰板外墙外保温系统性能指标应符合表5.0.1的要求。

表5.0.1保温装饰板外墙外保温系统性能指标

项目

指标

试验方法

Ⅰ型

Ⅱ型

拉伸粘结强度

胶粘剂与保温装饰板耐水强度/MPa

≥0.10

≥0.12

附录A.1

系统与基层墙体/MPa

给出实测值

锚固性能

单点锚固力/kN

≥0.25

≥0.45

附录A.2

锚固强度/kPa

给出实测值

抗风荷载性能/kPa

给出实测值

附录A.3

耐候性

外观

表面无裂缝,无粉化、起鼓、脱落现象

附录A.4

拉伸粘结强度/MPa

≥0.10

≥0.12

抗冲击性/J

二层及以上部位3J级冲击合格

首层部位10J级冲击合格

附录A.5

热阻/(m2·K)/W

给出实测值

附录A.6

【5.0.1解析】

本导则规定的保温装饰板外保温系统性能指标有拉伸粘结强度、锚固性能、抗风荷载性能、耐候性、抗冲击性、热阻,多为力学性能要求。

拉伸粘结强度反映了保温装饰板外保温系统的粘结性能,胶粘剂作为粘结保温装饰板与基层墙体的介质,实际上有两个粘结面,通常情况下,胶粘剂与基层墙体拉伸粘结强度远大于胶粘剂与保温装饰板拉伸粘结强度,系统与基层墙体拉伸粘结强度取决于胶粘剂与保温装饰板拉伸粘结强度,与胶粘剂与基层墙体拉伸粘结强度关联性不大,因此系统性能指标中未列入胶粘剂与基层墙体拉伸粘结强度。考虑到耐水粘结强度是更为不利的条件,与原强度相比试验数值也会更小一些,规定耐水粘结强度有助于提高粘结安全性。国内已积累了大量胶粘剂与保温材料拉伸粘结强度试验数据,指标也是据此规定的,考虑到Ⅱ型保温装饰板所使用的保温材料与Ⅰ型实际上是相同的,只是由于面板重量的缘故变成了Ⅱ型,拉伸粘结强度应相差不大,由于即使0.10MPa的粘结强度也已超出安全系数很多了,适当降低Ⅱ型拉伸粘结强度也不会带来问题,也有专家提出应修正Ⅱ型拉伸粘结强度,这样更有利于选择保温材料。规定系统与基层墙体拉伸粘结强度的目的与锚固强度一致。

锚固性能是保温装饰板外保温系统性能的