淺談巖棉保溫材料在建筑中的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，我國綠色建筑不斷深入推進(jìn)，目前已逐步啟動(dòng)低能耗建筑、被動(dòng)式建筑、近零能耗建筑等，不同的建筑形式全面發(fā)展，齊頭共進(jìn)。隨之建筑發(fā)展理念也逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變，逐漸從追求高技術(shù)、高科技轉(zhuǎn)向重質(zhì)量、回歸本源。建筑已經(jīng)不僅僅是一個(gè)單純的建筑體，它同時(shí)承載了設(shè)計(jì)師的理念、建造者的期許、居住著的夢想，但是安全、節(jié)能、健康仍然是一個(gè)建筑最基本的要素。
從2015年開始，我國部分省市（區(qū)）已經(jīng)實(shí)行第四段節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，即75%節(jié)能，像北京、天津、新疆、河北、山東、沈陽等區(qū)域都已開始實(shí)施75%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)住建部積極推進(jìn)低能耗建筑的發(fā)展，緊抓被動(dòng)式建筑試點(diǎn)，目前在全國不同的氣候區(qū)域都已經(jīng)成功完成不同類型的被動(dòng)式建筑。建筑節(jié)能對于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能要求不斷提高，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)限值要求也逐步提升，也就意味著更厚的保溫層或更高效的保溫系統(tǒng)。
2015年5月1日，GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)通過對近些年眾多大型火災(zāi)引發(fā)原因的調(diào)研和總結(jié)，經(jīng)過大量的技術(shù)研究和試驗(yàn)分析，合并了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，將住宅建筑統(tǒng)一按照建筑高度分類進(jìn)行統(tǒng)一的要求，增加了建筑保溫系統(tǒng)的防火要求（見表1，GB50016對于建筑保溫系統(tǒng)的要求）。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對建筑物外保溫系統(tǒng)的防火措施做出一系列的要求目的在于有效預(yù)防建筑火災(zāi)、降低火災(zāi)危害、保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。就如在使用B級(jí)保溫材料時(shí)，每層設(shè)置防火隔離帶目的就是希望在實(shí)際發(fā)生火災(zāi)時(shí)在消防滅火前可以阻止火焰蔓延速度；同時(shí)較少外墻上的燃燒滴落或大面積墜落物；這樣可以有效為消防救援贏得寶貴時(shí)間，縮小受災(zāi)面積。其實(shí)，除此之外，我們現(xiàn)在生活的城市發(fā)展很快，樓房越來越高，人口密度越來越大，在間距較小的建筑相鄰區(qū)域、門窗洞口，人口密度很大的低矮層建筑都應(yīng)該充分考慮選用A級(jí)保溫材料，預(yù)防建筑火宅的受災(zāi)面積、減少火災(zāi)的危害。
綜合考慮建筑安全、節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)要求，A級(jí)保溫材料逐漸占據(jù)市場主流地位，而巖棉是目前建筑A級(jí)保溫市場較為理想選擇。
巖棉是一個(gè)成熟的保溫產(chǎn)品，特別是從2009之后我國無機(jī)保溫市場不斷擴(kuò)大，巖棉的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品性能等都大幅提升。目前，我國巖棉產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用技術(shù)規(guī)程都很全面、專業(yè)，專業(yè)水平及性能要求絲毫不遜于國際水準(zhǔn)，在國內(nèi)外已經(jīng)擁有大量的成功案列，應(yīng)用在不同的氣候區(qū)域、建筑類型和應(yīng)用部位。
巖棉是一種開孔的纖維類保溫材料，由玄武巖、白云石等火成巖經(jīng)過熔融后離心抽拉成纖，施以粘接劑固化而成。巖棉的纖維細(xì)且長度適中，纖維方向可呈現(xiàn)兩向平面和三向立體兩種方式，使得巖棉不僅具有良好的保溫性能、優(yōu)異的防火性能、穩(wěn)定的耐久性，同時(shí)具有一定的力學(xué)性能、憎水性能等，適應(yīng)眾多的應(yīng)用需求。
1.建筑薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用
外墻外保溫系統(tǒng)是一個(gè)成熟健全的保溫節(jié)能系統(tǒng)，有效地提升建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，達(dá)到良好的建筑節(jié)能目的，在建筑中得到廣泛應(yīng)用。薄抹灰系統(tǒng)用巖棉不僅需要良好的保溫性能、防火性能，同時(shí)要求巖棉具備一定的力學(xué)性能、憎水性和耐久性等，GB/T25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)系統(tǒng)特性和施工需求明確規(guī)范了外墻外保溫用巖棉板、巖棉帶的性能指標(biāo)要求。另外值得關(guān)注的是在一些高層住宅、風(fēng)荷載較強(qiáng)區(qū)域建議使用巖棉帶外墻外保溫系統(tǒng)，巖棉帶是將巖棉板切割后翻轉(zhuǎn)90°，使用時(shí)巖棉纖維成立纖維狀態(tài)，擁有更高的抗拉拔能力。
2.非透明幕墻中的應(yīng)用
幕墻外觀設(shè)計(jì)現(xiàn)代、美觀，造型多樣，在商業(yè)建筑、公共建筑等得到大規(guī)模的應(yīng)用。對于非透明幕墻的巖棉保溫材料，可以通過錨固件直接將巖棉保溫材料錨固到基層墻體（裝配式幕墻本處不涉及），該應(yīng)用的巖棉主要起到保溫作用，著重關(guān)注保溫性能、憎水性。耐久性以及基礎(chǔ)性能（部分地區(qū)地標(biāo)要求幕墻保溫系統(tǒng)參考外墻外保溫系統(tǒng)不包含在內(nèi)），GB/T19686-2015《建筑用巖棉絕熱制品》明確規(guī)定了幕墻用巖棉性能。
目前廣泛使用的帶鋁箔貼面的幕墻巖棉板存在以下幾個(gè)問題：（1）常用鋁箔貼面是由鋁箔層和牛皮紙，中間夾筋復(fù)合而成，本身有機(jī)物含量不低，在和巖棉復(fù)合時(shí)采用溶劑型粘接劑，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱值，導(dǎo)致復(fù)合了鋁箔貼面后的巖棉板是很難達(dá)到A級(jí)；（2）鋁箔貼面和巖棉板本身的粘結(jié)并不牢固，在很多工地現(xiàn)場風(fēng)一吹會(huì)有很多貼面邊角脫落，起不到貼面的功能性。櫻花?Safecurtain幕墻保溫系統(tǒng)是針對現(xiàn)在市場面臨的問題次年開發(fā)的專業(yè)幕墻保溫系統(tǒng)，Safecurtain幕墻巖棉板達(dá)到A1級(jí)，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.038W/（m·K），在線自動(dòng)復(fù)合無機(jī)貼面，節(jié)能環(huán)保。同時(shí)Safecurtain幕墻保溫系統(tǒng)為一完整系統(tǒng)：包含Safecurtain巖棉保溫板、不同耐火時(shí)效的防火黑棉、同系列貼面、緊固件以及專業(yè)施工工具，一站式系統(tǒng)解決保溫系統(tǒng)需求。
3.在建筑隔斷中的應(yīng)用
德國著名哲學(xué)家叔本華曾痛訴噪聲對思維的扼殺，噪聲對于人類的思維、注意力等都有極大的影響，在我們的生活中可以感受到多方面的噪音：比如工地施工噪聲、交通噪音、電梯、空調(diào)等多種設(shè)備噪聲。巖棉特殊的纖維結(jié)構(gòu)，具有良好的吸聲降噪作用，根據(jù)使用空間不同的聲學(xué)要求，可應(yīng)用到多種吸音、隔聲構(gòu)造，以滿足空間聲學(xué)要求，打造安靜、舒適的活動(dòng)空間。
吸音材料的吸音能力一般用降噪系數(shù)NRC表征，它是指聲波接觸吸聲介面后失去能量占總能量的比例。吸音巖棉板擁有良好的吸音效果，NRC值在0.8~1（如圖1所示），特別是在中高頻段，吸音效果更優(yōu)；廣泛應(yīng)用于公共建筑吊頂系統(tǒng)、隔墻系統(tǒng)及影音室。
巖棉隔墻系統(tǒng)可以達(dá)到良好的隔聲效果，根據(jù)不同空間的私密要求，可以設(shè)計(jì)不同的隔聲構(gòu)造，如：100mm厚輕鋼龍骨隔墻（2×12mm直面石膏板+100mm龍骨+75mm巖棉+2×12mm紙面石膏板）的隔聲量Rw=52dB（如圖2所示）。輕質(zhì)隔墻系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在商務(wù)樓、酒店、會(huì)議室等空間。
圖1 90kg/m3櫻花?吸音巖棉板NRC=0.95（依據(jù)GB/T20247混響室測試，根據(jù)GB/T16731:1997計(jì)算）
4.在單層屋面系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前，單層屋面系統(tǒng)是平屋面工程中最主要的屋面防水系統(tǒng)（如圖3所示），保溫層連續(xù)鋪設(shè)固定在壓型鋼板上，上面設(shè)置單層高分子防水卷材，可采用機(jī)械固定、滿粘或空鋪壓頂?shù)氖┕し绞酵瓿上到y(tǒng)固定。該系統(tǒng)多應(yīng)用與工業(yè)廠房屋面、公建建筑屋面等。
GB/T19686-2015《建筑用巖棉絕熱制品》明確規(guī)定了屋面用巖棉板的性能要求，巖棉良好的力學(xué)性能、防火性能及化學(xué)穩(wěn)定性，可與TPO、PVC、EPDM、改性瀝青防水卷材等多種高分子防水材料配合使用。目前巖棉已經(jīng)成為單層屋面的主流保溫材料，有眾多工程案例：如：上海虹橋國家會(huì)展中心、西安東航機(jī)庫、中航鋰電（江蘇）有限公司、上海浦東機(jī)場、香港國際機(jī)場、阿里巴巴物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中心、永州煙草項(xiàng)目等。
結(jié) 論
巖棉產(chǎn)品可加工性能強(qiáng)、產(chǎn)品線范圍廣，密度范圍從45kg/m3到220kg/m3，通過不同生產(chǎn)工藝可以賦予巖棉不同的性能指標(biāo)，有保溫用巖棉產(chǎn)品、有力學(xué)性能的高強(qiáng)巖棉板、有吸聲降噪用巖棉板、防火巖棉板和各種功能性復(fù)合巖棉產(chǎn)品，應(yīng)用到建筑眾多領(lǐng)域，同時(shí)巖棉產(chǎn)品是環(huán)保的綠色產(chǎn)品，甲醛釋放量、TVoc等指標(biāo)完全滿足室內(nèi)場所使用。希望建筑保溫行業(yè)通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，為推薦建筑保溫節(jié)能、綠色建筑、康居生活添磚加瓦。