一、前言

　　公共建筑一般幕墻結(jié)構(gòu)居多，建筑幕墻分為透明和非透明建筑幕墻，本文指的是非透明幕墻，主要討論公共建筑中采用石材幕墻和金屬幕墻飾面的外墻保溫技術(shù)。

　　建筑幕墻的保溫材料一般設(shè)置在外墻和幕墻之間（純裝飾幕墻除外），保溫層不直接暴露在室外，單純從節(jié)能保溫角度來說，保溫材料可選擇的范圍很廣；但是考慮到建筑保溫的消防要求，公共建筑對外墻保溫材料的選擇反而要更加嚴(yán)格。因?yàn)楣步ㄖ哪粔κ浇Y(jié)構(gòu)，保溫層和外飾面層不是緊密結(jié)合成為一體，一旦保溫材料燃燒，外墻和幕墻之間的空腔會因煙囪效應(yīng)而加劇火勢的蔓延。

　　2011年2月4日沈陽皇朝萬鑫酒店的火災(zāi)就是公共建筑在使用中發(fā)生火災(zāi)的典型案例，建筑幕墻內(nèi)保溫層因從小火迅速蔓延，導(dǎo)致整棟建筑的保溫層在建筑幕墻內(nèi)迅速燒光，并蔓延到了室內(nèi)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

　　二、材料簡介

　　目前適用于幕墻式建筑的保溫材料，主要是各種無機(jī)纖維棉類保溫材料，這類材料因其A級不燃及良好的保溫性能，非常適合幕墻式建筑。

　　所以，當(dāng)前大量的采用幕墻結(jié)構(gòu)的公共建筑都準(zhǔn)備或已經(jīng)采用了無機(jī)棉類保溫材料，但是很多人對無機(jī)棉的分類及各種材料間的性能差別卻知道不多，甚至有些設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)圖紙上籠統(tǒng)的注明“礦棉保溫板”，這樣導(dǎo)致了很多業(yè)主單位在進(jìn)行保溫材料的選擇上陷入困惑。

　　本文就針對無機(jī)棉保溫材料的分類和性能差別進(jìn)行詳細(xì)的對比，以使更多業(yè)主方在進(jìn)行外墻保溫材料的選擇上有明確的認(rèn)識。

　　無機(jī)棉類保溫材料主要為巖棉板和玻璃棉板，這類保溫材料主要靠超細(xì)的無機(jī)纖維以及纖維中間的不可流動的空氣來達(dá)到保溫效果，保溫原理類似于棉被。因此，保溫效果決定于材料容重的高低，容重過高或過低，都會導(dǎo)致保溫效果的下降。

　　這類保溫材料主要依靠酚醛膠粘劑來定型，因此，過高的容重也會導(dǎo)致保溫材料中酚醛膠粘劑增加，從而直接導(dǎo)致保溫材料燃燒熱值的增加，不利于保溫層的防火性能，試驗(yàn)證明，過高含膠量的巖棉制品其燃燒分級部分甚至達(dá)不到均質(zhì)制品的A級。

　　三、材料對比說明

　　玻璃棉板中的玻璃棉是玻璃纖維的一種，采用石英砂、石灰石、白云石等天然礦物為主要原料，配合純堿、硼砂等化工原料熔成玻璃，在熔化狀態(tài)下離心甩成絮狀細(xì)纖維，通過粘接劑定型成為，纖維長度一般在20cm左右，纖維和纖維之間為立體交叉，制品整體性能好，受力后回彈性能良好。

　　巖棉板中的巖棉是礦渣棉的一種，采用天然巖石為主要原料，經(jīng)高溫熔化纖維化制成的無機(jī)質(zhì)纖維。巖棉板通過把巖棉纖維噴膠后層層堆積，達(dá)到厚度后壓制定型而成，纖維長度一般小于4cm，纖維層層排列，巖棉板容易分層，整體性能差。

　　兩種保溫材料的性能差異見表：

　　表一                   玻璃棉板和巖棉板性能比較

　　總結(jié)上述各物理性能的比較，下面主要針對與工程實(shí)際使用息息相關(guān)的性能差異進(jìn)行分析：

　　1）保溫板力學(xué)性能差異

　　由于無機(jī)棉類保溫材料只是依靠靠錨固釘簡單錨固固定，因此，保溫板本身的力學(xué)性能決定著保溫層的力學(xué)性能。無機(jī)棉類保溫板的主要力學(xué)性能有施工性和釘桿撕裂性。

　　施工性和釘桿撕裂性試驗(yàn)方法見圖1、圖2。

　　圖1 保溫板施工性檢驗(yàn)方法

　　保溫板施工性的好壞，應(yīng)保證保溫板在10kg重物的懸掛下1分鐘內(nèi)不破壞。

　　圖2 保溫板釘桿撕裂性能試驗(yàn)方法

　　釘桿撕裂力與材料容重的比值越大，說明保溫板的力學(xué)性能越好，保溫層越不容易在使用中受到破壞。

　　試驗(yàn)證明，比較兩種無機(jī)棉保溫板的釘桿撕裂力與材料容重的比值，玻璃棉板是巖棉板的1.5倍以上。玻璃棉板的力學(xué)性能要優(yōu)于巖棉板。

　　2）保溫板耐水性能差異

　　眾所周知，保溫材料對耐水性、憎水性、吸水性的要求是非常嚴(yán)格的，水一旦進(jìn)入保溫層中，保溫層立即失去保溫效果，嚴(yán)重的甚至在保溫層中結(jié)冰，導(dǎo)致保溫層因重量增加而脫落。

　　相對于玻璃棉，巖棉的耐水性能差，巖棉保溫層受水淋后，纖維部分溶解失重，保溫層強(qiáng)度下降，形成自然下墜，工程表現(xiàn)俗稱為“垮褲腰”。

　　巖棉和玻璃棉都可通過添加憎水劑，達(dá)到憎水效果，在工程使用中，技術(shù)人員要注意分辨保溫板的整體憎水和表面憎水。部分巖棉制品的憎水性能只是表面憎水，一旦巖棉板因切割而露出非憎水部分，就會像海綿一樣吸水吸濕，保溫層的耐久性能大大降低。

　　所有憎水劑都會隨時(shí)間而失效，憎水失效后，保溫板本身的吸水性就變得非常重要，巖棉板在使用中一定要嚴(yán)格控制其質(zhì)量吸濕率在5%以下，相對于巖棉板，玻璃棉板的質(zhì)量吸濕率就容易控制得多。

　　幕墻結(jié)構(gòu)的保溫層，水的來源主要有兩種，一種是幕墻密封膠失效后的雨水滲入；另一種來自于室內(nèi)空氣的潮氣滲出，針對第二種情況，需要著重提出的是，按照《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50411-2007中5.2.8的要求，幕墻飾面的無機(jī)棉保溫層應(yīng)設(shè)置隔汽層。“非透明幕墻的隔汽層是為了避免幕墻部位內(nèi)部結(jié)露，結(jié)露的水很容易使保溫材料發(fā)生性狀的改變，如果結(jié)冰，則問題更加嚴(yán)重。”“為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，隔汽層必須完整，必須設(shè)在保溫材料靠近水蒸氣壓較高的一側(cè)（冬季為室內(nèi)）”。

　　目前我省的無機(jī)棉保溫施工基本都沒有設(shè)置隔汽層，因此，保溫層的憎水性能和吸濕率就格外重要，一旦保溫層吸水后在冬天結(jié)冰脫落，砸到外掛石材，將會造成重大的工程質(zhì)量安全事故。目前無機(jī)棉保溫工藝剛剛開始推廣，沒有工程實(shí)際案例可供借鑒，但是，這種安全隱患不能不引起工程業(yè)主方及設(shè)計(jì)師的高度重視。

　　3）保溫材料的經(jīng)濟(jì)性能

　　對比兩種保溫材料的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，玻璃棉因?yàn)橥瑯颖匦Ч麜r(shí)的容重比較低，加上玻璃棉質(zhì)量輕，施工快捷，材料損耗少，其綜合成本也比巖棉低。

　　目前我省市場上的巖棉板質(zhì)量良莠不齊，有很多小型企業(yè)生產(chǎn)的巖棉板質(zhì)量難以保證；幕墻用玻璃棉板全國只有幾家大型企業(yè)能夠生產(chǎn)，其中尤以威倫維客為優(yōu)。因此，從保溫材料的質(zhì)量控制角度來衡量，玻璃棉板也更具有優(yōu)勢。