以STP真空絕熱板為主體的外保溫系統(tǒng)復合構(gòu)造分析

陳青峰 夏 航 王 健 苗彥軍

（中建五局第三建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410011）

0 引言

我國北方建筑采暖是剛需，建筑面積越大，需求越高，能源消耗越大，是關(guān)乎我國建筑行業(yè)綠色發(fā)展的大問題。為實現(xiàn)節(jié)能降耗，在嚴寒地區(qū)外保溫系統(tǒng)中需要選擇更加低碳環(huán)保的材料。STP真空絕熱板作為一種低碳環(huán)保材料，整體厚度較薄，且具有較低的導熱系數(shù)，防火等級高，是當下外保溫系統(tǒng)中應用比較廣泛的一種材料。最大限度地發(fā)揮STP真空絕熱板的作用，施工中必須做好外保溫系統(tǒng)的復合構(gòu)造，確保其結(jié)構(gòu)的科學性和性能的優(yōu)越性

西北某市轄區(qū)建設(shè)兩棟高層住宅，1號樓與2號樓分別為24層與25層，總建筑面積為58132.28m2，屬于框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本項目中保溫總建筑面積為30089m2。為實現(xiàn)良好的節(jié)能降耗效果，決定采用STP真空絕熱板：板厚15mm，導熱系數(shù)0.008W/（m·K），防火等級A級。本文就以STP真空絕熱板為主體的外保溫系統(tǒng)的復合構(gòu)造進行分析介紹。

1 STP真空絕熱板的特征

STP真空絕熱板是一種高效絕熱保溫材料。真空絕熱是STP真空絕熱板的基本原理，為實現(xiàn)板內(nèi)的空氣對流，需提高板內(nèi)真空度，達到熱對流的目的，降低導熱系數(shù)[1]。STP真空絕熱板是由芯材、復合阻氣膜、氣體吸附劑組成（見圖1）。芯材在STP真空絕熱板中發(fā)揮著重要作用，能支撐整個板材，抵抗大氣壓力[2]。復合阻氣膜為多層復合膜，是由多種材料熱熔復合而成。為提升復合膜的機械強度等能力，會將玻纖布設(shè)置在外側(cè)。金屬基復合吸氣劑是氣體吸附劑的主要材料，STP的真空度可以在該材料的應用下得以長期保存。

圖1 STP真空絕熱板構(gòu)造

STP真空絕熱板相比于巖棉板、擠塑板、聚苯板與聚氨酯板等，其各項性能更加明顯。STP真空絕熱板的主要材料為二氧化硅添加劑，導熱系數(shù)0.004~0.008W/（m·K）、防火等級A級、厚度10~20mm、抗壓強度＞50kPa。其他材料的物理性能相對較差，比如巖棉板的導熱系為0.0458W/（m·K），擠塑板的導熱系數(shù)為0.0308W/（m·K）[3]。除了巖棉板，其他材料的防火等級均為B級；另外，其他材料的最低厚度為50mm。

2 選用STP真空絕熱板的準備工作

為確保以STP真空絕熱板為主體構(gòu)造的外保溫系統(tǒng)施工的穩(wěn)定性與安全性，在嚴寒地區(qū)發(fā)揮有效的保溫效能作用，必須做好以下準備工作：（1）基層處理：需對基層上的凸起等問題處理干凈，并對基層進行修補；（2）墻面找平：基層在修補結(jié)束之后，將粘結(jié)砂漿抹在基層上面，厚度宜控制在3~5mm，做好水泥砂漿找平工作[4]；（3）劃線排板：保溫板幾何尺寸的確定要按照土石與墻面實際情況進行確定，需合理確定保溫板的排列；（4）加強對陽角等邊角處的處理；（5）準備好機械設(shè)備：本項目中使用的機械設(shè)備有電鉆、電動攪拌器等；（6）準備好粉刷工具與檢測工具，比如陰陽角抹子、靠尺等[5]。

3 以STP真空絕熱板為主體的外保溫系統(tǒng)的復合構(gòu)造

3.1 STP真空絕熱板厚度的確定

嚴寒地區(qū)高于4層的建筑外墻平均傳輸系數(shù)限值均有嚴格要求，對于甲類建筑，當體形系數(shù)≤0.3、＞0.3時，外墻平均產(chǎn)熱系數(shù)限值需分別控制在0.38與0.35；對于乙類建筑，外墻平均產(chǎn)熱系數(shù)限值需確定為0.35。嚴寒地區(qū)外墻保溫墻體平均傳熱系數(shù)在計算時可使用以下公式：

式中：

Km——外墻平均傳熱系數(shù)；

Kp——外墻主斷面產(chǎn)熱系數(shù)；

ψ——外墻主斷面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的修正系數(shù)。

單一材料的熱阻層R=δ/λ（R為材料層的熱阻、δ為材料層的厚度、λ為材料的導熱系數(shù)）。在對多層圍護結(jié)構(gòu)熱阻進行計算時，可將n個材料層的熱阻加起來，在外圍護結(jié)構(gòu)中主斷面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻互為倒數(shù)，可以計算STP真空絕熱板的厚度。不同墻體結(jié)構(gòu)厚度見表1，在設(shè)計STP真空絕熱板時可參考其他墻體厚度[6]。對于STP真空絕熱板的厚度，加氣混凝土、鋼筋混凝土、輕集料混凝土小型空心砌塊、燒結(jié)多孔磚與燒結(jié)空心磚的厚度大約為19mm、27mm、22mm、20mm和21mm。

表1 STP真空絕熱板厚度確定的參考值

3.2 粘貼真空絕熱板

（1）采取由下而上的粘貼順序，施工需在水平線上進行，陰陽角粘貼結(jié)束后再對大墻面上的STP超薄絕熱保溫板進行錯縫施工。

（2）涂料飾面與屋面粘結(jié)方式可采取條粘，粘結(jié)面積均≥50%；面磚飾面粘結(jié)方式可采取條粘+框粘，粘結(jié)面積達到100%[7]。

（3）在粘結(jié)STP真空絕熱板期間，要均勻擠壓，需使用手掌輕輕拍勻固定，需有效控制板面平整度、垂直度，可以使用大于2m的靠尺進行壓平檢查，及時清理板周圍擠出的粘結(jié)砂漿。

（4）STP真空絕熱板粘貼過程中，要對平整、陰陽角方正等進行檢查，確保其符合要求。在完成保溫板施工與砂漿填縫之后，靜置12h以上，確保粘結(jié)砂漿強度在設(shè)計強度的50%以上才可以進行下一道工序的施工[8]。

3.3 抹復合漿料與抹面膠漿

為保證安全性，避免發(fā)生STP真空絕熱板的脫落情況，要采取防脫措施，將保溫漿料抹在板上，將厚度控制在3~5mm。

為便于后續(xù)施工搭接工作的開展，應在自然斷開處抹面膠漿。已經(jīng)鋪好的耐堿玻纖網(wǎng)無需第二道抹面膠漿全部覆蓋，要求第二道抹面膠漿與耐堿玻纖網(wǎng)、第一道抹面膠漿之間形成臺階形坡茬，合理控制留茬間距，宜控制在150mm以上。

3.4 防火隔離帶板施工

STP防火隔離帶板與常規(guī)保溫板交替施工，兩者之間預留10cm板縫，使用阻燃聚氨酯條對板縫進行填充，將一層玻纖網(wǎng)加鋪在防火隔離帶處，再在上面抹一道抹面膠漿，玻纖網(wǎng)與保溫板之間的搭接寬度不應小于10cm。

4 注意事項

4.1 粘貼翻包網(wǎng)格布

（1）需合理裁取耐堿玻纖網(wǎng)格布條，寬度一般為200mm+dmm，其中d為STP真空絕熱板的厚度；

（2）當基層需進行翻包處理時，要在基層上面抹出粘結(jié)砂漿，厚度為2~3mm，寬度為100mm；

（3）將裁剪好的耐堿玻纖網(wǎng)格布條鋪設(shè)在抹好的粘結(jié)砂漿上，在粘結(jié)砂漿內(nèi)壓入網(wǎng)格布條，甩出剩余部分。

4.2 安裝錨固件

（1）粘貼STP真空絕熱板24h之后再對錨固件進行安裝；

（2）在基層墻體先使用直徑10mm的鉆頭鉆孔，要求鉆孔深度在50mm以上，為錨固件安裝做好準備[9]；

（3）在預先鉆好的孔內(nèi)將錨固件的脹管打入，確保頂部圓盤與STP真空絕熱板齊平，STP真空絕熱板要能在錨固件壓盤的作用下全部壓住；

（4）在脹管內(nèi)使用手錘和配套的專用工具，將自攻螺釘擰入；

（5）脹管孔內(nèi)需將塑料帽塞進，塑料帽頂部與脹管圓盤表面需保持齊平；

（6）錨固件在敲入后，需及時將釘帽覆蓋上，覆蓋材料為粘結(jié)砂漿，固定時需使用帶墊片的螺栓，在錨固件安裝之后即可進行抹面膠漿施工。

4.3 門窗洞口處理

（1）外墻相對較寬，且基層墻體在窗框外側(cè)到外墻外表面露底時，要將STP真空絕熱板設(shè)置在窗口側(cè)面，厚度宜設(shè)置為20mm，為粘貼到基層和窗邊保溫層，可使用粘結(jié)砂漿粘貼；

（2）將變形縫設(shè)置在保溫系統(tǒng)與窗框之間，嵌縫可使用建筑密封膏；

（3）合理設(shè)置窗臺坡度，需控制在5%以上，將PVC泛水板設(shè)置在上面，可靠連接泛水板與窗框；

（4）采用整塊STP真空絕熱板在門窗等洞口四角處成型，洞口四角要與STP真空絕熱板的接縫保持一定距離，要求距離控制在200mm以上；

（5）檐口、勒腳處需處理好包邊。

4.4 質(zhì)量控制

在施工過程中，所采用的材料必須符合施工要求，且要對材料進行試驗，確保性能符合規(guī)定。了解隱蔽工程，檢查資料，針對隱蔽工程采取質(zhì)量控制措施。做好成品保護，避免保溫板出現(xiàn)彎曲與穿刺，避免保溫板被污染，在雨季施工期間做好防潮防水工作。按照要求進行檢驗檢查，確保各項參數(shù)與性能符合要求。做好施工全過程監(jiān)管工作，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理。

4.5 保溫漿料性能要求

STP真空絕熱板使用保溫漿料填充板縫，要求保溫漿料的各項性能符合要求。干密度為250~450kg/m3、抗壓強度為≥0.50MPa、導熱系數(shù)為≤0.085W/（m·K）、收縮率為≤0.25%、軟化系數(shù)為≥0.60。

4.6 考慮能耗

墻體采用STP真空絕熱板，對墻體傳熱系數(shù)的影響中，20mm的板縫影響程度為40%，具有明顯的熱橋作用。在建筑節(jié)能背景下，外墻保溫材料STP真空絕熱板的應用，對墻體的能耗影響是優(yōu)先考慮的要點。保溫層熱阻與STP真空絕熱板厚度呈正比，墻體傳熱系數(shù)會受到板縫的直接影響。所以在施工過程中要求板縫的寬度盡量小。

4.7 允許偏差

（1）STP真空絕熱板的安裝需控制好偏差：使用2m靠尺和楔形塞尺檢查表面平整度，要求偏差控制為4mm；使用2m垂直檢查尺檢查立面垂直度，要求偏差控制為4mm；使用2m托線板檢查陰、陽角垂直度，要求偏差控制為4mm、使用200mm方尺檢查陽角方正，要求偏差控制為4mm；使用直尺和楔形塞尺檢查接槎高低，要求偏差控制為1mm。

（2）STP真空絕熱板的抹面層允許偏差控制：對于表面平整度、立面垂直的檢查，允許偏差與安裝偏差要求一致。在對分格縫（裝飾線）正弦度進行檢查時，需使用鋼尺，要求其偏差控制為3mm。

（3）STP真空絕熱板按照后面層尺寸偏差需合理控制：不同墻體高度（H）下，允許偏差不同，可以使用經(jīng)緯儀進行測量。H≤30m的允許偏差≤5mm；30m＜H≤60m的允許偏差為≤10mm；60m＜H≤90m的允許偏差為≤15mm；H＞90m的允許偏差為≤20mm。要求陰陽角方正與墻面平整度允許偏差均控制為≤3mm；相鄰兩塊板高低差允許偏差≤1mm。

5 結(jié)束語

綜上所述，在嚴寒地區(qū)外保溫系統(tǒng)中選用STP真空絕熱板，關(guān)鍵要做好以STP真空絕熱板為主體的外保溫系統(tǒng)的復合構(gòu)造，把握施工細節(jié)，根據(jù)不同墻體確定STP真空絕熱板厚度，以充分發(fā)揮其作用，最大限度地降低建筑物對能源的消耗。

總之，建筑行業(yè)中外墻保溫技術(shù)快速發(fā)展，在發(fā)展中出現(xiàn)各種節(jié)能材料與技術(shù)，節(jié)能防火材料的創(chuàng)新是外墻保溫技術(shù)的主要方向，在新型節(jié)能防火材料的應用下，在保證良好的保溫絕熱與防火性能下，起到了良好的節(jié)能效果。STP真空絕熱板在嚴寒地區(qū)外保溫系統(tǒng)中的應用，不僅體現(xiàn)了STP真空絕熱板的應用優(yōu)勢，提升了建筑物外墻的保溫效果，更推動著我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。