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岩棉复合板和聚氨酯保温板都是在工厂进行连续化生产的外墙保温产品,都是保温产品又有什么区别呢?我们在做外墙保温的时候应该如何选择?
首先岩棉是A级防火保温材料,是可以用在各种高层住宅和公共建筑的,岩棉不燃烧,能起到非常好的防火效果,之前央视大火之后。国家规定高层建筑用其他保温材料的每隔30米必须用岩棉做防火隔离带。
聚氨酯是B1级保温材料,保温效果是目前最好的,但是是可燃的,B1级保温材料要求离火自熄,就是当离开火之后自己就灭了。
外墙岩棉板原材料采用天然的火山岩石,是不燃性建筑材料防火材料。
主要防火特性:
☉具有最高防火等级A1级,能有效防止火势蔓延。
☉尺寸非常稳定,在火灾中不会伸长、收缩或变形。
☉耐高温,熔点高于1000℃。
☉在火灾中不产生烟雾或者燃烧液滴/碎片。
☉在火灾中不会释放有害环境的物质和气体。
● 规格品种多,容重范围:(40—60kg/m3);长度范围:(0.5米—4米);宽度范围:(0.5米—1.2米);厚度范围:(20毫米—200毫米)。
● 切割精度高,厚度误差±0.5mm,从而保证了制成品表面的平整度。
● 泡沫细密,泡孔均匀。
● 容重轻,可以减少制成品的自重量,比传统的产品低30—60%。
● 抗压强度大,可以承受在制造成品过程中的巨大压力。
● 方便质量的检验,由于在切割过程中去掉了四周的表皮,板材的质量一目了然,保证了制成品的保温效果。 厚度可按用户要求生产加工。
从上面对比我们可以看出,聚氨酯保温效果好,重量轻,使用寿命长,岩棉复合板防火性能更强,各有各的优势
岩棉复合板是A级防火材料,广泛应用于建筑外墙外表面保温工程,但是岩棉有一个最大的缺点就是容易吸水,吸水后会造成膨胀导致墙面脱落,下面我们就一起看一下岩棉内部冷凝和干燥的一些数据分析和问题。
液态或气态水分迁移机理包括:
(1)由于水蒸气压力差导致的水蒸气扩散;
(2)由于空气流动带动的水汽迁移;
(3) 多孔材料表面的水汽扩散和毛细吸水;
(4) 由于重力或外界的空气压力差导致的液态水流动。
在稳态传湿中, 主要考虑水蒸气压力差导致的水蒸气扩散。 岩棉复合板围护系统内部冷凝可使用冷凝 (dew-point) 计算方法或Glaser 方法 (与冷凝点控制的方法原理一样, 使用图表表达), 计算中假定稳态的湿热传导, 用围护系统中的水蒸气分压力, 和围护系统中温度所对应的饱和水蒸气压力进行比较, 分析内部的冷凝和干燥, 具体计算方法与实例参考附录C“稳态传热与传湿”.
理论上, 如果某处水蒸气分压力大于饱和水蒸气分压力, 即出现冷凝。 严格意义上,冷凝表示水分的相变一一由气态转变成液态,在多孔吸水材料中,比如ETICS中的基层墙体、 抹面层甚至保温层, 如果实际中存在液态水, 会存储在材料的孔隙中,所以内部冷凝在实际中很难被观察到。 术语“冷凝” 仅适合在稳态条件下进行简单分析。
稳态传热与传湿在使用中存在一些不足: 大部分建筑的问题, 比如霉变、 建筑构件吸水、 涂料失效等和内部冷凝无关; 轻微或暂 时内部冷凝是可以被接受的, 这取决于受影响的材料、 温度条件和材料千燥的时 间 (干燥的时间只能通过估计, 冷凝 (dew-point) 计算方法和 Glaser 方法都忽略了材料内部对水分的存储和毛细迁移); 稳态湿热计算是否适用取决于正确地选择边际条件、 初始条件和材料性能; 材料的热阻值、 水蒸气渗透系数和相对湿度有关, 雨水导致的渗漏或接缝不严密、 建筑表面的雨水量、 空气流动或太阳的照射都对水蒸气扩散存在影响。由于以上的不足,所以稳态传湿方法需要使用月度或季度的平均条件而不是每天或每周的平均值。
冷凝与蒸发理论是传湿计算的基础, 即便其存在诸多不足, 依然广泛地用于各种建筑围护系统中的湿度控制和水蒸气控制计算中, 考虑材料存储水分的计算可参考附录C对Glaser 计算方法的延伸。
岩棉复合板中的多孔材料主要是岩棉保温层和聚合物砂浆.
在建筑外围护系统中的岩棉复合板需要添加憎水剂达到憎水功能, 避免吸水和吸湿, 纤维表面带憎水功能后, 表面的分子结构呈 非极性, 水分子属于极性分子结构, 液态水分在没有外部压力或温度梯度时不会进入岩棉内部。
添加憎水剂的岩棉, 只有在相对湿度持续达到95%以上时, 材料空隙中的液态水才开始凝结、堆积在纤维间,从而加快热传导。当相对湿度达到95%,温度为40C的稳定条件下, 导热系数增加约10%~15%.
当RH<50%时,砂浆的吸湿率很相近,这一阶段,砂浆对水蒸气主要是吸附作用,影响砂浆的因素主要是孔比表面积, 孔比表面积越大, 吸附量越多。 当相对湿度不小于50%时, 砂浆对水蒸气吸附后, 发生毛细凝结现象, 吸湿率和砂浆自身的微孔结构、 孔径分布, 孔容积有关。
在岩棉ETICS中,岩棉有较好的透汽性,如果砂浆吸湿率较高会导致过多的水分集聚在砂浆中,所以,在岩棉ETICS中要求聚合物砂浆具有憎水功能,在较大的相对湿度时可以保持较低的吸湿率。
1.环境温度和湿度
室内外的温差决定了围护系统的传热,室内外温度和湿度决定水蒸气分压力,压力导致水蒸气在围护系统中扩散,严重时可能会产生冷凝或表面滋生微生物,温度和湿度还会影响岩棉复合板的耐久性。
2.辐射
大阳辐射是建筑室外表面得热的主要途径,一般而言太阳辐射有益于岩棉复合板的湿气扩散;但有时可能产生严重湿问题,比如 ETICS内部含有大量的水分时(比如漏雨或初始阶段的水分),突然升高的温度会驱动水蒸气快速扩散并导致岩棉复合板破坏。
3.表面冷凝
表面冷凝会出现在建筑围护系统的内外表面。内表面取决于对湿度和温度的控制或者局部热桥的表面温度;建筑外表的热量主要通过长波辐射交换,夜晚大气的温度较低时可能导致建筑物外表的表面温度低于环境空气的冷凝点,由于岩棉复合板内部存在绝热层,面层的防护层蓄热有限,表面很容易低于空气的露点温度而产生冷凝并滋生微生物。
4.打击状雨水(wind- driven rain)
雨水在建筑表面的累积取决于建筑物表面材料的特性,雨水渗漏是建筑问题最主要原因, 岩棉复合板表面一般不吸水,雨水在系统表面集聚并向下扩展,如果遇到可渗水的裂缝、系统的构造缝隙或处理不完善的细部,可能产生严重问题。
5.建筑结构中的水分
现代建筑施工的速度一般较快,留给材料干燥的时间非常短,比如现场浇筑的混凝土、砌块工程等,在初始阶段含有大量的水分,包括岩棉复合板施工中湿作业的水分。在ETICS的初始几年中,墙体内部的湿气对 ETICS的影响较大,特别是采暖季节,湿气从基层墙体通过岩棉层并扩散到抹面层附近很容易形成较高的相对湿度。
6.地下水
毛细吸水可以使水分上升,水分一般来自于没有做好防水的基础,或墙体中盐分的结晶,或夏天地下室温度过低时的冷凝水等。
7.室内外的气压差
建筑室内的温度差导致烟囪效应,开窗或通风时,烟囱效应产生的室内外气压差可能与水汽的渗透一致,在制冷季节也可能反向。当空气通过裂缝、有缺陷的接缝时可能会在空气流动的通道中产生冷凝水,为了避免此类危害,在建筑中要求设置连绞密闭的隔气层,如果岩棉复合板存在室外开口,气压差可能会导致雨水渗漏
岩棉复合板ETICS受力理论分析、试验和评价,基于以下思路:
(1) 确定岩棉复合板ETICS的构造 (粘接固定和机械固定);
(2) 依据不同的构造, 确定受力模型;
(3) 依据受力模型, 建立模拟试验模型并测试;
(4)对试验的结果进行统计分析;
(5) 考虑安全系数, 转换成系统在极限状态下的承载力(抗力) 设计值;
(6) 检验系统能否抵抗荷载的作用。
1.1荷载
常规的墙体立面与重力平行,荷载按与墙面和平行的力的进行分第,然如冲击荷载)不计入荷载组合中:
1)与墙面平行的自重荷载(F。)。
2)湿热荷载,关于温度和湿度变化而导致的荷载很难独立区分,在实际的工程应用中,温度和湿度的变化相关,不同的温度会导致水蒸气压力的变化:
(1)抹面层初始阶段固化收缩产生的荷载(F)
(2)温度变化导致材料变形产生的荷载(F);
(3)湿度变化导致材料变形产生的荷载(F)
3)与墙面垂直的外墙风荷载(F。)
理论分析时假定:风荷载垂直作用在系统的表面,重力平行于系统表面,湿热作用产生的变形被系统缓冲,应力不计入荷载组合计算,荷载的效应组合参考荷载规范。
1.2系统承载力
在荷载的作用下,系统需要具有一定的承载力(抗力),考虑安全边际后,系统承载力的设计值使用R。表示。系统的承载力通过辅助试验验证或计算,试验状态为极限破坏条件。
1.3安全边际
将荷载和系统承载力标准值转换成设计值时,需要有一定的安全边际。安全边际使用数字表达即安全系数,安全系数取值使用“半概率理念”,对不精确的值进行预计,然后综合得出结果,某些无法通过试验或统计确定的数据,需要根据经验值确定。
岩棉复合板ETCS的安全系数取值结合辅助试验在极限状态下破坏的部位和形态以及实际中的各种影响因素,分析最不利的条件,其中影响因素包括
(1)试验条件的不精确性(试验模型与实际受力差异)、试样数量不足的影响;
(2)永久荷载对系统自身强度的影响;
(3)外界温度的影响
(4)安装过程中的影响;
(5)系统材料或系统半成品状态时受外界的影响
(6)材料或系统老化的影响