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搶占先機！氣凝膠保溫裝飾一體板為建筑節(jié)能提供一體化解決方案

在2020年我國提出“雙碳”目標(biāo)之前，超低能耗建筑在我國經(jīng)歷了10 余年的研究探索和試點示范階段。然而，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，降碳壓力推動超低能耗建筑迎來了規(guī)?；l(fā)展的新階段。在“十三五”期間，我國成功建設(shè)并完成超低、近零能耗建筑面積近 0.1 億平方米。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》提出，到 2025 年，我國將建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑 0.5 億平方米以上。

在墻材保溫行業(yè)，誰能占得超低能耗建筑這一先機，就能在未來行業(yè)發(fā)展中處于領(lǐng)先優(yōu)勢地位。

傳統(tǒng)保溫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)建筑材料如混凝土和金屬等，雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，但在隔熱、隔音和節(jié)能方面表現(xiàn)較差。例如，混凝土結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)冷縫、裂縫或粒料析離等缺陷，并且導(dǎo)熱率高導(dǎo)致室內(nèi)外熱量交換頻繁，冬季室內(nèi)熱量流失，夏季外部熱量滲透，從而增加空調(diào)和供暖系統(tǒng)的能源消耗，不利于保溫節(jié)能。另外，傳統(tǒng)建筑材料對聲音的吸收能力較弱，容易導(dǎo)致聲音在室內(nèi)外傳播，影響隱私和安靜的居住環(huán)境。這些問題會嚴(yán)重影響建筑的耐久性、安全性和居住品質(zhì)。此外，傳統(tǒng)建筑材料如木材、塑料等通常屬于可燃或易燃材料，在火源作用下容易起火并且火勢蔓延迅速，且易產(chǎn)生有毒有害氣體，存在較大的安全隱患。

為了解決傳統(tǒng)建筑材料的上述問題，人們往往選擇通過加裝保溫材料來提升居住品質(zhì)。然而，目前市場上采用較多的保溫材料也存在較多缺陷且保溫效果通常較差無法滿足高能效建筑的要求，例如聚苯乙烯（EPS）和聚氨酯（PU）等在遇火情況下容易燃燒，且燃燒時可能釋放有毒氣體；一些保溫材料如巖棉和玻璃棉等具有一定的吸水性，一旦吸水后，其保溫性能會大幅下降。

為了達到一定的保溫效果，保溫材料往往需要較厚的厚度，這會增加建筑的體積和重量，而且其安裝往往需要多個步驟，施工周期長，且對施工質(zhì)量要求較高，一旦保溫材料與飾面材料之間的粘結(jié)力不足，可能導(dǎo)致外墻飾面材料脫落，進而導(dǎo)致建筑物在使用過程中出現(xiàn)安全隱患。并且由于施工和設(shè)計不當(dāng)，傳統(tǒng)保溫材料容易形成冷熱橋，導(dǎo)致熱量通過結(jié)構(gòu)縫隙泄露。

另外，傳統(tǒng)保溫材料受環(huán)境影響較大，如溫度變化、濕度等，容易老化，使用壽命相對較短，難以適用于一些極端氣候的地區(qū)。此外，由于傳統(tǒng)保溫材料的物理特性限制，飾面選材面非常窄，可選擇的飾面材料種類較少，影響建筑的美觀性。

被動式超低能耗建筑是未來建筑發(fā)展的趨勢，但目前市場上的外墻保溫材料存在無法滿足超低能耗建筑技術(shù)要求以及阻燃等級低的問題。市場主要采用有機聚合物多孔泡沫材料、無機纖維棉和泡沫無機保溫材料。有機聚合物如擠塑板、石墨聚苯板占據(jù)市場份額大，但易燃是其致命缺陷，導(dǎo)致建筑外墻失火頻發(fā)。無機保溫材料如珍珠巖板在阻燃性能上有優(yōu)勢，但在導(dǎo)熱系數(shù)和容重等性能方面稍顯不足，難以滿足超低能耗建筑的需求。

超厚保溫材料可能造成連接安全和防火安全問題

氣凝膠保溫材料在超低能耗建筑中的應(yīng)用

氣凝膠作為一種新型的輕質(zhì)高效保溫材料，因其獨特的微孔結(jié)構(gòu)和低熱導(dǎo)率而備受關(guān)注，在航空航天和工業(yè)保溫領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn) GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》，建筑材料的燃燒性能分為 A1、A2、B、C、D、E、F 七個等級。其中，A 級為不燃材料， B1 級為難燃材料，B2 級為可燃材料，B3 級為易燃材料。氣凝膠的主要成分是二氧化硅，這是一種高溫下仍能保持穩(wěn)定的物質(zhì)，因此氣凝膠具有極佳的耐火和隔熱性能，被歸類為 A 級不燃材料。

氣凝膠的防火性能主要體現(xiàn)在：能夠承受高達 1000° C 的溫度而不燃燒，并且導(dǎo)熱系數(shù)極低，可以有效阻止熱量傳遞，從而在火災(zāi)情況下保護建筑結(jié)構(gòu)，更重要的是在高溫下不會釋放有毒氣體，這對于火災(zāi)時的安全疏散非常重要。

除了優(yōu)異的防火性能，其特別具備的保溫隔熱、隔音性能，在建筑領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，國內(nèi)的氣凝膠制備技術(shù)近年來有了較大突破，已實現(xiàn)常溫常壓生產(chǎn)，解決了設(shè)備能耗高、超臨界高壓危險性大的問題，原材料成本大幅降低。因此，氣凝膠保溫材料在建筑保溫隔熱中逐漸增多，更適用于超低能耗建筑的外墻保溫。

氣凝膠作為一種新型的高效保溫材料，在超低能耗建筑中的應(yīng)用可實現(xiàn)以下幾個方面的高能效標(biāo)準(zhǔn)：

▎提高保溫性能

氣凝膠具有極低的熱導(dǎo)率，可以有效地減少熱量的流失，從而降低建筑的采暖需求。在超低能耗建筑中使用氣凝膠作為保溫層，可幫助建筑達到嚴(yán)格的保溫標(biāo)準(zhǔn)，減少能源消耗。

▎增強氣密性

氣凝膠的應(yīng)用可以提高建筑的氣密性，防止室內(nèi)熱空氣的流失。這對于超低能耗建筑來說至關(guān)重要，因為氣密性是其節(jié)能設(shè)計的核心之一。

▎改善隔音性能

氣凝膠的多孔結(jié)構(gòu)使其具有良好的聲音吸收能力，有助于降低噪音污染。在超低能耗建筑中應(yīng)用氣凝膠，可以提升居住舒適度，創(chuàng)造一個安靜的室內(nèi)環(huán)境。

▎提升居住舒適度

氣凝膠不僅能提供保溫和隔音效果，還能通過其透光性質(zhì)，為超低能耗建筑提供自然采光，進一步提升居住舒適度。

▎減少建筑材料的環(huán)境影響

氣凝膠的生產(chǎn)過程可以優(yōu)化為更環(huán)保的方法，減少對環(huán)境的影響，符合超低能耗建筑的可持續(xù)發(fā)展理念。

降碳趨勢下，一體板發(fā)展勢頭良好

從建筑不同部位能耗損失來看，墻體能耗占建筑總能耗的 40%～45%，因此，墻體保溫是建筑節(jié)能的重點。

近年來，保溫裝飾一體板作為墻體保溫領(lǐng)域的新型產(chǎn)品，國家出臺多項鼓勵措施，目前正呈現(xiàn)良好發(fā)展勢頭。

國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51129—2017）規(guī)定，圍護墻體采用保溫裝飾一體化板可加 2～5 分。

2019 年，保溫裝飾一體板被國家發(fā)展改革委列入鼓勵類產(chǎn)品目錄。
2023 年，住建部發(fā)布《綠色建材低碳技術(shù)與產(chǎn)品案例（第一批）》，新型外墻保溫結(jié)構(gòu)裝飾一體化技術(shù)與產(chǎn)品包括保溫裝飾一體板外墻外保溫系統(tǒng)。
自2023年3月1日起實施的《民用建筑通用規(guī)范》（GB 55031—2022）規(guī)定，外墻及幕墻面層都將計入建筑面積。未來，輕薄型、裝配式的“新一代”幕墻裝飾效果的保溫裝飾一體板將擁有廣闊的發(fā)展空間。

氣凝膠保溫裝飾一體板系統(tǒng)

隨著建筑節(jié)能要求越來越高，超低能耗建筑的常態(tài)化，保溫裝飾一體板的應(yīng)用區(qū)域逐步擴大，保溫裝飾一體板的自重大就成了制約其發(fā)展的因素。以最常見的硅酸鈣板體系舉例，當(dāng)保溫芯材選用巖棉時，單就面板和背板的自身重量就已經(jīng)達到了 17kg，很難滿足超低能耗建筑的保溫要求。

將氣凝膠保溫材料運用于保溫裝飾一體板中，可大幅度提升建筑物的保溫性能，有效降低能源消耗，達成節(jié)能減排的目標(biāo)。

氣凝膠保溫裝飾一體板由飾面層(氟碳實色漆、氟碳金屬漆、多彩仿石漆、真石漆等)、飾面板（硅酸鈣板、陶瓷薄板、金屬鋁板等）、保溫層（氣凝膠復(fù)合不燃保溫板（A2 級）、氣凝膠無機發(fā)泡保溫芯材（A1級））構(gòu)成。適用于各類新建建筑及既有建筑裝飾節(jié)能改造和外墻外保溫裝飾工程，為建筑節(jié)能提供一體化解決方案。

氣凝膠粘錨式保溫裝飾一體板系統(tǒng)，由氣凝膠保溫材料和多樣化的飾面材料組合而成，集外墻保溫與裝飾功能于一體，由保溫裝飾板、專用粘結(jié)劑、專用嵌縫密封材料、專用錨固件等構(gòu)成，通過粘結(jié)+錨固的方式固定于外墻的保溫裝飾系統(tǒng)。

氣凝膠裝配式保溫裝飾一體板系統(tǒng)，集外墻保溫與裝飾功能于一體的系統(tǒng)材料，由保溫裝飾板、龍骨、嵌縫密封材料、錨固組件等構(gòu)成，通過龍骨干掛方式固定于外墻的保溫裝飾系統(tǒng)。

氣凝膠保溫裝飾一體板以其卓越的性能為建筑提供全面可靠的外墻解決方案，綜合性能優(yōu)越，滿足多樣化的建筑需求。作為新型外墻節(jié)能材料的理想選擇，其特點如下：

▎一體化設(shè)計

將保溫和裝飾功能巧妙融合，無需額外的保溫和裝飾施工，顯著提高施工效率和工程質(zhì)量。

▎工廠預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

采用工廠預(yù)制方式，可精準(zhǔn)控制生產(chǎn)工藝和材料質(zhì)量，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性。標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)有助于簡化現(xiàn)場施工，提高工程效率和品質(zhì)。

▎輕質(zhì)耐用

具備低容重、尺寸穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點。具有出色的耐候性，使用壽命長，可降低建筑維護頻率，提高整體經(jīng)濟效益。

▎可定制化

飾面效果豐富，可根據(jù)項目需求定制保溫材料和飾面樣式，滿足不同的建筑需求和審美要求。

▎節(jié)能環(huán)保

保溫層采用氣凝膠保溫材料，防火等級為 A 級不燃，具有良好的保溫隔熱性能，可有效降低建筑能耗，減少碳排放，符合綠色建筑和低碳發(fā)展的要求。超低能耗建筑對保溫裝飾一體板系統(tǒng)技術(shù)新要求

保溫裝飾一體板應(yīng)用于超低能耗建筑面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，需要解決保溫層連續(xù)性、錨固組件斷熱橋、超厚保溫層帶來的系統(tǒng)連接安全性、防火安全性、防水透氣性，以及與外掛式被動窗及外遮陽的安裝協(xié)調(diào)性等系列系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計難題。

▎保溫層連續(xù)性問題

傳統(tǒng)一體板板縫寬度不宜小于 6mm 且不大于 10mm，一般采用先塞泡沫棒、后打密封膠的方式處理，但這種方式不適用于超低能耗建筑。超低能耗建筑的保溫要求一定要達到保溫層連續(xù)、無間斷，消除熱橋，因此需要打阻燃發(fā)泡聚氨酯。

▎錨固組件斷熱橋問題

應(yīng)用于超低能耗建筑一體板的錨固組件需要解決熱橋問題。解決辦法是在錨固件與基層之間增加厚度不低于 5mm 的隔熱墊塊。

▎超厚保溫層帶來的系統(tǒng)連接安全性問題

當(dāng)保溫材料增厚，力矩加大。一體板系統(tǒng)連接安全設(shè)計方面，其黏結(jié)、錨固均應(yīng)滿足工程抗風(fēng)荷載設(shè)計值要求，即采用“雙保險”。另外，在黏結(jié)面積比滿足要求的同時，還應(yīng)考慮重力剪切作用。

▎防火安全性設(shè)計問題

應(yīng)參照《保溫裝飾板外墻外保溫工程技術(shù)導(dǎo)則》（RISN-TG028—2017）中 6.3.6、6.3.8，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術(shù)規(guī)程》（JGJ 289—2012）中3.0.7 及國家強制性標(biāo)準(zhǔn)《建筑防火通用規(guī)范》（GB 55037—2022）中 6.6 的相關(guān)要求進行設(shè)計。

▎防水透氣性設(shè)計問題

要解決一體板系統(tǒng)的防水透氣性設(shè)計問題，一是要求密封膠與板縫處的裝飾面板側(cè)面或表面相容，其密封深度不應(yīng)小于 5mm；二是設(shè)置單向防水透氣閥，使一體板系統(tǒng)內(nèi)外氣流通暢平衡，單向防水透氣閥的材質(zhì)為 PVC 塑料。

▎與外掛式被動窗及外遮陽的安裝協(xié)調(diào)性問題

超低能耗外窗一般采用外掛式（外懸式）安裝，此種安裝方法是將窗依靠“型材”/連接件形成支撐結(jié)構(gòu)，把窗“掛”在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè)。要求保溫材料應(yīng)覆蓋部分窗框，覆蓋寬度不小于 20mm。此處搭接和密封是關(guān)鍵；一體板與外遮陽系統(tǒng)銜接時，抗裂和防水處理措施至關(guān)重要；窗臺宜設(shè)置金屬擋水板，窗臺板安裝時，外保溫與窗臺板兩端及底部之間的縫隙應(yīng)先用膨脹止水帶填塞，再進行密封處理。

三分材料，七分安裝，采用正確到位的精細化安裝也是保證保溫裝飾一體板系統(tǒng)充分發(fā)揮其節(jié)能裝飾效果的關(guān)鍵。

本文來源：廊谷新材料

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