什么是建筑節(jié)能呢？通常來說，建筑節(jié)能是以上世紀(jì)80年代建筑能耗為基準(zhǔn)，按每步在上一階段的基礎(chǔ)上提高能效30%為一個(gè)階段，即30標(biāo)準(zhǔn)、50標(biāo)準(zhǔn)、65標(biāo)準(zhǔn)、75標(biāo)準(zhǔn)等，也就是我們常聽說的“三步節(jié)能”、“四步節(jié)能”
在我國五大建筑熱工氣候區(qū)分布中，夏熱冬冷氣候區(qū)的室內(nèi)采暖與制冷成為主要能耗來源，隨之而來的能耗問題也最為突出。自2013年開始，我國大部分省市地區(qū)已經(jīng)開始執(zhí)行75節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，像天津、河北、山東、山西、吉林、新疆、陜西等地區(qū)。而北京已經(jīng)率先頒布建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)升級到80%，并將于2021年1月1日開始正式執(zhí)行。
75節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行主要是對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能及相關(guān)要求提升，最直接的影響是保溫材料厚度、建筑荷載和經(jīng)濟(jì)成本等因素的加大。尤其是外墻保溫材料和門窗材料，在墻體保溫材料滿足不了75節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，門窗保溫效果需要作為補(bǔ)充。
今天我們主要談?wù)?5節(jié)能背景下市場主流產(chǎn)品巖棉保溫材料的選擇與應(yīng)用。
對建筑外保溫材料的選擇有兩大關(guān)鍵指標(biāo)：保溫性能和防火性能。有機(jī)材料保溫性能優(yōu)異，但防火性能差（防火等級以B級為主）。而無機(jī)保溫材料防火性能突出（防火等級為A級），但其保溫性能、耐凍融性能較差。
巖棉作為A級防火建筑保溫材料，有近40年的應(yīng)用歷史，隨著國內(nèi)巖棉產(chǎn)能與質(zhì)量的不斷提升，以及GB50016建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范更新出臺，巖棉制品一度成為建筑保溫材料市場的主流。
以山西省為例，從早先65節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)到目前執(zhí)行的75節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，意味著巖棉保溫厚度由原先的60mm-80mm提升到100mm-130mm，而像女兒墻等特殊節(jié)點(diǎn)位置巖棉厚度將達(dá)到150mm。傳統(tǒng)橫絲巖棉板容重達(dá)到140Kg/m3，隨著厚度選擇的不斷提升，產(chǎn)品自重不斷加大，這將意味著工人施工難度大、抗風(fēng)荷載風(fēng)險(xiǎn)增加、建筑荷載加重、安全系數(shù)降低。
從規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)來看，巖棉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)材料標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，目前主要執(zhí)行依據(jù)是GB/T25975-2018建筑外墻外保溫用巖棉制品（材料標(biāo)準(zhǔn)）和JG/T480-2019巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（施工標(biāo)準(zhǔn)）。
其中JG/T480標(biāo)準(zhǔn)將巖棉體系劃分為巖棉板外保溫系統(tǒng)（橫絲巖棉體系）和巖棉條外保溫系統(tǒng)（豎絲巖棉體系），并對不同巖棉體系的產(chǎn)品性能、系統(tǒng)指標(biāo)分別作出規(guī)定：
■抗風(fēng)荷載
條文5.2.3中規(guī)定，巖棉外保溫工程抗風(fēng)荷載承載力時(shí)，橫絲巖棉計(jì)算抗負(fù)風(fēng)壓，只計(jì)算錨固力，豎絲巖棉計(jì)算抗負(fù)風(fēng)壓，只計(jì)算粘結(jié)力。在《巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》JG/T483-2015中，也要求橫絲巖棉板以錨固為主，安全計(jì)算只計(jì)算單平米的機(jī)械錨固力。
■巖棉本體拉拔強(qiáng)度
巖棉板垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度≥10.0kPa，巖棉條≥100.0kPa。
巖棉本體抗拉拔強(qiáng)度主要取決于巖棉排版方向，巖棉纖維平行于板面的巖棉板，纖維間存在貫通空腔、構(gòu)造疏松，垂直板面抗拉強(qiáng)度較低，巖棉纖維垂直于板面的巖棉帶,其纖維層間結(jié)合強(qiáng)度和垂直板面抗拉強(qiáng)度相對較高。
■錨栓錨固力
錨盤抗拉拔標(biāo)準(zhǔn)值：混凝土部分巖棉條≥0.60kN,巖棉板≥1.2kN；加氣塊部分巖棉條≥0.3kN，巖棉板≥0.6kN。
俗話說“三分材料七分工”，巖棉外保溫系統(tǒng)的外觀平整度、立面垂直效果、線條順直等不僅取決于產(chǎn)品自身質(zhì)量，更依賴于產(chǎn)品安裝施工質(zhì)量。而以錨固力保證安全的橫絲巖棉體系，現(xiàn)場施工時(shí)工人不按照規(guī)范打眼旋入錨釘，都是將保溫釘敲擊入墻，等于將保證安全的環(huán)節(jié)放在了最不可控的位置。由此可見，巖棉條系統(tǒng)的施工比巖棉板系統(tǒng)的施工更穩(wěn)定。
■安全系數(shù)
巖棉外保溫工程應(yīng)采用單一安全系數(shù)法進(jìn)行抗風(fēng)荷載設(shè)計(jì)。橫絲巖棉板抗風(fēng)荷載安全系數(shù)為3.3，豎絲巖棉抗風(fēng)荷載安全系數(shù)為11.7。豎絲巖棉體系安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于比橫絲巖棉體系安全系數(shù)。
■建筑荷載
以單體建筑工程1萬平米為例，采用100mm厚巖棉保溫：橫絲巖棉容重要求為140Kg/m3，豎絲巖棉容重要求為100Kg/m3，當(dāng)選用豎絲巖棉體系時(shí)，整個(gè)建筑荷載降低40噸。
巖棉板與巖棉條二者主要不同之處在于纖維的物理分布，即層狀與褶皺狀，也就是我們通常所說的橫絲與豎絲。二者除了生產(chǎn)工藝不同（即沉降法與擺錘法或三維法），在物理性能如導(dǎo)熱系數(shù)、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等上也存在很大的區(qū)別。相同容重的巖棉條要比巖棉板導(dǎo)熱系數(shù)低（保溫效果好）、抗壓強(qiáng)度高、抗拉拔強(qiáng)度高。
綜上所述，豎絲巖棉體系安全性及應(yīng)用技術(shù)表現(xiàn)明顯優(yōu)于橫絲巖棉體系。
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