近年來(lái)，國(guó)家和地區(qū)對(duì)建筑節(jié)能高度關(guān)注，從建筑的二步節(jié)能、三步節(jié)能、四步節(jié)能到超低能耗、近零能耗，直至“雙碳”目標(biāo)的提出，我國(guó)建筑節(jié)能的理念與布局達(dá)到了前所未有的高度，對(duì)作為建筑節(jié)能重要組成部分的外墻外保溫材料的性能、施工構(gòu)造和技術(shù)體系等提出了更高要求。

　　我國(guó)近年來(lái)外保溫技術(shù)在逐漸發(fā)展過(guò)程中已形成了一些技術(shù)較為成熟的外墻外保溫系統(tǒng)，其中薄抹灰外保溫體系作為歷年來(lái)國(guó)家外墻外保溫產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程的主要推薦體系，在建筑節(jié)能工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　然而，近年的幾起建筑大廈重大火災(zāi)，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，引起了社會(huì)各界對(duì)不燃（A級(jí)）保溫材料的關(guān)注，采用安全、耐用、不燃的外墻外保溫體系已成為具有重大意義的緊迫任務(wù)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》；甘肅省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、甘肅省公安廳聯(lián)合頒發(fā)了《關(guān)于規(guī)范我省建筑外墻保溫材料燃燒性能的通知》，對(duì)不同類(lèi)型、不同高度的各類(lèi)建筑防火要求進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，增加了A級(jí)不燃保溫材料應(yīng)用范圍，提高了建筑外墻外保溫體系的耐火等級(jí)，以有效保障全國(guó)及甘肅省建筑節(jié)能健康發(fā)展，特別是高層和超高層建筑外墻外保溫的發(fā)展。

　　同時(shí)，甘肅省因其氣候嚴(yán)寒寒冷干旱、地震烈度普遍較高、高層超高層建筑體量日增、經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)落后的復(fù)雜省情，對(duì)于建筑節(jié)能也有著異于平常地區(qū)的特別需求。針對(duì)寒旱氣候與節(jié)能要求，建筑外墻外保溫產(chǎn)品必須兼具保溫隔熱與防火性能；針對(duì)高地震設(shè)防烈度，建筑外墻外保溫產(chǎn)品需要在一般工況下及地震工況下均保證與主體可靠連接；針對(duì)高層超高層建筑體量日增和低經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，建筑外墻外保溫產(chǎn)品盡量能就地取材、安全性高、耐久性好。目前國(guó)內(nèi)的保溫建材大多無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足以上需求，需要基于對(duì)甘肅省省情及建筑節(jié)能領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題的分析和把握提出滿(mǎn)足要求的新型保溫材料。

　　因此，綜合現(xiàn)階段對(duì)外保溫體系節(jié)能、防火與安全性能提出的多重要求來(lái)看，建筑節(jié)能領(lǐng)域亟需發(fā)展保溫材料相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)突破，建筑節(jié)能市場(chǎng)亟需兼具保溫與安全性能的新材料、新工藝和新體系。

　　鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉外墻外保溫體系

　　防火性能與結(jié)構(gòu)同等級(jí)、保溫隔熱性能優(yōu)的保溫材料。鑒于目前外墻外保溫材料能夠全面達(dá)到甘肅省地方標(biāo)準(zhǔn)：《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能75%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和A級(jí)不燃材料較少,一些無(wú)機(jī)保溫材料,雖然其燃燒性能可以達(dá)到A級(jí)，如泡沫玻璃、發(fā)泡水泥等，但其導(dǎo)熱系數(shù)較大，一般在0.05W/m·k至0.07W/m·k之間，且質(zhì)量相對(duì)較重，一般為130kg/m3至200kg/m3之間，由于其柔韌性較差，易造成損傷開(kāi)裂，如在高烈度地震區(qū)高層建筑上應(yīng)用，除應(yīng)考慮抗震性能外，還需考慮其自重和不同高負(fù)風(fēng)壓的影響，其安全可靠性，目前尚無(wú)成熟的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前在無(wú)機(jī)保溫材料中，只有巖棉保溫板導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低，一般在0.04W/m·k至0.045W/m·k之間，質(zhì)量也相對(duì)較輕，一般為120kg/m3至150kg/m3，且近年來(lái)，巖棉生產(chǎn)工藝和物理力學(xué)性能已有極大改進(jìn)，從過(guò)去采用沉降法生產(chǎn)的不憎水巖棉發(fā)展到目前采用擺錘法生產(chǎn)的憎水性巖棉板且具有防火性能與結(jié)構(gòu)同等級(jí)（耐火極限相同）、保溫、隔熱、隔聲性好等優(yōu)點(diǎn)。

　　甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司對(duì)本土企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量為120kg/m3巖棉板進(jìn)行大量的試驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，得出其巖棉板的導(dǎo)熱系數(shù)的平均值為0.0367W/m·k，標(biāo)準(zhǔn)值為0.0387W/m·k，具有良好的保溫隔熱性能。

　　目前，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)多對(duì)外墻外保溫材料采用導(dǎo)熱系數(shù)平均值進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般未給出標(biāo)準(zhǔn)值，其節(jié)能效果保證率僅為50%，失效概率為50%，即可能有50%設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)不到節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，風(fēng)險(xiǎn)較大。而如果用導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，其節(jié)能效果保證率則為95%，失效概率為5%，即僅有5%設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)不到節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，風(fēng)險(xiǎn)較小。

　　甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司和生產(chǎn)企業(yè)共同商定，將其生產(chǎn)的質(zhì)量為120kg/m3的巖棉保溫板其導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值定為0.04W/m·k，因此其保證率將高于95%，其失效概率低于5%，大大提高了采用上述巖棉保溫板的節(jié)能效果。

　　耐久性能與建筑物同壽命的外墻外保溫體系。鑒于目前住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，上述薄抹灰外墻外保溫體系設(shè)計(jì)使用年限為25年，與建筑物設(shè)計(jì)使用年限為50年不同壽命。為克服此項(xiàng)缺點(diǎn)，甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司與本土巖棉產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)共同商定，研究一種其耐久性能與建筑物同壽命的鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉保溫板體系，使其設(shè)計(jì)使用年限從目前的25年提高到50年，耐久性達(dá)到50年的主要依據(jù)如下。

　　一是對(duì)甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司已使用近30年的兩棟家屬樓采用的沉降法生產(chǎn)的非憎水巖棉保溫體系的巖棉板，根據(jù)其不同朝向、不同樓層高度，共抽取近80塊巖棉保溫板進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，并進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析。其結(jié)果為：兩棟樓的巖棉保溫板其導(dǎo)熱系數(shù)的平均值皆為0.041W/m·k，標(biāo)準(zhǔn)值一棟樓為0.043W/m·k，另一棟樓為0.044W/m·k，極差很小。巖棉板容重平均值為一棟樓為100.01kg/m3，另一棟為100.5kg/m3；容重標(biāo)準(zhǔn)值一棟樓為105.29kg/m3，另一棟為106.95kg/m3，極差也很小。上述試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)說(shuō)明，盡管該兩棟家屬樓使用已近30年，由于采用鋼絲網(wǎng)體系，對(duì)不同朝向不同層高在太陽(yáng)及雨水共同作用下及春夏秋冬四季室外溫濕度變化的影響下，該鋼絲網(wǎng)體系都對(duì)巖棉板起到了保護(hù)作用，增強(qiáng)了外墻外保溫的耐久性能。

　　二是對(duì)甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院已使用近20年的辦公樓，采用鋼絲網(wǎng)復(fù)合巖棉外墻外保溫體系進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外保溫層出現(xiàn)空鼓裂縫情況，但該辦公樓山墻采用薄抹灰體系，表面都出現(xiàn)了嚴(yán)重的不規(guī)則裂縫。

　　從上述對(duì)兩個(gè)單位的建筑采用巖棉外墻外保溫體系進(jìn)行調(diào)查、檢測(cè)分析可以說(shuō)明，該體系具有較好的耐久性能。

　　三是擬采用的鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉保溫外墻體系是在工廠預(yù)制成型，內(nèi)外鋼絲網(wǎng)架是采用斜插絲相互連接(直徑2mm至3mm)。提高了巖棉保溫板整體剛度和牢固性，使巖棉板在運(yùn)輸和施工過(guò)程中的整體牢固性能有極大的提高。

　　四是由于在巖棉板面層增設(shè)了鋼絲網(wǎng)架，可以減輕巖棉保溫板表面抹灰層的收縮和溫度應(yīng)力，提高了抹灰面層的抗裂性能和耐久性。

　　五是將巖棉板與鋼絲網(wǎng)架復(fù)合后，可以使該體系采用抗裂砂漿或混凝土層面，從而提高了該體系的耐候及耐久性能。

　　六是該體系用錨栓（粘錨結(jié)合體系）和錨筋（保溫板與主體結(jié)構(gòu)一體化施工體系）固定鋼絲網(wǎng)復(fù)合巖棉板，錨栓及錨筋數(shù)量計(jì)算，采用了保溫體系裝飾及面層和保溫層自重、不同建筑高度負(fù)風(fēng)壓以及不同地震設(shè)防烈度共同作用下產(chǎn)生的拉力進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還考慮了錨栓和錨筋的構(gòu)造要求。給出了粘錨結(jié)合保溫體系錨栓與主體結(jié)構(gòu)一體化施工體系錨筋的數(shù)量和長(zhǎng)度，提高了上述兩種體系錨固的安全可靠性。

　　七是考慮到目前甘肅省在大力推廣《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能75%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，比第三步65%節(jié)能指標(biāo)保溫層厚度和重量將有所增加，為此規(guī)定在外墻每層樓板標(biāo)高處增設(shè)通長(zhǎng)角鋼托架的技術(shù)，以進(jìn)一步提高鋼絲網(wǎng)復(fù)合外墻外保溫體系的安全和可靠性能。

　　基于上述七大方面的依據(jù)和相關(guān)試驗(yàn)，故將鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉外墻外保溫體系的設(shè)計(jì)使用年限提高到50年，即與建筑物耐久性同壽命。

　　體系優(yōu)勢(shì)及創(chuàng)新點(diǎn)

　　通過(guò)上述對(duì)鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉外墻外保溫體系的研究可以看出，該體系有如下三大方面的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。

　　一是對(duì)本土企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量為120kg/m3的巖棉板進(jìn)行了大量試驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，給出了巖棉保溫導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為0.04W/m·k，使其保證率達(dá)到了95%以上，失效概率低于5%，大大提高了節(jié)能設(shè)計(jì)的可靠性。

　　二是通過(guò)大量的調(diào)查和試驗(yàn)研究與分析，不僅使鋼絲網(wǎng)復(fù)合巖棉板外墻外保溫體系達(dá)到了其防火性能與結(jié)構(gòu)耐火極限同等級(jí)且其耐久性達(dá)到了與建筑物同壽命，即其設(shè)計(jì)使用年限從目前的25年提高到50年，具有顯著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

　　三是擴(kuò)大該體系的適用范圍，即可在粘錨結(jié)合體系、自保溫體系和保溫板與主體結(jié)構(gòu)同步一體化施工這3種體系中應(yīng)用。

　　三大體系應(yīng)用范圍

　　關(guān)于粘錨結(jié)合體系，其主要適用于各類(lèi)新建、改建、擴(kuò)建的民用建筑外墻外保溫，也適用于其他工業(yè)建筑的外墻外保溫構(gòu)造，在正常使用條件下，設(shè)計(jì)使用年限為50年；抗震設(shè)防烈度8度及8度以下地區(qū)；建筑物高度為100m及100m以下；適用于建筑的承重外墻和非承重外墻。

　　關(guān)于自保溫體系，其主要適用于各類(lèi)新建、改建和擴(kuò)建民用與工業(yè)建筑外墻外圍護(hù)自保溫填充墻及內(nèi)隔墻；在正常使用條件下，設(shè)計(jì)使用年限為50年；地震設(shè)防烈度8度及8度以下地區(qū)；適用于建筑高度24m及24m以下的建筑。

　　關(guān)于一體化施工體系，主要適用于各類(lèi)新建、改建、擴(kuò)建民用建筑和工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在正常使用條件下，設(shè)計(jì)使用年限為50年；抗震設(shè)防烈度8度及8度以下地區(qū)；建筑物高度為100m及100m以下；適用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)。

　　鋼絲網(wǎng)架復(fù)合巖棉板外墻外保溫體系是在建筑防火要求與建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提升的基礎(chǔ)上研發(fā)提出，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)質(zhì)詢(xún)并投入大量資金和人力建成生產(chǎn)線(xiàn)，并配套編制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)圖集作為技術(shù)應(yīng)用規(guī)范與指導(dǎo)。通過(guò)上述各項(xiàng)工作，使目前的巖棉外墻外保溫體系上升了一個(gè)新的技術(shù)高度，為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、節(jié)能減排綠色發(fā)展及構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)作出了貢獻(xiàn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。