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气凝胶登场!替代被禁限的传统外墙保温系统

2023-08-21
近年来,建筑外墙保温系统出现开裂空鼓、剥落脱落、保温材料起火等问题,引起社会高度关注。在此背景下,气凝胶作为新一代高效节能隔热材料,正逐渐成为替代传统外墙保温系统的首选材料,其导热系数极低、质量最轻,耐热温度更高本文将分享全国各省市有关禁限的传统外墙保温系统的政策条文,并分析近年来因传统保温材料引发的火灾事故及相关问题。同时,我们还将探讨气凝胶作为新一代外墙保温材料在建筑行业中的重要作用和潜力。

各省市政策禁限传统外墙外保温系统

 

近年来,辽宁、四川、江西、河北、重庆、上海、浙江嘉兴、湖北宜昌等地接连发文,禁限使用传统外墙外保温系统。

01

辽宁

2023年07月13日,辽宁省住建厅发布关于对《辽宁省房屋建筑外墙外保温工程推广应用技术和限制禁止使用技术目录(第一批)》(征求意见稿)征求意见的公告。

2024年5月1日起,禁止在新建、改建、扩建高层民用建筑(住宅建筑>27m;公共建筑>24m(不含单层建筑))项目中使用限制类外墙外保温技术。严禁在外墙外保温系统中使用禁止类技术产品。

技术类型:施工现场采用粘结剂或锚栓以及两种方式组合的薄抹灰外墙外保温系统

限制原因:采用现场操作的粘贴或者锚栓以及粘锚结合的外墙保温系统的工程质量受辅材、施工水平、多道工序等因素影响较大,易引起空鼓、开裂、渗漏和脱落等质量问题,不符合高质量发展要求,也与建筑工业化发展要求不相适应。

 

 
查看全部目录:
《辽宁省房屋建筑外墙外保温工程推广应用技术和限制禁止使用技术目录(第一批)》(征求意见稿).docx

02

四川

 

2022年11月2日,四川省住建厅发布《四川省住房城乡建设领域推广应用新技术和限制、禁止使用落后技术(第一批)》,保温隔热材料方面:

 

以下禁限使用:

1、采用六溴环十二烷作为阻燃剂生产的保温材料。

2、B2、B3级保温材料。

3、浆料类保温材料。

 

以下推广使用:

1、真空玻璃。

2、现浇混凝土免拆模板保温系统。

3、建筑楼面保温隔声一体板。

 

查看政策全文(可下载目录):

四川省住房和城乡建设厅关于发布《四川省住房城乡建设领域推广应用新技术和限制、禁止使用落后技术(第一批)》的公告

03

江西

2022年9月21日,江西省住建厅发布《关于对<关于进一步加强房屋建筑外墙保温工程施工质量管理工作的通知>征求意见的通知》,提出:

  • 禁止在高层建筑采用薄抹灰外墙外保温系统仅通过粘接锚固方式固定的外墙保温装饰一体化系统。

  • 禁止使用燃烧性能指标低于B1级的保温材料。

  • 优先选用外墙内保温、外墙自保温、复合保温和装配式新型外墙保温系统,限制采用保温浆料和仅通过粘结固定的保温板等形式的外墙外保温系统。

本通知适用于建筑外围护结构采用板材、浆料、块材及预制复合墙板等墙体保温材料或构件的外墙保温工程的房屋建筑工程。

11月1日,江西省住建厅再发布《关于加强房屋建筑外墙保温工程施工质量管理工作的通知》,明确:

  • 外墙保温工程必须选用性能指标符合相关标准规范及设计要求的保温材料,不得选用已限制和禁止类产品

  • 压实建设单位工程质量首要责任建设单位要将外墙保温工程纳入施工总承包范围,不得肢解发包。及时足额支付工程质量检测费。

04

天津

2022年9月,天津市住建委对《天津市建筑节能技术、工艺、材料、设备的推广、限制和禁止使用目录(2021版)》进行第二次公示。

禁止使用16项,包含:现场水泥拌砂浆粘贴外墙饰面砖工艺、采用六溴环十二烷为阻燃剂生产的保温材料、芯材为非不燃材料的金属夹芯复合板材等。

限制使用29项,包含:浆料类保温材料、以页岩为原料制成的墙体材料和砌筑材料等。

 

查看政策全文(可下载目录):

天津市住房城乡建设委关于对《天津市建筑节能技术、工艺、材料、设备的推广、限制和禁止使用目录(2021版)》第二次公示的通知

05

河北

河北省住建厅印发《河北省民用建筑外墙外保温工程统一技术措施》,自2021年7月1日起实施。

以下禁限使用:

1、施工现场采用胶结剂或锚栓以及两种方式组合的薄抹灰外墙外保温系统。

2、燃烧性能为B2级材料。

3、再生料生产的绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板

 

以下推广使用:

一、技术体系

1、现浇混凝土内置保温体系

2、钢丝网架复合板喷涂砂浆外墙保温体系

3、大模内置现浇混凝土复合保温板体系

4、大模内置现浇混凝土保温板体系

二、保温产品

1、不燃保温材料

2、不燃保温材料(内嵌双侧镀锌钢丝网片)

3、石墨聚苯板(GEPS)

4、模塑聚苯板(EPS)

5、硬泡聚氨酯板(PUR)

6、石墨挤塑板(石墨XPS)

7、挤塑板(XPS)

 

查看政策全文(可下载目录):
河北省住房和城乡建设厅关于印发《河北省推广、限制和禁止使用建设工程材料设备产品目录(2022年版)》的通知(冀建节科﹝2022﹞4号)

06

宜昌

2021年5月31日,宜昌市住建局发布关于征求《宜昌市建设工程推广、限制和禁止使用建筑技术、材料、工艺和设备目录(第二批)》修改意见的通知,在第二批禁限目录中显示:

1、施工现场采用胶结剂或锚栓以及两种方式组合的施工工艺外墙外保温系统(保温装饰复合板除外)

限制使用范围:限制在新建的27米以上住宅以及24米以上公共建筑工程的外墙外侧作为主体保温系统设计使用。

2、保温装饰复合板外墙外保温系统:

岩棉保温装饰复合板

燃烧性能为B1级保温装饰复合板

限制使用范围:限制在新建的80米以上的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统设计使用。

3、轻集料(无机、有机)砂浆外墙外保温系统

禁止使用范围:禁止用于新建的住宅、公共建筑工程的外墙外侧作为主体保温系统设计使用。

这三类建筑材料均推荐选用的内容:

优先采用外墙内保温、外墙自保温、复合保温和装配式新型外墙保温系统技术。

07

重庆

2021年3月26日,重庆市住房和城乡建设委员会下发《关于禁限民用建筑外墙外保温工程有关技术要求》的通知。通知要求:

  • 自2022年1月1日起,通过施工图审或因设计表更等原因需重新开展方案设计或初步设计的主城都市区范围内新建、改建、扩建的民用建筑工程项目,禁止采用薄抹灰外墙外保温系统和仅通过粘结锚固方式固定的外墙保温装饰一体化系统。

  • 自2022年7月1日起,通过施工图审或因设计表更等原因需重新开展方案设计或初步设计的全市范围内新建、改建、扩建的民用建筑工程项目,禁止采用薄抹灰外墙外保温系统和仅通过粘结锚固方式固定的外墙保温装饰一体化系统。

  • 进一步提升非承重墙体砌块自保温、结构与保温一体化、预制保温外墙板等墙体自保温技术应用规模。

08

嘉兴

2020年12月,嘉兴市出台《关于进一步规范我市民用建筑节能保温材料(产品)使用的通知》,从产品材料、施工工艺、使用场所等三方面明确限制了外墙外保温系统的使用条件

该规定限制使用无机轻集料砂浆和保温装饰一体化板等外墙外保温系统,禁止使用胶结剂或锚栓以及两种方式组合的外墙外保温系统施工工艺,禁止岩棉保温装饰板外墙外保温系统在新建、改建、扩建的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统设计使用,禁止在中小学、托儿所、幼儿园、青少年宫和养老院二层及以上部位使用保温装饰一体化板,慎用挤塑聚苯板作为楼板保温构造材料。

09

上海

 

2020年10月13日,上海市住房和城乡建设管理委员会公布了《上海市禁止或者限制生产和使用的用于建设工程的材料目录(第五批)》。要求严格执行。关于保温装饰复合板外墙外保温系统设计使用,《目录》的规定如下:

上海市禁止或者限制生产和使用的用于建设工程的材料目录(第五批)
序号 类别 材料名称 禁止和限制的范围和内容
1 外墙保温系统 施工现场采用胶结剂或锚栓以及两种方式组合的施工工艺外墙外保温系统(保温装饰复合板除外) 禁止在新建、改建、扩建的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统设计使用
2 岩棉保温装饰复合板外墙外保温系统 禁止在新建、改建、扩建的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统设计使用
3 保温板燃烧性能为B1级的保温装饰复合板外墙外保温系统 禁止在新建、改建、扩建的27米以上住宅以及24米以上公共建筑工程的外墙外侧作为主体保温系统设计使用,且保温装饰复合板单块面积应不超过1平方米,单位面积质量应不大于20kg/㎡
4 保温板燃烧性能为A级的保温装饰复合板外墙外保温系统 禁止在新建、改建、扩建的80米以上的建筑工程外墙外侧作为主体保温系统设计使用,且保温装饰复合板单块面积应不超过1平方米,单位面积质量应不大于20kg/㎡

 

多起因保温材料引发的事故

 

近年来,各地建筑外墙保温系统开裂脱落、保温材料起火等事件屡有发生,引起社会高度关注。

 

外墙脱落

 

2023年7月5日,黑龙江哈尔滨一高层住宅外墙保温材料大面积脱落。第二天,湖南新化也出现某高层建筑外墙瓷砖脱落,致多人受伤。

 

 

2023年6月初,在陕西省西安市的华兰佳园小区,一位80多岁的业主被脱落的外墙瓷砖砸中,受伤住院。

 

外墙起火

 

2022年9月16日15时45分左右,中国电信湖南公司电信大楼外立面起火,网友猜测可能又是外墙材料的原因。预判为金属面层的幕墙火灾或铝塑板面层的幕墙火灾。
2021年8月27日大连凯旋国际大厦火灾事故,建筑的外围护结构同样为铝塑板幕墙保温体系,大厦B座19层一住户家中起火蔓延至外墙。火势在突破窗口后引燃了B座外幕墙的铝塑板和保温材料,造成火势的迅速蔓延扩大。
2021年6月9日上午10时14分,武汉市江汉区一高楼首地城市航站楼(28层在建建筑)顶部起火。上午10时31分左右,火灾已被消防救援人员扑灭,现场没有人员伤亡。据现场采访,由于楼顶起火材料多是保温板,属化学材料,导致烟雾较大。
2021年5月28日15时02分,石家庄市消防救援支队指挥中心接到报警,位于桥西区维明大街与南二环交口东北角中华城大厦外墙发生火灾。现场浓烟滚滚,有火苗喷出。
2021年3月9日上午11点左右,石家庄市长安区众鑫大厦发生火灾。现场视频显示,火灾将要燃烧到大厦顶部,现场浓烟滚滚,浓烟高达200多米。据石家庄官方通报,此次火灾燃烧的主要是保温层。
2011年沈阳皇朝万鑫大厦火灾,造成火灾的原因是燃放烟花不慎引燃B座南侧室外平台地面上的塑料草坪,然后引燃铝塑板板缝结合处的可燃胶条、泡沫棒和内部的挤塑板,使得火势迅速蔓延扩大,并引起B座楼体外墙的燃烧,最后致使外窗破碎后引燃室内的可燃物,形成大面积的立体燃烧。
2009年央视大火,建筑的外围护结构为:最外层装饰层钛锌板,里面分别是防水层、保温层、隔汽层等,主体所用的保温材料为B3级挤塑板,大火从顶部开始往下蔓延。

外墙外保温为何“人人喊打”?

 

外墙保温的三大痛点

 

“开裂、空鼓、脱落;保温却不阻燃;阻燃又不能满足节能建筑保温要求,这已成为外墙保温行业的三大‘痛点’。”业内人士如是说。

常见保温材料的“鸡肋效应”:

 

首先是保温砂浆。由于保温砂浆添加了大量的无机材料,具有不燃烧的特性,一度填补行业空白,逐步被市场认可。保温砂浆保温导热系数大,主要应用于我国南方地区,为建筑节能作出了贡献。

 

但保温砂浆的自身技术缺陷也逐步显现:首先,保温砂浆要现场混合搅拌,受工人操作水平、气候环境、施工现场条件等因素影响,难于监管,容易埋下隐患;其次,保温砂浆脱落、开裂、渗水、空鼓等问题频发,严重影响建筑质量和安全。最后,到2020年,全社会建筑物的总能耗要实现建筑节能75%的总目标,保温砂浆无法实现。

 

针对保温砂浆出现的问题。北京、江苏在国内率先开始禁止使用保温砂浆。一些地方紧随其后,要求建筑物禁止、限制、谨慎使保温砂浆。

 

其次是保温岩棉。岩棉其主要成分为无机物,防火效果好。但保温岩棉的生产过程需要消耗大量生态能源,环境污染问题屡被曝光。一些岩棉生产地多次被国家生态环保部点名,限期整改。为环保达标,有实力的岩棉企业不断改进和更新换代生产设备,淘汰落后产能、技术,导致保温岩棉的成本大幅提高,价格优势不再明显。

 

除此之外,普通保温岩棉还存在抗拉强度低;在湿热条件下尺寸不稳定,沉降导致空鼓,脱落;岩棉裸板纤维与纤维之间存在着连通空气,在热胀冷缩和负风压作用下极易蓬松、鼓胀等缺点。

 

2017年年底河南开封开始限制使用岩棉板薄抹灰外墙外保温系统。该市住建局负责人介绍:“国产岩棉技术缺陷明显,主要表现在抗拉强度和吸水率方面,由于岩棉的憎水性,其应用于外墙保温中极易形成空腔、粉化、脱落等现象,从而达不到应有的保温效果”。2019年,湖南省禁止推广使用岩棉保温材料,称:“岩棉板薄抹灰外墙外保温系统因不符合湖南省气候特点且存在安全隐患;无龙骨和防护面板的岩棉、玻璃棉制品内保温系统因不符合标准且对人体健康存在隐患”。

 

其次,是XPS聚苯乙烯挤塑板等有机材料,因在多起火灾中成为“帮凶”,被业内呼吁禁用。

 

综上分析,随着建筑节能标准体系的不断提高,在 75%节能率要求下,夏热“外墙保温行业首先要解决‘厚脸皮’问题,否则脱落伤人毁物事件可能会更加严重。”多名专家忧心忡忡地表示。

 

中国建筑科学研究院能源与环境检测中心专业总工程师杨玉忠指出,近两三年,有关外墙节能和保温领域的标准变化非常大,随着建筑节能的要求提升,对建筑保温层的厚度就相应增加,比如近零能耗建筑对外墙保温的要求相当于从现在60mm~80mm厚提高到200mm以上,这给外墙外保温的施工质量带来更高的安全隐患。

 

“外墙保温层越来越重,施工工艺提升不足,保温节能与安装牢固之间出现冲突。”山东建筑大学孟扬教授说,“现在的外墙保温层每个平方米接近20公斤,固定的要求也会加高,但很多工人在现场习惯于原来比较简易的操作,难免发生一些局部固定不是很到位的情况。”

 

气凝胶助力摆脱行业困局

 

如何走出建筑外墙保温工程的乱象和困局?唯一出路就是“墙材革新”

 

目前我国保温行业主流外墙保温材料包括 EPS 板以及岩棉两大类,其中 EPS 板轻质高强,结构安全性较强,但是阻燃性能较差,难以用于对消防要求较高的高层建筑;岩棉阻燃性能优秀,但是抗拉强度、吸水率方面存在缺陷,导致脱落事故频繁,带来安全隐患,同时岩棉自重较大,对配套材料的选材和施工要求较高。这两类材料均无法兼顾安全性和保温效果。

 

气凝胶为新型无机材料,孔隙率达 99%以上,25℃时导热系数可达 0.013W/(m·K),阻燃等级达 A 级,具有良好的保温性能和防火性能。与传统的隔热材料相比,气凝胶隔热材料具有更强的隔热、防水、防火性能,且在耐久性、耐压性和透气性上也更优秀。将气凝胶添加到其他保温材料中,复合可制得性能优异的保温材料。

 

气凝胶复合不燃保温板是一种由无机胶凝材料制成的高性能保温材料。它采用气凝胶、水泥基胶凝材料及可发性聚苯乙烯为主要原料,经特殊工艺复合加工制备而成的新型不燃保温板。气凝胶复合不燃保温板耐候性好、持久耐用、导热率低、保温隔热性能优异,为我们提供了一种全新的选择。经过综合性能测试,其容重可达90~110kg/m³,抗压强度≥0.17MPa,导热系数≤0.042W/(m.k),垂直于板面的抗拉强度≥0.14MPa,抗折强度≥0.25MPa,体积吸水率≤5%,并达到 A(A2)级防火等级。

 

与传统的保温材料相比,气凝胶复合不燃保温板在隔热性能、轻质化、强度耐久性、防火性能、施工方便、安全性和环保性等方面都具备明显优势。它高效隔热,能有效减少能量损失,提高建筑能效;由于低密度特性,减轻了建筑负荷,适用于各种建筑结构;具有优异的强度和耐久性,能够长期保持稳定的性能,使用寿命长,减少维护和更换频率;作为 A 级不燃材料,具备良好的防火性能,提供额外的建筑安全保护;施工方便,灵活切割、易于安装,施工效率高;同时,该材料不含有害物质,符合环保标准,对人体健康和环境友好。气凝胶复合不燃保温板可灵活应用于各种建筑结构和场景,包括但不限于新建建筑、工业厂房、旧楼改造、活动房等场景。

 

气凝胶复合不燃保温板适用于薄抹灰及保温装饰一体板体系,相较于传统薄抹灰系统,保温装饰一体板预制化比例高,减小了品控和施工因素对系统安全性的影响,不仅具备保温隔热的特性,还融合了装饰和保护功能,能够直接应用于建筑表面,提供美观的外立面装饰效果。气凝胶保温装饰一体板具有较高的耐候性和抗老化性能,工厂机械化生产,基板表面平整光滑,轻质高强,安装简化,可缩短工期,节约项目综合成本,可提供更高效、经济的外墙保温系统解决方案。

 

目前,气凝胶复合不燃保温板生产技术比较成熟,已进入市场应用阶段。产品经过实际应用并得到用户的反馈,性能良好。由于其经济性和建筑成本低,同时满足了我国新标准对建筑节能环保材料的要求,未来会有更广泛的市场应用。