岩棉彩钢复合板材在卷烟厂房外墙的应用分析

罗 航 刘邦俊

(四川中烟工业有限责任公司什邡卷烟厂，四川 什邡 618400)



岩棉彩钢复合板材在卷烟厂房外墙的应用分析

罗 航 刘邦俊

(四川中烟工业有限责任公司什邡卷烟厂，四川 什邡 618400)

介绍了工业建筑外围护结构热工设计的相关技术指标，探讨了岩棉彩钢复合板外墙保温系统的性能特点，并以某卷烟厂房工程为例，对比了岩棉彩钢复合板围护与传统建筑围护的节能效果，指出该复合板材与卷烟厂房的使用特性相匹配，在类似建筑中应用前景广阔。

卷烟厂房，岩棉彩钢复合板，围护结构，节能

工业建筑外墙是建筑围护结构的重要能耗部位，合理选择围护结构的材料，满足厂房使用功能，防火和节能效果更佳等尤为重要。

1 外围护结构热工设计相关技术指标的确定

围护结构热工性能与投资增量经济模型的准确性是经济、技术分析的关键。非透明围护结构(外墙、屋顶)的热工性能主要以传热系数来衡量。外墙的传热系数采用平均传热系数即K值。夏热冬冷地区要同时考虑冬季保温和夏季隔热，不同于北方供暖建筑主要考虑单向的传热过程。能耗分析结果表明，在该气候区改变围护结构传热系数时，随着K值的减少，能耗并非按线性规律变化：提高屋顶热工性能总是能带来更好的节能效果；但是提高外墙的热工性能时，全年供冷能耗量增加，供热能耗量减少，变化幅度接近，导致节能效果不明显。但是考虑到随着人们生活水平以及生产厂房环境适应的日益提高，该地区对室内环境热舒适度的要求越来越高，因此对该地区围护结构保温性能的要求也做出了相应的提高。

西南地区(夏热冬冷地区)外墙传热系数限值：传热系数K≤1.0 W/(m2·K)；北方地区(寒冷地区)当体形系数≤0.3时，K≤0.50；当0.3<体形系数≤0.4时，K≤0.45[1]。

2 墙体保温传统做法

2.1 外墙外保温

外墙外保温是一种把保温层放置在主体墙材外面的保温做法，其基本构造见图1。其大致分为A型——粘贴保温板外保温系统、B型——胶粉EPS颗粒保温胶料外保温系统、C型——EPS板现浇混凝土外保温系统、D型——EPS钢丝网架板现浇混凝土外保温系统、E型——胶粉EPS颗粒浆料贴砌EPS板外保温系统、F型——现场喷涂硬泡PUR外保温系统、G型——保温装饰板外保温系统几类[2，3]。

2.2 外墙内保温

外墙内保温用于墙面内表面的非承重保温构造，主要由保温层和防护层组成，与基层墙体的连接方法可为粘接、自粘接或机械连接，必要时设置隔蒸汽层，简称内保温系统[2,3]。

其基本构造见图2。

3 岩棉板外墙保温系统

岩棉复合板外墙保温系统是以彩钢板为面层，岩棉、防火、阻燃的保温材料作芯层的新型外墙建筑材料，主要由立柱、内外金属面板、岩棉构成，其构造见图3。岩棉彩钢复合板与传统的保温材料相比，具有密度小、导热系数低、吸音及密封性好，不燃、不蛀、施工方便，综合造价低，抗弯，抗腐蚀，外型美观等明显优势[2，4]。

品质主要特征：1)隔热保温效果好，在常温条件下(25 ℃左右)岩棉板使用芯材密度为120 kg/m3～140 kg/m3，它们的传热系数通常在0.03 W/(m2·K)～0.05 W/(m2·K)[5]。2)强度高，可作围护结构，承重结构，抗弯抗压，一般房屋不用梁柱。 3)色泽鲜艳，无需表面装饰。4)安装灵活快捷，施工周期可缩短40%以上。

4 岩棉彩钢复合板的防火性能

岩棉、矿渣棉制品本身属无机质硅酸盐纤维，是不可燃的，防火等级可以达到A级，在火灾中不产生大量烟雾及有毒气体或融滴物；最高使用温度不小于700 ℃、熔点不小于1 000 ℃，在最高使用温度下线收缩率小于1%，在火灾或高温情况，也能长时间保持结构的稳定。防火测试标准温度—时间曲线见图4，不同火灾阶段温度曲线见图5。

5 采用岩棉彩钢复合板围护与传统建筑围护的节能比较

1)可适当提高容积率,在同样的施工面积上，采用檩条加复合板材的建筑相比传统框架结构的建筑的容积率提升5%左右，卷烟厂房一般对内空间要求较为充实，使用复合板材体系增加了使用面积。

2)案例分析：位于成都地区的一幢卷烟厂房，建筑物的室内层高6.5 m，成都市每年的采暖、制冷天数为110 d+90 d,考虑每天实际采暖、制冷10 h。

以下两种外墙保温结构形式按标准[1]通过热传导计算出总能耗，同样的单位面积，岩棉彩钢复合板材体系比传统框架结构的节能降耗效果显著。

第一种：采用传统建筑墙体保温做法的形式，外墙内表面抹灰的240砖墙+30 mm厚XPS保温板，经查计算：系统总传热阻值R=0.480 m2·K/W；系统总传热系数K=2.81 W/(m2·K)。

冬季的总能耗：Q1=K×F×(tn-twn)×α×d×T。

其中，Q1为基本耗热量，W；α为温差修正系数，取1.0；F为面积，取10 000 m2；K为传热系数；tn为冬季室内计算温度时，取19 ℃，夏季室内计算温度时，取20 ℃；twn为采暖室外计算温度时，取2 ℃，夏季室外计算温度时，取40 ℃；d为成都市每年的采暖、制冷天数；T为考虑每天采暖时间，10 h(保守时间)。

则：Q1=832 000 kW·h。

第二种形式：岩棉彩钢复合板材形式，墙体厚度为100 mm。

经查彩钢复合板的热传导系数：不大于0.042 W/(m·K)，岩棉导热系数λ(25 ℃)：0.035 W/(m·K)～0.040 W/(m·K)。

经计算：总传热阻值R=2.5 m2·K/W；总传热系数K=0.4 W/(m2·K);冬季的总能耗：Q2=K×F×(tn-twn)×α×d×T。

则：Q2=160 000 kW·h。

第二种比第一种形式节省耗电能：Q=Q1-Q2=832 000-160 000=672 000 kW·h。

小结：工业用电暂按0.8元/kW·h计算，每年可以节约资金0.8×672 000/10 000=53.76万元，以岩棉彩钢复合板使用寿命最少为25年考虑，就节电方面可节约1 300余万元，如再适度增加岩棉或者彩钢板的厚度，节能效果将有所增加。

6 岩棉彩钢复合板材和烟草行业的特性匹配

1)卷烟主厂房基本为单层形式，建筑生产类别为丙类，耐火等级Ⅱ级，外墙高度在15 m～24 m,卷包厂房室内高6 m，制丝厂房室内高12.5 m，卷包生产环境温度要求在22 ℃～(27±2.0)℃、湿度(60.0±5.0)%[6]，相应对外墙围护结构要求高。室内外都需要高度防火和防虫，岩棉憎水，有利于隔绝外部水汽，使厂房保持干燥，有利于烟草的品质长期得到保证，岩棉呈弱碱性，可有效防止虫类的滋生，透气性好，减少建筑物结露，不会产生霉变，更不会滋生细菌。

2)相关规范和认定表明岩棉制品同建筑的匹配性。建筑用岩棉制品必须具有较强的憎水性，憎水率不小于99%(GB/T 10299)，同时岩棉制品也不会吸收空气中的水汽，岩棉制品的质量吸水率小于1.0%(GB/T 5480)。

岩棉制品由于其纤维状多孔结构特点，使其具有极好的透气性，即使被水打湿也会很快蒸发出去，有助于减少冷凝作用及建筑霉变，保证了足够的冷暖通风。

岩棉制品耐热稳定性好，在650 ℃下保持24 h,岩棉线性变化小于1%[5]，因此,四季温差变化不会导致任何热胀冷缩；耐化学稳定性好，岩棉化学是惰性的，其成分决定了岩棉具有非常好的耐酸碱性能、耐油性物质或有机溶剂的腐蚀；耐候性好，96%以上成分来自岩石，且多为二氧化硅和三氧化二铝，不存在老化现象；即使在温度、湿度发生急剧变化时，也不会产生膨胀或收缩，因此，在岩棉板接缝处不会产生裂纹，不会产生渗漏现象。

7 结语

采用岩棉彩钢复合板材体系，能有效增加建筑面积，减少建设过程中的材料浪费，后期拆除可利用率高，使用岩棉为芯材的岩棉彩钢复合板材，又紧密的和卷烟厂房的使用特性相匹配，综合来看在卷烟厂房的建设和改造中应大力研究和推进此类体系在此类建筑中的使用。但据目前市场各种板型的企口以及安装方式，在断桥、防吸湿方面还可以通过改进设计，这样更能提高建筑节能效果。

[1] GB 50189—2015，公共建筑节能设计标准[S].

[2] 10J121，外墙外保温建筑构造[S].

[3] 08J911，建筑专业设计常用数据[S].

[4] 岩棉外墙保温系统应用技术规程术语及其作用[J].中国建设报，2012(8)：26.

[5] GB/T 19686,建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品[S].

[6] GB/T 25975,建筑外墙外保温用岩棉制品[S].

[7] 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003.

The application analysis on rock wool color steel composite plate in cigarette factory outer walls

Luo Hang Liu Bangjun

(Shifang Cigarette Factory, Sichuan China Tobacco Industry Limited Liability Company, Shifang 618400, China)

This paper introduced the related technical indexes of thermal design of industrial buildings enclosure structure, discussed the performance characteristics of rock wool color steel composite plate external wall insulation system, and taking a cigarette factory engineering as an example, compared the energy saving effect of rock wool color steel composite plate enclosure structure and traditional building enclosure, pointed out that the use characteristics matched of composite plate and cigarette factory, had wide application prospect in similar buildings.

cigarette factory, rock wool color steel composite plate, enclosure structure, energy saving

1009-6825(2016)34-0097-02

2016-09-27

罗 航(1970- )，男，工程师； 刘邦俊(1966- )，女，工程师

TU765

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