无机保温装饰复合板防水透气性探讨

■ 胡向磊 Hu Xianglei 颜宏亮 Yan Hongliang

无机保温装饰复合板防水透气性探讨

■ 胡向磊 Hu Xianglei 颜宏亮 Yan Hongliang

根据长三角地区气候特点，探讨无机保温装饰复合板防水性和透气性的关系，并通过不同软件进行模拟对比和分析，提出构造改进建议。

长三角地区；防水透气性；无机保温装饰复合板

无机保温装饰复合板是在工厂预制成型，由保温材料、装饰面板、胶黏剂、连接件等复合而成的板状制品，具有优良防火性能。目前，无机保温装饰复合板保温材料主要有岩棉板和膨胀珍珠岩板。长三角地区高温多雨，雨热同期，防水性与透气性对复合板功能影响较大，与节能效果、耐久性、舒适性密切相关。防水性要求复合板材料能够抵御外界液态水的侵入；透气性则要求室内外水蒸气迁移正常进行。

1 防水问题

无机保温装饰复合板可通过提高材料自身憎水性能，避免或减少液态水进入系统内部，以达到材料防水的目的。目前，无机复合板保温材料纤维岩棉板和无机砂浆均掺憎水剂，且憎水率控制在较合理的范围内，使其有足够黏结力保证系统安全性。另外，氟碳涂料、真石漆、弹性涂料等饰面层具有防水功能；聚氨酯嵌缝材料发泡完成后，形成致密的防水层；硅酮耐候密封胶对板缝也有密封防水作用。

当前，无机保温装饰复合板防水主要存在2个问题：①板缝是防水的薄弱环节，一些硅酮耐候密封胶弹性模量差，在昼夜温差大、板缝处热胀冷缩较大的情况下，伸缩性能无法满足复合板形变产生开裂。②构造细节处理失败引起防水局部失效。如：挑出部位的横向保温装饰板需注意搭接，以免水分渗透进保温系统；还有，外侧窗台保温装饰板宜形成一定坡度的滴水构造。图1针对无机保温装饰复合板图集节点防水构造进行了优化。

由于无机保温装饰复合板由不同性质建筑材料构成，材料本身性能不完全相同。因此，复合板系统最好由系统供应商成套供应，以保证材料的相容性及匹配性，这是综合解决复合板防水的主要办法。在成熟市场，如欧洲，外保温系统由供应商成套供应已成为行规。

2 透气性问题

影响墙体结露的因素，从外因来说，包括室内外温度、湿度；从内因来说，包括墙体的透气性能和导热性能。因此，需根据温度、湿度、材料透气性能、导热性能来计算墙体内部气体的温度和湿度。对于夏热冬冷地区，夏季气温高，最热月平均气温25～30℃，局部最高气温达40℃以上，空气相对湿度在70%～80%之间，甚至更高；而冬天室外气温较低，最冷月的日平均温度为0～10℃。通常，在冬季供暖时室外温度低且相对湿度大的情况下，以及夏季空调长期运行蓄冷后的间歇时段，墙体内水蒸气在室内外综合条件作用下发生迁移、冷凝，易出现结露、发霉等现象。由于湿环境模拟要比热环境模拟难的多，一些模拟软件避开围护结构湿特性问题，故墙体内部水蒸气冷凝方面的研究相对较少。本文将以PKPM Ver1.3、Ptemp1.0、BEED三种软件计算无机保温装饰复合板是否存在结露问题。

2.1 PKPM Ver1.3软件计算

软件以上海市工程建设规范《居住建筑节能设计标准》（DGJ 08—205—2011）进行采暖建筑围护结构结露计算，并设定仅验算钢筋混凝土墙体。室内计算温度ti=18℃，冬季室外计算温度te=-2℃，冬季室内相对湿度60.00%，露点温度T=10.15℃。软件生成的各项参数见表1。

结露验算公式如下：

式中，ti—冬季室内设计计算温度；

θ＇—内表面温度；

i

R0—热桥部位传热阻，m2K·W-1；

te—冬季室外计算温度。

根据公式（1）算出内表面温度，并与露点温度T进行对比，若，则不会结露，反之，就会结露。经验算，T露点，即可认为无机保温装饰复合板墙体内表面不会发生结露。

2.2 ＇ Ptemp1.0软件计算

Ptemp1.0软件由中国建筑科学研究院建筑物理研究所编制，开发的二维温度场计算软件可作为热桥计算的分析工具。现运用Ptemp1.0软件分别对加气混凝土砌块墙体和混凝土墙体进行计算，得到冬季墙体内表面最低温度，其参数和边界条件同PKPM Ver1.3。计算结果表明，无机保温装饰复合板冬季墙体内部温度接近室内温度，加气混凝土砌块墙体和混凝土墙体中的水蒸气从室内向室外运动，不易产生凝结（图2、3）。

图1 防水构造改进

表1 运用PKPM Ver1.3软件的结露验算

2.3 BEED软件计算

BEED建筑热工与建筑能耗模拟软件依据《民用建筑热工设计规范》（GB 50176—93）中的建筑热工计算方法，其建筑能耗模拟计算部分主要是依据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）与陆耀庆编写的《暖通空调设计手册》中规定的建筑负荷计算方法。软件装入饱和蒸气压数据库、建筑材料分类数据库、建筑材料热物理性能参数数据库、太阳辐射吸收系数数据库等。长三角地区属夏热冬冷地区，气候条件相近，计算选取杭州的气象参数，用BEED软件进行结露复核。结果表明，加气混凝土砌块墙体接近外表面温度，存在内部结露的可能（图4）。

不同软件的设计理念不同，结果会存在偏差。无机砂浆复合板前期产品实验，北侧填充墙曾出现过局部结露起泡问题（图5），与这与BEED计算结果相符。复合板外墙吸水量和水蒸气湿流密度应同时满足，综合平衡。由于实验建筑未设排气管构造，出现涂层排气不畅问题，后期复合板采用水蒸气湿流密度大的涂层，在同样未设排气管的情况下，起泡现象消失。为使比较少的水进入墙体，《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》（JG/T 149—2003）规定：外保温系统5mm厚防护层吸水量要＜500g/m2；水蒸气湿流密度防护层透过量要大于保温层透过量，防护层水蒸气湿流密度＞0.85g/(m2·h)。这项规定对无机保温装饰复合板同样具有参考价值。若涂层水蒸气湿流密度低，则轻者造成表面色差，重者会导致发霉和热工性能变差，甚至破坏。

图2 岩棉复合板（40mm厚）

图3 无机砂浆岩棉复合板（40mm厚）

图4 墙体结露验算

图5 无机砂浆复合板涂料层起泡现象

3 结语

综上所述，当防水性和透气性达到某一合适比值时，复合板具有良好的保护功能。目前，复合板防水技术较为成熟，若实际工程由系统供应商成套供应，责任主体明确，施工遵循《建筑外墙防水工程技术规程》（JGJ/T 235－2011）规定，那么防水质量问题应可以避免。透气性是复合板需重点关注的方面，它要求材料没有水蒸气扩散阻力，且从内至外逐渐增强。考虑到保温装饰复合板各类系统的实际情况较复杂，《保温装饰复合板外墙外保温系统材料》（JG/T 287—2013）取消了对水蒸气透过性能的指标要求，规定“当采用无机保温材料或系统有透气构造时，不检验水蒸气透过性能”。根据以上模拟计算和实践经验，笔者认为，夏热冬冷地区实际工程应采取技术措施，如采用高水蒸气湿流密度防护层，或在外墙勒脚部位设置排气塞、胶缝内设置PVC排气塞等水气逃逸通道等，这样才能保证复合板既能抵御外界液态水的侵入，又能使内部水蒸气的迁移正常进行。

Discussion on Waterproof and Air Permeability of Inorganic Thermal Insulation and Decoration Composite Panel

According to the climatic characteristics of Yangtze River Delta region, this paper discusses the relationship between waterproof and air permeability of inorganic thermal insulation and decoration composite panel; compares, analyzes it through the simulation by different software and puts forward improvement suggests.

Yangtze River delta region, waterproof and air permeability, inorganic insulation and decoration panel

2016-12-23）

胡向磊，同济大学建筑与城市规划学院副教授；颜宏亮，同济大学建筑与城市规划学院教授。