HVIP氣凝膠真空絕熱板用於低能耗建築的分享與探究

1 引言

隨著我國各地建築節能標準的不斷提高,低能耗綠色建築以及被動式節能建築在我國的大力推廣,使得墻體用保溫材料的厚度也變得越來越厚,過厚的保溫材料使得一些項目在空間設計和應用技術方面受到一定的限制,所以一些新型的超級絕熱材料開始受到設計師和建築開發商的關註。

2 真空絕熱板介紹

真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel,簡稱VIP)是國內近幾年新興起來的一種超級絕熱保溫材料,早期VIP主要應用於傢用電器、冷藏保溫箱等工業領域,近幾年開始在建築節能領域被采用。VIP最大的優勢就是它的超級絕熱性能,根據不同應用領域的使用要求,產品在原料選擇和性能指標上會有所差別,例如工業上采用的VIP導熱系數最低可以做到0.002W/(m·K)以下,建築上最低可以做到0.004W/(m·K)以下。HVIP氣凝膠真空絕熱板是采用納米孔超級絕熱材料(納米氣凝膠、納米氣相二氧化矽)作為芯材,HVIP產品的標準要求是導熱系數達到0.006W/(m·K)以下,保溫性能也達到瞭普通聚苯板的7倍左右,絕熱性能十分突出。VIP第二個比較突出的優勢就是它的防火性能,像HVIP芯材的耐火度達到1300℃,整體制品燃燒等級達到A級。這種超級絕熱材料能夠很好地解決目前國內建築上存在的保溫和防火沖突的問題。

目前VIP的造價跟一些傳統的保溫材料相比較而言還是略高,但是VIP的價值在很多情況下是通過後期增加的效益來證明的,比如說它可以節省很多空間,因為它的超級絕熱性能可以使我們的用戶花相同的錢來獲得一個居住面積更大的建築。特別是隨著節能指標要求越來越高,采用傳統的一些產品墻體會越來越厚,像目前被動房采用石墨聚苯板、巖棉的厚度均在200mm以上,同等傳熱系數要求下采用VIP隻需要50mm。所以一些內保溫、既有建築節能改造、以小戶型為主的公租房類型的被動房項目,以及局部熱橋處理,VIP是最佳可選材料。

另外,目前一些公建項目的被動房由於防火的要求可選用的保溫材料比較少,在嚴寒和寒冷地區隻有巖棉板可以應用,但是需要非常厚的保溫層,所以VIP為公建項目提供多一種保溫方案。

圖1 雙層錯縫鋪貼做法展示

3 應用做法展示

3.1 外保溫做法展示

目前國內建築項目使用VIP多采用薄抹灰的應用方式,這種應用方式也經過瞭大量項目的驗證,目前行業標準《建築用真空絕熱板》JG/T438-2014和《建築用真空絕熱板應用技術規程》JG/T416-2017已批準發佈。在被動房上通常采用雙層錯縫鋪貼的方式,錯縫寬度在50mm以上,層與層之間嚴禁出現通縫,這樣能使墻體達到一個很好的保溫效果(如圖1所示)。

3.2 頂板及地板做法展示(如圖2所示)

HVIP氣凝膠真空絕熱板用於低能耗建築的分享與探究

圖2 頂板及地板做法展示

對於頂板的推薦做法是采用龍骨鑲嵌的方式,雖然HVIP不能滿鋪,大傢擔心該構造做法會造成比較多的熱橋,但是通過紅外測試我們發現龍骨部位、板與板的接縫處有熱橋存在但是並不明顯,因為一方面木龍骨本身是一種熱的不良導體,另外還有50mm的玻璃纖維作為補充,所以使得該部位的熱橋得以削減。該項目主要的熱橋在混凝土柱與屋面板的穿接部位,在冬季寒冷寒冷情況下,該處內表面溫度會比較低,會存在冷凝結露的風險(如圖3所示)。

HVIP氣凝膠真空絕熱板用於低能耗建築的分享與探究

圖3 頂板部位熱工性能測試

3.3 內保溫做法展示(如圖4所示)

原有墻體是430mm厚的石墻加15mm厚的抹灰層,HVIP采用直接粘貼的方式與墻體形成連接,距離HVIP10mm的地方采用60mm厚的固體獨立石膏板形成一個墻面,內部做5mm的抹灰石膏。由於HVIP不能像其他保溫材料一樣自由切割,所以安裝誤差是通過在邊界處安裝軟木條來解決,因為軟木條對濕度有一個比較好的平衡反應,可以減少冷凝發黴現象的發生。固體獨立石膏板距離HVIP有10mm,這樣做的一個目的是可以形成一個靜止的空氣層來增加墻體的傳熱系數,另一個好處就是可以便於HVIP的更換。由於固體石膏板可以對濕度有一個很好地調節作用,所以這裡沒有單獨設置隔汽層。如果不采用石膏板而是在HVIP外側直接抹灰的情況下,靠近室內的一側一定要鋪設隔汽層。

4 結論

與一些傳統保溫材料相比,VIP在保溫性能和防火性能方面的優勢突出,但VIP的價格相對於傳統的保溫材料造價還是略高,所以VIP並沒有從市場中大面積取代後者,但VIP可以在建築上給其他保溫系統進行一些很好地補充。例如把它應用於被動房的地板、天花板、挑出平臺、分戶墻等部位。本文提供瞭HVIP應用於外墻、頂板及地面、內墻的幾種典型的應用做法,給大傢在以後的項目中選用這類保溫材料時提供一些應用思路。

參考文獻:

[1] FHBB—Switzerland Etc. Vacuum Insulation in the Building Sector Systems and Applications.

[2] va-q-tec AG, Vacuum Insulation Panels for Building sand Technical Applications.

作者

中亨新型材料科技有限公司 高軍

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