1 引言
目前，随着轻钢结构建筑的广泛应用，轻钢结构建筑的配套材料也在相继形成并完善。钢结构建筑的保温功能，是一个备受关注的问题。如何选择并实施一个实用、可靠、持久、保温效果优良的保温体系，是每一位工程技术人员完成一幢完美建筑的基本要求。
2 概述
在轻钢结构建筑体系中，目前使用最多的保温材料有5种，分别是玻璃纤维保温棉、聚苯乙烯泡沫塑料版、矿岩棉板、聚氨酯硬质泡沫塑料板和改性聚氨酯硬质泡沫塑料板，其中后4种多以双层彩钢板两面夹心工厂复合为主，现场安装后，檁条系统将暴露在外，存在建筑内部不美观的欠缺。随着轻钢建筑的日益完善，将多以彩钢压型板和铝箔玻璃纤维棉毡现场复合为主。本文以铝箔玻璃纤维棉毡为对象，阐述保温材料在轻钢结构建筑中的作用机理和应用要点。
3 材料特点
3.1钢结构玻璃棉性能参数
钢结构用玻璃棉毡是由纤细、固定、质地统一的纤维直径在8mm以下无机玻璃纤维和不溶于水、防火性好的热固性树脂高压合成的，单面复合有增强铝箔（FSK）或白色塑料（WMP-VR）防潮贴面，为不燃性材料。保温隔热效果好，能有效控制冷凝，降低噪音，是一种理想的吸声及保温隔热材料。玻璃纤维棉毡有关参数详见下列表中所示。
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产品种类 |
密度（kg/m³） |
厚度（mm） |
宽度（mm） |
导热系数（W/m.k) |
热阻（m².k/w) |
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卷毡 |
12 |
50 |
1.2 |
0.041 |
1.22 |
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12 |
75 |
1.2 |
0.041 |
1.83 |
|
|
12 |
100 |
1.2 |
0.041 |
2.44 |
|
|
卷毡 |
14 |
50 |
1.2 |
0.039 |
1.28 |
|
14 |
75 |
1.2 |
0.039 |
1.92 |
|
|
14 |
100 |
1.2 |
0.039 |
2.56 |
|
|
卷毡 |
16 |
50 |
1.2 |
0.037 |
1.35 |
|
16 |
75 |
1.2 |
0.037 |
2.03 |
|
|
16 |
100 |
1.2 |
0.037 |
2.70 |
|
|
卷毡 |
20 |
50 |
1.2 |
0.036 |
1.39 |
|
20 |
75 |
1.2 |
0.036 |
2.08 |
物理性能指标：
|
性能 |
测试方法 |
技术要求 |
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憎水率 |
GB/T10299 |
≥98% |
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渣球含量 |
GB/T5480.5 |
0 |
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耐腐蚀性 |
ASTM C665 |
无化学反应 |
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抗霉菌性 |
ASTM C665 |
不生霉 |
|
含水率 |
GB/T3007-1982 |
≤0.03% |
|
热荷重收缩温度 |
GB/T13350-2008 |
≥250℃ |
|
防火性能 |
UL723 GB8624 |
A级不燃 |
|
吸湿性 |
ASTM C1104 |
在49℃，相对湿度90%时 不大于其重量的3% |
3.2产品分类
燕龙基钢结构玻璃棉毡分为素卷毡/贴面卷毡，除保持了保温隔热的特点外，还具有十分优异的减震、吸声特性，尤其对中低频和各种震动噪声均有良好的吸声效果，有利于减少噪声污染，改善工作环境。
素卷毡：用于双层钢板内及其它墙体空腔等，与其他卷形产品相比，安装更简便。
贴面卷毡：
1、VR系列贴面是一类用白色聚丙烯作为面层，高强度牛皮纸作为背衬层，由玻璃纤维和聚酯纤维网作夹紧强化的防潮贴面，在钢结构屋面体系中背普遍应用。
2、FSK40用铝箔和牛皮纸作为面层和背衬层，中间以玻璃纤维网为加强层，是另一种普遍应用的经济型防潮贴面。
4.作用机理
4.1减少辐射
在炎热的夏季，当屋面曝于太阳下，一些太阳光被反射回空气中去，而其余部分转变成热能被屋面外钢板吸收，它使屋面钢板温度升高到同周围空气一样，太阳光反射率及吸收率取决于屋面钢板颜色及其表面反照率。如果屋面外彩钢板颜色是白色或银光色的将有很高的反射率，相反深色或暗色的钢板将有很高的吸收率而使钢板表面温度升高很多。通过空气对流方式，经过钢板表面的流动空气被加热，保存在钢板上的热量极少部分会通过空气对流从板内传到建筑物内，因为热量一般会保存在钢板内，这意味着唯一能进入建筑物内的热量只有通过辐射。
为了减少太阳照射在建筑物上热量的传递，在安装屋面外钢板时就容易想到在屋面系统上装上隔热层。简单便宜又很有效的方法是在安装彩板之前，在檁条上铺上铝箔贴面玻璃棉保温层来提供隔热，由于铝箔内层表面的热辐射率低，发射的热量非常少，其表面又将进一步减少由于太阳直射而进入建筑物的能量。
4.2阻止冷凝
在寒冷的冬季夜晚，屋面钢板将会发射热量给周围空气，直到其表面温度低于周围空气。有时会降5℃左右，并能继续散发热量，甚至比周围空气温度低。当钢板温度低于周围空气时，在其下层会出现水蒸气凝固现象。
为了避免屋面钢板遭受凝固作用，减少凝固作用而形成的危害，在钢板内侧必须提供防潮层来阻止钢板表面同潮湿空气的接触。前述中提及的可起到保温作用的铝箔玻璃棉可起到双层作用。在檁条和钢板间铺贴铝箔玻璃棉，钢板内表面的冷空气由于铝箔的隔离而同潮湿空气脱离，同时在铝箔与钢板间的玻璃棉，也可进一步阻止潮湿空气与钢板内侧接触，即使发生室内湿度过大，凝固作用也只会发生在铝箔下层表面，但由于下层表面温度同室内空气温度接近，凝固现象也较难出现。
4.3降低噪音
4.3.1降低雨声的噪音
在下雨时（特别是暴雨），雨点打在金属屋面板上，会发出一种震耳的不规则声音，严重影响轻钢结构建筑内人的正常活动，为减少金属屋面在下雨时产生的噪音，在安装钢板之前，在檁条和钢板间铺贴铝箔玻璃棉，并确保铝箔玻璃棉紧紧贴住钢板内侧，减少雨水冲击而产生的钢板振动以达到降低噪声，同时噪音也通过在铝箔玻璃棉中传播损失而减少。
4.3.2热运动导致屋面噪音
物体的热胀冷缩效应是客观的物理定律，温度变化是金属建筑热效应的根本原因，金属建筑温度变化主要来源于：
1）环境温度骤然变化
2）室内外温差
3）日照升温与夜冷降温效应
4）热传导途径的连续与间断
在钢板和檩条间铺设铝箔保温棉既能消除钢板与檁条间的摩擦力阻碍，又能消弱此类热运动噪音向室内的传播。
5.钢结构保温体系设计指南
对于钢结构工业建筑来说，建筑师可以参考下表的热阻值对比玻璃棉热阻表，来确定保温材料设计规格。以燕龙基钢结构保温体系设计为例，介绍钢结构保温体系设计要点。本表所取钢结构建筑体型系数≤0.3，符合一般钢结构工业建筑特性（体型系数指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围体积的比值）。
|
热工设计分区 |
采暖期室外平均温度℃ |
代表城市 |
屋顶保温材料最小热阻值m².k/w |
外墙保温材料最小热阻值m².k/w |
屋顶传热系数限值W/(m².k) |
外墙传热系数限值W/(m².k) |
|
严寒地区A区 |
-9.1～14.5 |
齐齐哈尔、哈尔滨、喀拉玛依、佳木斯 |
3.33 |
2.22 |
≤0.30 |
≤0.45 |
|
严寒地区B区 |
-3.1～-9 |
长春、乌鲁木齐、呼和浩特、沈阳、西宁、银川 |
2.22 |
2.00 |
≤0.45 |
≤0.50 |
|
寒冷地区 |
2～-3 |
兰州、太原、北京、天津、大连、石家庄、济南、郑州、徐州 |
1.82 |
1.67 |
≤0.55 |
≤0.60 |
|
夏热冬冷地区 |
南京、合肥、武汉、上海、杭州、长沙、南昌、重庆、贵阳 |
1.43 |
1.00 |
≤0.7 |
≤1.0 |
|
|
夏热冬暖地区 |
福州、广州、海口、南宁 |
1.11 |
0.67 |
≤0.9 |
≤1.5 |
|
6.施工要点
无论是用于保温还是隔热，防潮层均应置于建筑物的内侧，同时保温材料是没有承载力的，不要将其他材料斜靠或顶在保温材料上。以下就墙面和屋面保温铝箔玻璃棉施工方法分述如下。
安装方法：
1、垂直檩条，铺设到位
2、端部固定
3、横向搭接
4、纵向搭接
5、屋顶板铺设
6.1墙面保温玻璃棉施工
1．将钢结构用玻璃棉毡沿垂直于檩条方向展开，对于有贴面的玻璃棉毡，将有贴面的一面露于室内，使室内美观，又有良好的反光效果。在一面的屋檐处留出约20厘米的卷毡，用专用夹具或双面胶带将其固定在最外侧檩条上；
2．铺设玻璃棉卷毡时要保证对齐和张紧，将玻璃棉卷毡铺设于另一屋檐处同样多留出20厘米卷毡，用专用的家具或双面胶带将其固定在最外侧檩条上；
3．两卷棉之间通过在贴面飞边上用订书机装订的方法连接在一起；
4．安装屋面彩钢板，拆去两面屋檐处的专用夹具，用预留的20厘米贴面为玻璃棉收边以取得良好的防潮效果
6.2屋面保温玻璃棉施工
1．贴面朝向室内一侧，从屋檐放卷至墙角，用双面胶带将玻璃卷毡固定在最下端的檩条上，多留出20厘米；
2．在玻璃棉卷毡超过墙顶檩条20厘米处将其截断，用双面胶带固定；
3．将玻璃棉收边，安装墙面彩钢板；
4．棉与棉的横向连接通过贴面飞边上用订书机装订的方法连接在一起；
注意：
1．安装时保持玻璃棉卷毡的张紧、对齐、卷与卷之间的接缝紧密，纵向需要搭接时，搭接处应安排在檩条处；
2． 根据工程需要，为避免冷桥产生，屋面施工可以考虑在檩条上垫一些硬质保温材料。
7.结语
钢结构用玻璃棉毡是一种高效率、耐用且易于施工的材料，它将广泛应用于钢结构厂房、仓库、公共设施的屋顶及墙面的保温、隔热。它能解决钢结构房屋彩钢板的隔热、隔音性能差的缺点，通过屋面顶棚的铺设及墙体的夹芯，既能起到设计的隔热、隔音和防火效果，又不影响钢结构建筑整体的美观大方。
期