住宅建筑外墻保溫材料及門窗類型的設(shè)計(jì)選型

HXHQWH@0./7.06住宅建筑外墻保溫材料及門窗類型的設(shè)計(jì)選型研究建筑技術(shù)研究部2019年07月研究背景根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014第6.7.7條的規(guī)定，當(dāng)外墻外保溫采用燃燒性能為B1、B2級的保溫材料時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：①當(dāng)采用B1級保溫材料且建筑高度大于27米的住宅建筑，建筑外墻上門、窗的耐火完整性能不低于0.50h。②應(yīng)在保溫系統(tǒng)中每層設(shè)置防火隔離帶。防火隔離帶應(yīng)采用燃燒性能為A級的材料，防火隔離帶的高度不應(yīng)小于300mm。隨著市場上耐火窗（耐火完整性1.0小時(shí)和0.5小時(shí)）生產(chǎn)廠家的增加，耐火窗的價(jià)格不斷下降。B1級保溫材料+耐火門窗的組合是否應(yīng)納入主流設(shè)計(jì)方法中？針對這個(gè)問題，本次研究將從設(shè)計(jì)與綜合成本這兩大方面展開探索研究，以數(shù)據(jù)化的形式給項(xiàng)目提供具象的參考。

嚴(yán)寒地區(qū)PART

01

寒冷地區(qū)

夏熱冬冷地區(qū)

夏熱冬暖地區(qū)

各氣候區(qū)外墻保溫措施的小結(jié)集團(tuán)各氣候區(qū)常用的外墻保溫材料嚴(yán)寒地區(qū)常用的外墻保溫材料嚴(yán)寒地區(qū)外墻常用保溫材料占比圖通過對地屬嚴(yán)寒地區(qū)的遼寧區(qū)域（全境）、長哈區(qū)域（全境）

、內(nèi)蒙古區(qū)域（全境）

、新疆區(qū)域（烏魯木齊）共4個(gè)區(qū)域的調(diào)查得知，當(dāng)?shù)赝鈮径家酝獗氐男问綖橹?，保溫材料首選巖棉板，其次使用擠塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS，聚氨酯噴涂、真金板等保溫材料也有小部分項(xiàng)目采用。31%35%30%25%20%15%10%5%23%23%23%嚴(yán)寒地區(qū)外墻保溫材料材料名稱巖棉燃燒性能A級導(dǎo)熱系數(shù)0.045密度（kg/m3）80~160擠塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPSB1級0.03025~320%外墻保溫材料B1級0.04118~22巖棉擠塑聚苯板XPS其他（聚氨酯噴涂、真金板等）模塑聚苯板EPS其他4寒冷地區(qū)常用的外墻保溫材料寒冷地區(qū)外墻常用保溫材料占比圖通過對地屬寒冷地區(qū)的京東、京南、河北、天津、魯南、豫北、蘭碧、寧夏、陜西等共20個(gè)區(qū)域的調(diào)查得知，當(dāng)?shù)赝鈮σ酝獗氐男问綖橹?，個(gè)別地區(qū)采用內(nèi)+外的保溫形式，保溫材料主要使用巖棉板，其次使用擠塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS，?；⒅楸厣皾{、EPS保溫模塊、永久復(fù)合保溫外模板等也有小部分項(xiàng)目采用。37%40%30%20%10%0%27%19%寒冷地區(qū)外墻保溫材料17%材料名稱巖棉燃燒性能A級導(dǎo)熱系數(shù)0.045密度（kg/m3）80~160擠塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPSB1級0.03025~32外墻保溫材料B1級0.04118~22巖棉模塑聚苯板EPS擠塑聚苯板XPS其他（?；⒅楸厣皾{、EPS保溫模塊、永久復(fù)合保溫外模板等）其他夏熱冬冷地區(qū)常用的外墻保溫材料夏熱冬冷地區(qū)外墻常用保溫材料占比圖通過對地屬夏熱冬冷地區(qū)的浙江、貴州、江西、川東、川西、湖南、湖北等共25個(gè)區(qū)域的調(diào)查得知，當(dāng)?shù)赝鈮σ酝獗氐男问綖橹?。該氣候區(qū)常用的外墻保溫材料品種繁多，通過調(diào)查，使用巖棉板、擠塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS相對較多，復(fù)合發(fā)泡水泥板、?；⒅楸厣皾{等材料也占有一定的比例。35%30%25%20%15%10%5%31%19%夏熱冬冷地區(qū)外墻保溫材料17%16%材料名稱巖棉燃燒性能A級導(dǎo)熱系數(shù)0.0450.0300.0410.07密度（kg/m3）80~16025~3210%7%擠塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPS復(fù)合發(fā)泡水泥板?；⒅楸厣皾{B1級B1級A級0%18~22外墻保溫材料150~300≤350巖棉擠塑聚苯板XPS復(fù)合發(fā)泡水泥板其他A級0.07模塑聚苯板EPS?；⒅楸厣皾{其他（永久復(fù)合保溫模塊、無機(jī)輕集料保溫砂漿、勻質(zhì)改性防火保溫板等）夏熱冬暖地區(qū)常用的外墻保溫材料夏熱冬暖地區(qū)外墻常用保溫材料占比圖通過對地屬夏熱冬暖地區(qū)的廣清、莞深、粵東、佛肇、江中、海南等共13個(gè)區(qū)域的調(diào)查得知，當(dāng)?shù)赝ǔＲ员厣皾{（內(nèi)保溫）+隔熱反射涂料（外墻面）的做法為主，保溫材料首選?；⒅楸厣皾{，其次選用YT無機(jī)保溫砂漿，但擠塑聚苯板XPS、巖棉也有使用。40%30%20%10%0%42%27%夏熱冬冷地區(qū)外墻保溫材料13%10%材料名稱?；⒅楸厣皾{YT無機(jī)保溫砂漿擠塑聚苯板XPS巖棉燃燒性能A級導(dǎo)熱系數(shù)0.07密度（kg/m3）≤3508%A級0.0550.0300.045≤350B1級A級25~32外墻保溫材料80~160?；⒅楸厣皾{擠塑聚苯板XPS其他YT無機(jī)保溫砂漿巖棉其他（模塑聚苯板EPS、YT保溫膩?zhàn)印T無機(jī)保溫砂漿等）各氣候區(qū)外墻保溫措施的小結(jié)1、在嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷地區(qū)，集團(tuán)項(xiàng)目的外墻保溫材料首選A級巖棉板，其次選用B1級擠塑聚苯板XPS、B1級模塑聚苯板EPS

。2、嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)采用巖棉板時(shí)保溫層較厚，除個(gè)別城市厚度不計(jì)容外，大多數(shù)城市都需計(jì)容。較厚的保溫層影響建筑物的日照退縮間距、建筑密度、計(jì)容面積及得房率。3、在夏熱冬暖地區(qū)，集團(tuán)項(xiàng)目的外墻保溫材料以A級玻化微珠保溫砂漿為主，很少采用B1級保溫材料。根據(jù)調(diào)查得知，在集團(tuán)的項(xiàng)目中，外墻保溫措施常常采用“A級保溫材料+非耐火窗“的思路作為首選設(shè)計(jì)方法。尤其在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，A級巖棉板的使用率比其他保溫材料高不少，隨著耐火窗的價(jià)格不斷下降，原外墻”A級保溫材料+非耐火窗”的設(shè)計(jì)方法是否是我們的唯一設(shè)計(jì)思路？PART

02

耐火窗、防火窗的定義及區(qū)別

建筑外墻設(shè)置耐火窗的相關(guān)規(guī)定耐火窗的介紹及使用范圍耐火窗、防火窗的定義及區(qū)別1、耐火窗的定義

“耐火窗”是指用耐火窗框、窗扇、防火玻璃面板組成，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能滿足耐火完整要求的窗，耐火等級僅有

0.5、1h兩種。

按框料材質(zhì)分為鋼質(zhì)、鋁合金、塑鋼耐火窗（鋁合金、塑鋼耐火窗，窗框需要經(jīng)過隔熱或改進(jìn)處理）。2、防火窗的定義

防火窗是指用耐火窗框、窗扇、防火玻璃面板組成的，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能滿足耐火性能要求的窗，有可開啟扇時(shí)，控制裝置至少具有熱敏感元件自動控制關(guān)閉窗扇的功能。

按耐火性能，防火窗分為隔熱防火窗（A類）、非隔熱防火窗（C類），耐火等級有

0.5、1、1.5、2

、3h；隔熱防火窗（A類）是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能同時(shí)滿足耐火隔熱性和耐火完整性要求的防火窗。非隔熱防火窗（C類）是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能滿足耐火完整性要求的防火窗。

按框架材料分為鋼質(zhì)防火窗、木質(zhì)防火窗、鋼木復(fù)合防火窗3、防火窗及耐火窗的區(qū)別

耐火窗只具備耐火完整性，開啟扇不需裝配熱敏感元件自動控制關(guān)閉裝置。（江蘇省規(guī)定耐火窗需安裝自動控制關(guān)閉裝置)

耐火窗需滿足建筑節(jié)能、保溫、抗風(fēng)壓等要求，性能均高于防火窗。住宅建筑外墻保溫材料及設(shè)置窗的防火要求的相關(guān)規(guī)定根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB

50016-2014》對住宅建筑外墻保溫材料及設(shè)置窗的防火要求的歸納與總結(jié)，具體內(nèi)容詳見下建筑外墻保溫材料及設(shè)置窗的防火要求表建筑高度（h)/m建筑及場所設(shè)計(jì)條件/建筑使用窗的耐火要求h＞54高層住宅建筑應(yīng)設(shè)耐火間C1.00（耐火1h）使用B2外墻保溫材料時(shí)需每層設(shè)置防火隔離帶使用B1外墻保溫材料時(shí)需每層設(shè)置防火隔離帶應(yīng)使用A級外墻保溫材料應(yīng)設(shè)避難層（間）h≤2727＜h≤100h＞100單層、多層住宅建筑高層住宅建筑C0.50（耐火0.5h）外窗無要求超高層住宅建筑A1.00（乙級防火窗1h）備注：本次研究對象為27＜h≤100的住宅類建筑。

模擬分析對象的基本面介紹PART

03

A級巖棉+普通窗的綜合分析

B1級擠塑聚苯板+耐火窗+300mm高A級巖棉防火隔離帶的綜合分析不同保溫材料與門窗類型組合的綜合分析模擬分析對象的基本面介紹本次模擬分析對象選取河北省唐山市漢沽碧桂園峰境6#樓項(xiàng)目概況：建筑面積約6935m2，總高14F，層高為2.9m，屬于南北朝向建筑。氣候分區(qū)：寒冷地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-2010《河北省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB13（J）185-2015漢沽碧桂園.峰境保溫材料：巖棉，燃燒性能A級、導(dǎo)熱系數(shù)0.045，

綜合單價(jià)：149.83元/m2擠塑聚苯板，燃燒性能B1級、導(dǎo)熱系數(shù)0.030，綜合單價(jià)：79.3元/m2外窗類型：普通型斷熱鋁合金窗框+（6Low-E+12Ar+6）

綜合單價(jià)：550

元/m2（由京東區(qū)域提供）（由京東區(qū)域提供）（由京東區(qū)域提供）（由京東區(qū)域提供）耐火型斷熱鋁合金窗框+（6Low-E+12Ar+6）綜合單價(jià)：750

元/m2備注：京東區(qū)域鋁合金耐火窗的價(jià)格低于其他區(qū)域合同結(jié)算價(jià)。A級巖棉+普通窗以漢沽碧桂園峰境6#樓為例：外墻需105厚巖棉才能通過節(jié)能計(jì)算，外墻構(gòu)造層總厚130mm。6#樓外墻總面積：4246.34m26#樓外窗總面積：1274.81m2成本計(jì)算公式（一）：（外墻面積

x

巖棉單價(jià)）

+

（外窗面積

x

普通窗單價(jià)）=

外墻保溫和外窗的總成本即：4246.34

X（149.83/100X105）+

1274.81X550=1369186.078

≈136.92（萬元）小結(jié)：“A級巖棉+普通窗“組合的外墻保溫和外窗的總成本為：136.92

萬元折合到建筑單方的成本為：

197.73

元/m2B1級擠塑聚苯板+耐火窗+300mm高A級巖棉防火隔離帶以漢沽碧桂園峰境6#樓為例：外墻80厚擠塑板可通過節(jié)能計(jì)算，外墻構(gòu)造層總厚105mm。6#樓外墻總面積：

4246.34m26#樓外窗總面積：1274.81m26#樓防火隔離帶總面積：554.81m2成本計(jì)算公式（二）：（外墻面積

x

擠塑聚苯板單價(jià)）

+

（外窗面積

x

耐火窗單價(jià)）

+

（巖棉防火隔離帶面積x

巖棉單價(jià)）=外墻保溫和外窗的總成本即：4246.34

X（79.3/100X80）+1274.81X750+554.81X（149.83/100X80）=1291997.0558≈129.2（萬元）小結(jié)：“B1級擠塑聚苯板+耐火窗+300mm高A級巖棉防火隔離帶”組合的外墻保溫和外窗的總成本為：129.2萬元折合到建筑單方的成本為：186.3

元/m2PART

04結(jié)

論結(jié)論經(jīng)過計(jì)算，漢沽碧桂園峰境6#樓兩種設(shè)計(jì)方案的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：總成本建筑單方保溫層厚度

外墻構(gòu)造層備注（萬元）

（元/m2）（mm）

總厚度（mm）成本高,A級巖棉+普通窗136.92197.73105130外墻厚B1級擠塑聚苯板+耐火窗+300mm高A級巖棉防火隔離帶成本低，外墻總厚度相對薄129.27.72186.311.43802510525差價(jià)備注：擠塑聚苯板、巖棉、普通窗、耐火窗的單價(jià)由京東區(qū)域提供。結(jié)論在河北省唐山市漢沽.碧桂園.峰境6#樓的研究過程中發(fā)現(xiàn)：1、根據(jù)京東區(qū)域提供的兩種保溫材料和耐火窗的成本數(shù)據(jù)得知，在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，巖棉成本較貴，擠塑板成本較低，耐火窗的成本也呈