上海某室内雪场项目建筑保温系统设计

上海某室内雪场项目建筑保温系统设计

田沛泽

华商国际工程有限公司 北京 100069

摘要：上海临港某商业综合体项目中，规划有室内滑雪场总建筑面积约8.28万㎡，其中低温区建筑面积5.13万㎡，其余为暖区。为保证雪场在设计温度下运营，完善、连续的保温体系设计是本建筑设计中重要环节，同时做为人员密集的商业建筑综合体，保温系统的消防安全也是重要的设计原则。经过与国内外类似工程比对分析、实验与论证，墙面采用1.5mm厚弹性体喷涂隔汽层+150mm厚B1级硬泡聚氨酯+50mm厚岩棉金属夹芯板的无空腔复合保温体系；屋面为12mm厚硅酸盐防火板+200mm厚B1级硬泡聚氨酯+20mm厚保温防火砂浆。本文旨在探讨本项目建筑保温系统的设计。

关键词：室内雪场；商业建筑；建筑保温；消防；建筑材料

1保温体系的K值确定

1.1设计依据：本设计主要依据《冷库设计标准》 GB50072-2021、《建筑设计防火规范》 GB 50016-2014（2018年版）、《民用建筑热工规范》GB50176-2016及国内外类似工程案例保温工艺控制指标。

1.2本项目雪场环境对保温体系的设计要求：雪场内设计温度为-3℃，项目所在地为上海市，根据《民用建筑热工规范》计算后得：墙面及屋面的传热系数K值为0.193W/㎡·K，内墙保温的传热系数K值为0.192W/㎡·K，地面做法传热系数K值为0.24 W/㎡·K。

1.3相似工程研究：国内外大型室滑雪场如迪拜、广州融创茂冰乐园等项目，内外墙面、屋面保温传热系数均按照 K=0.19W/ ㎡·K考虑、地面保温传热系数均按照 K=0.22W/ ㎡·K 考虑，且符合其运营方超过 20 年的室内滑雪场运营经验。

1.4综上所述：本项目保温体系设计中内外墙面、屋面K值取 0.19W/㎡·K，地面K值取 0.22W/㎡·K。

2国内外雪场保温体系及保温材料的对比：

2.1保温材料对比：

因PIR金属夹芯板属于B1级，不符合本项目所需的消防要求；硫氧镁+岩棉复合夹芯板是否属于A级材料有待验证、及发泡陶瓷密度大导热系数高不可大面积使用，保温体系的对比范围缩小为聚氨酯无空腔复合保温体系与岩棉金属夹芯板保温体系的对比。

二者在各方面的对比表如下：

仅从墙面围护体系而言，传热稳态时，聚氨酯无空腔复合体系墙面的热损失将更小，比岩棉体系节约20%；岩棉板密度大，同类雪场的岩棉板体系的墙体、吊顶系统均采用200厚岩棉板，进一步减小了保温系统的热阻。相比墙面的150厚聚氨酯体系与屋面的200厚聚氨酯体系，隔热性能大大增强，热阻值为200厚岩棉板的1.5至1.9倍。

2.2保温系统隔汽材料对比：

在大多数案例中，由于设计或施工的原因忽视了隔汽性能导致水量进入保温层内后结冰，从而破坏导致鼓胀且性能大幅下降，须对隔汽性能予以高度重视。

金属岩棉夹芯板：隔汽性能差，由于岩棉板较柔软，板缝难以拼接严密，且岩棉吸湿率大，更加剧了隔汽层处理的难度。现有案例中主要将金属面岩棉夹芯板用于温度较高的环境或面积较小隔汽措施便于施工的环境。大面积的零度以下低温工况建筑中几乎无法保证隔汽措施的施工质量。

B1级硬泡聚氨酯无空腔复合保温体系：隔汽性能优异。聚氨酯本身具有一定的隔汽防潮性能，且其固化后整体性好，不存在裂缝，又加强了其隔汽防潮性能。作为基层的蒸压加气混凝土砌块的双侧抹灰层隔汽性能优异，搭配隔汽层施工后，隔汽性能更为出色，且隔汽层均位于保护层内，耐候性好，不存在老化现象。

3有关本项目保温系统的相关实验及论证

3.12019年2月20日，项目设计中聚氨酯无空腔复合保温体系中的墙体保温构造送检国家防火建筑材料质量监督检验中心，检验结果表明：

3.1.1 420厚保温体系墙体（2x10厚面层+150厚B1级聚氨酯喷涂+50厚岩棉板）经检验，耐火性能为60min；

3.1.2 200厚保温层（150厚B1级聚氨酯喷涂+50厚岩棉板）按GB/T29416-2012检验，防火性能合格；

3.1.3 50厚岩棉夹芯板按GB 8624-2012判定，该制品燃烧性能可以达到不燃A（A2-s1,d0,t0）级；

3.1.4 150厚硬泡聚氨酯喷涂按GB 8624-2012判定，该制品燃烧性能可以达到不燃B1（C-s2,d0,t2）级；

3.22019年10月22日，上海市住房和城乡建设管理委员会科学技术委员会对本项目出具保温体系防火安全分析的论证报告中，有关本系统的论证结果为：

3.2.1该项目室内滑雪场的外墙、低温区与常温区的分隔墙及室内滑雪场房中房外墙保温采用B1级聚氨酯保温材料与两侧不燃墙体构成的无空腔复合保温结构体,即夹芯保温体系,其设计方案、技术措施可行。

3.2.2室内滑雪场穿越冷暖分区的结构梁、柱、墙等节点部位的冷桥保温处理,采用150mm厚B1级自熄性发泡聚氨酯保温时,两侧墙体不燃材料应采用厚度不小于50mm的预制双面彩钢岩棉夹芯板进行包覆。

3.2.3保温系统施工过程中应严格按照相关技术规程操作,做好消防安全防火管理。

3.32020年4月10日组织建筑、电气、暖通、运营等方面专家，对本项目的节能专项进行了研讨。与会专家会前认真审阅了分析文件，会上听取了建设单位与设计单位的介绍，进行了深入细致的评议。有关本项目保温体系的意见如下：

3.3.1应采取措施避免B1级聚氨酯阻燃剂溢出；

3.3.2围护结构出了保证热阻外，要注意建筑的密封性要求；

4保温系统的设计成果

4.1墙面保温系统

4.1.1 主体建筑外墙和部分小房子墙面保温采用无空腔复合保温体系，其保温体系具体构造层次为（从高温侧至低温侧）：200厚蒸压加气混凝土砌块墙及抹灰层、 1.5厚弹性喷涂体隔汽层、150厚硬泡自熄性聚氨酯（B1级）、冷区侧50厚双面彩钢岩棉夹芯板（建筑板）；

4.1.2 内部雪堡等部分小房子采用双侧重墙的无空腔复合保温体系，其保温体系具体构造层次为（从高温侧至低温侧）：200厚蒸压加气混凝土砌块墙及抹灰层、1.5厚弹性喷涂体隔汽层、150厚硬泡自熄性聚氨酯（B1级）、冷区侧砌体墙；

4.1.3 墙面传热系数不大于0.19W/m2·K.。

4.2屋面保温系统设计

4.2.1屋面保温系统构造层次从上至下依次为1.5mm厚增强型TPO防水卷材、轻质防火砂浆找平层（详土建设计单位）、200厚B1级硬泡聚氨酯现场喷涂、不小于10厚硅酸钙防火板（耐火极限不小于1h）；

4.2.2屋面板耐火极限不小于1.0小时，保温材料燃烧等级B1级，符合《建筑设计防火规范》中第6.7.10条中的相关规定；

4.2.3屋面传热系数不大于0.19W/m2·K；

4.3对主要冷桥的处理：室内滑雪场穿越冷暖分区的结构梁、柱、墙等节点部位，综合考虑消防安全、保温高效、能耗损失等多方面因素，采用构件保温一体化的设计系统，其构造层次依次为：结构梁板柱等构件、150厚B1级自熄性硬泡聚氨酯、50厚预制双面彩钢岩棉夹芯板。

5结论

综合比较以上多种保温材料、系统的参数及性能，本项目的保温体系具备隔汽性能优异，保温连续性完整性好，通过了消防论证有安全性保障，施工上技术成熟、安全可靠、较为简便，K值较低，运行后能耗低，降低后期运营维护成本，在国内外的冷库、雪场中均有较多应用案例，故本项目设计的聚氨酯无空腔复合保温作为滑雪场外墙、屋面及内分隔墙体保温系统，是一套性价比高、安全可靠、成熟先进的保温系统。