住宅建筑外墙保温材料及门窗类型的设计选型

HXHQWH@0./7.06住宅建筑外墙保温材料及门窗类型的设计选型研究建筑技术研究部2019年07月研究背景根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014第6.7.7条的规定，当外墙外保温采用燃烧性能为B1、B2级的保温材料时，应符合下列规定：①当采用B1级保温材料且建筑高度大于27米的住宅建筑，建筑外墙上门、窗的耐火完整性能不低于0.50h。②应在保温系统中每层设置防火隔离带。防火隔离带应采用燃烧性能为A级的材料，防火隔离带的高度不应小于300mm。随着市场上耐火窗（耐火完整性1.0小时和0.5小时）生产厂家的增加，耐火窗的价格不断下降。B1级保温材料+耐火门窗的组合是否应纳入主流设计方法中？针对这个问题，本次研究将从设计与综合成本这两大方面展开探索研究，以数据化的形式给项目提供具象的参考。

严寒地区PART

01

寒冷地区

夏热冬冷地区

夏热冬暖地区

各气候区外墙保温措施的小结集团各气候区常用的外墙保温材料严寒地区常用的外墙保温材料严寒地区外墙常用保温材料占比图通过对地属严寒地区的辽宁区域（全境）、长哈区域（全境）

、内蒙古区域（全境）

、新疆区域（乌鲁木齐）共4个区域的调查得知，当地外墙基本都以外保温的形式为主，保温材料首选岩棉板，其次使用挤塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS，聚氨酯喷涂、真金板等保温材料也有小部分项目采用。31%35%30%25%20%15%10%5%23%23%23%严寒地区外墙保温材料材料名称岩棉燃烧性能A级导热系数0.045密度（kg/m3）80~160挤塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPSB1级0.03025~320%外墙保温材料B1级0.04118~22岩棉挤塑聚苯板XPS其他（聚氨酯喷涂、真金板等）模塑聚苯板EPS其他4寒冷地区常用的外墙保温材料寒冷地区外墙常用保温材料占比图通过对地属寒冷地区的京东、京南、河北、天津、鲁南、豫北、兰碧、宁夏、陕西等共20个区域的调查得知，当地外墙以外保温的形式为主，个别地区采用内+外的保温形式，保温材料主要使用岩棉板，其次使用挤塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS，玻化微珠保温砂浆、EPS保温模块、永久复合保温外模板等也有小部分项目采用。37%40%30%20%10%0%27%19%寒冷地区外墙保温材料17%材料名称岩棉燃烧性能A级导热系数0.045密度（kg/m3）80~160挤塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPSB1级0.03025~32外墙保温材料B1级0.04118~22岩棉模塑聚苯板EPS挤塑聚苯板XPS其他（玻化微珠保温砂浆、EPS保温模块、永久复合保温外模板等）其他夏热冬冷地区常用的外墙保温材料夏热冬冷地区外墙常用保温材料占比图通过对地属夏热冬冷地区的浙江、贵州、江西、川东、川西、湖南、湖北等共25个区域的调查得知，当地外墙以外保温的形式为主。该气候区常用的外墙保温材料品种繁多，通过调查，使用岩棉板、挤塑聚苯板XPS、模塑聚苯板EPS相对较多，复合发泡水泥板、玻化微珠保温砂浆等材料也占有一定的比例。35%30%25%20%15%10%5%31%19%夏热冬冷地区外墙保温材料17%16%材料名称岩棉燃烧性能A级导热系数0.0450.0300.0410.07密度（kg/m3）80~16025~3210%7%挤塑聚苯板XPS模塑聚苯板EPS复合发泡水泥板玻化微珠保温砂浆B1级B1级A级0%18~22外墙保温材料150~300≤350岩棉挤塑聚苯板XPS复合发泡水泥板其他A级0.07模塑聚苯板EPS玻化微珠保温砂浆其他（永久复合保温模块、无机轻集料保温砂浆、匀质改性防火保温板等）夏热冬暖地区常用的外墙保温材料夏热冬暖地区外墙常用保温材料占比图通过对地属夏热冬暖地区的广清、莞深、粤东、佛肇、江中、海南等共13个区域的调查得知，当地通常以保温砂浆（内保温）+隔热反射涂料（外墙面）的做法为主，保温材料首选玻化微珠保温砂浆，其次选用YT无机保温砂浆，但挤塑聚苯板XPS、岩棉也有使用。40%30%20%10%0%42%27%夏热冬冷地区外墙保温材料13%10%材料名称玻化微珠保温砂浆YT无机保温砂浆挤塑聚苯板XPS岩棉燃烧性能A级导热系数0.07密度（kg/m3）≤3508%A级0.0550.0300.045≤350B1级A级25~32外墙保温材料80~160玻化微珠保温砂浆挤塑聚苯板XPS其他YT无机保温砂浆岩棉其他（模塑聚苯板EPS、YT保温腻子、FT无机保温砂浆等）各气候区外墙保温措施的小结1、在严寒、寒冷、夏热冬冷地区，集团项目的外墙保温材料首选A级岩棉板，其次选用B1级挤塑聚苯板XPS、B1级模塑聚苯板EPS

。2、严寒和寒冷地区采用岩棉板时保温层较厚，除个别城市厚度不计容外，大多数城市都需计容。较厚的保温层影响建筑物的日照退缩间距、建筑密度、计容面积及得房率。3、在夏热冬暖地区，集团项目的外墙保温材料以A级玻化微珠保温砂浆为主，很少采用B1级保温材料。根据调查得知，在集团的项目中，外墙保温措施常常采用“A级保温材料+非耐火窗“的思路作为首选设计方法。尤其在严寒和寒冷地区，A级岩棉板的使用率比其他保温材料高不少，随着耐火窗的价格不断下降，原外墙”A级保温材料+非耐火窗”的设计方法是否是我们的唯一设计思路？PART

02

耐火窗、防火窗的定义及区别

建筑外墙设置耐火窗的相关规定耐火窗的介绍及使用范围耐火窗、防火窗的定义及区别1、耐火窗的定义

“耐火窗”是指用耐火窗框、窗扇、防火玻璃面板组成，在规定时间内，能满足耐火完整要求的窗，耐火等级仅有

0.5、1h两种。

按框料材质分为钢质、铝合金、塑钢耐火窗（铝合金、塑钢耐火窗，窗框需要经过隔热或改进处理）。2、防火窗的定义

防火窗是指用耐火窗框、窗扇、防火玻璃面板组成的，在规定时间内，能满足耐火性能要求的窗，有可开启扇时，控制装置至少具有热敏感元件自动控制关闭窗扇的功能。

按耐火性能，防火窗分为隔热防火窗（A类）、非隔热防火窗（C类），耐火等级有

0.5、1、1.5、2

、3h；隔热防火窗（A类）是指在规定时间内，能同时满足耐火隔热性和耐火完整性要求的防火窗。非隔热防火窗（C类）是指在规定时间内，能满足耐火完整性要求的防火窗。

按框架材料分为钢质防火窗、木质防火窗、钢木复合防火窗3、防火窗及耐火窗的区别

耐火窗只具备耐火完整性，开启扇不需装配热敏感元件自动控制关闭装置。（江苏省规定耐火窗需安装自动控制关闭装置)

耐火窗需满足建筑节能、保温、抗风压等要求，性能均高于防火窗。住宅建筑外墙保温材料及设置窗的防火要求的相关规定根据《建筑设计防火规范GB

50016-2014》对住宅建筑外墙保温材料及设置窗的防火要求的归纳与总结，具体内容详见下建筑外墙保温材料及设置窗的防火要求表建筑高度（h)/m建筑及场所设计条件/建筑使用窗的耐火要求h＞54高层住宅建筑应设耐火间C1.00（耐火1h）使用B2外墙保温材料时需每层设置防火隔离带使用B1外墙保温材料时需每层设置防火隔离带应使用A级外墙保温材料应设避难层（间）h≤2727＜h≤100h＞100单层、多层住宅建筑高层住宅建筑C0.50（耐火0.5h）外窗无要求超高层住宅建筑A1.00（乙级防火窗1h）备注：本次研究对象为27＜h≤100的住宅类建筑。

模拟分析对象的基本面介绍PART

03

A级岩棉+普通窗的综合分析

B1级挤塑聚苯板+耐火窗+300mm高A级岩棉防火隔离带的综合分析不同保温材料与门窗类型组合的综合分析模拟分析对象的基本面介绍本次模拟分析对象选取河北省唐山市汉沽碧桂园峰境6#楼项目概况：建筑面积约6935m²，总高14F，层高为2.9m，属于南北朝向建筑。气候分区：寒冷地区节能设计标准：《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010《河北省居住建筑节能设计标准》DB13（J）185-2015汉沽碧桂园.峰境保温材料：岩棉，燃烧性能A级、导热系数0.045，

综合单价：149.83元/m²挤塑聚苯板，燃烧性能B1级、导热系数0.030，综合单价：79.3元/m²外窗类型：普通型断热铝合金窗框+（6Low-E+12Ar+6）

综合单价：550

元/m²（由京东区域提供）（由京东区域提供）（由京东区域提供）（由京东区域提供）耐火型断热铝合金窗框+（6Low-E+12Ar+6）综合单价：750

元/m²备注：京东区域铝合金耐火窗的价格低于其他区域合同结算价。A级岩棉+普通窗以汉沽碧桂园峰境6#楼为例：外墙需105厚岩棉才能通过节能计算，外墙构造层总厚130mm。6#楼外墙总面积：4246.34m²6#楼外窗总面积：1274.81m²成本计算公式（一）：（外墙面积

x

岩棉单价）

+

（外窗面积

x

普通窗单价）=

外墙保温和外窗的总成本即：4246.34

X（149.83/100X105）+

1274.81X550=1369186.078

≈136.92（万元）小结：“A级岩棉+普通窗“组合的外墙保温和外窗的总成本为：136.92

万元折合到建筑单方的成本为：

197.73

元/m²B1级挤塑聚苯板+耐火窗+300mm高A级岩棉防火隔离带以汉沽碧桂园峰境6#楼为例：外墙80厚挤塑板可通过节能计算，外墙构造层总厚105mm。6#楼外墙总面积：

4246.34m²6#楼外窗总面积：1274.81m²6#楼防火隔离带总面积：554.81m²成本计算公式（二）：（外墙面积

x

挤塑聚苯板单价）

+

（外窗面积

x

耐火窗单价）

+

（岩棉防火隔离带面积x

岩棉单价）=外墙保温和外窗的总成本即：4246.34

X（79.3/100X80）+1274.81X750+554.81X（149.83/100X80）=1291997.0558≈129.2（万元）小结：“B1级挤塑聚苯板+耐火窗+300mm高A级岩棉防火隔离带”组合的外墙保温和外窗的总成本为：129.2万元折合到建筑单方的成本为：186.3

元/m²PART

04结

论结论经过计算，汉沽碧桂园峰境6#楼两种设计方案的相关数据如下表：总成本建筑单方保温层厚度

外墙构造层备注（万元）

（元/m²）（mm）

总厚度（mm）成本高,A级岩棉+普通窗136.92197.73105130外墙厚B1级挤塑聚苯板+耐火窗+300mm高A级岩棉防火隔离带成本低，外墙总厚度相对薄129.27.72186.311.43802510525差价备注：挤塑聚苯板、岩棉、普通窗、耐火窗的单价由京东区域提供。结论在河北省唐山市汉沽.碧桂园.峰境6#楼的研究过程中发现：1、根据京东区域提供的两种保温材料和耐火窗的成本数据得知，在严寒和寒冷地区，岩棉成本较贵，挤塑板成本较低，耐火窗的成本也呈