2021年建筑保温行业深度报告.docx
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1、202I年建筑保温行业深度报告、建筑保温:复杂的系统工程,施工与材料同样重要建筑保温的必要性:建筑运行能耗高,外墙是重要的能量损失途径建筑外围护结构指的是建筑物与大气环境的围挡部分,包含外墙、门窗、屋面、楼地 面等。建筑保温指的是针对建筑外围护结构的保温,通过 减少室内热量向室外散失,来降 低采暖建筑的能耗,提高非采暖建筑的舒适度。图建筑外围护结构全保温示意图坡屋面保温平屋面保温外编外保温外境内保温地F保温顶析侯田我国来自建筑运行阶段的能耗和碳排放占比均高达22% ,建筑保温具有重要意义。建筑运行阶段,存在能源使用带来的直接碳排放。而在建筑运行中,经由外墙的能量损失占比在23%-34% ,因此
2、外墙 是能耗敏感部位,也是外墙保温的重点关注部位。外墙、屋面、楼地面等部位一般通过铺设保温材料逬行保温,门窗、 玻璃幕墙等透明外围护结构,则通过提升门窗、玻璃等的节能性能逬行保旧/nn 外墙保温系统:设计、材料、施工的有机结合外墙外保温系统是个整体性的系统工程,包含设计、材料、施工三 个环节,既要求 保温材料和配套材料质量达标,能发挥自身性能,又要求 对各部分的组成设计得当、施工 规范,有良好的相容性和匹配性,是保温 材料与配套材料的有机结合。在保温系统中,保温材料起到发挥保温功能 性,而各配套材料各司其职,以保证保温系统的结构安全性、防火安全性 和耐久性。(1)保温材料:EPS聚苯板和岩棉为
3、主,两类材料各具干秋绝大多数保温材料的原理是利用气体的低导热性质,由于气体的导热 系数远低于水、木材等,保温材料通过将气体限制于保温材料内的泡孔、 层间等空间内,使之不能形成对流传热,从而能达到保温隔热效果。保温材料按构成成分分为有/无机物分类和按阻燃等级分类。有机保温 材料以模塑聚苯乙烯泡沫塑料为代表,具有导热系数低、重量轻、强度高、 吸水性低等优点,但在阻燃等级上有所逊色,通过添加阻燃剂,最高仅能 达到B!级。无机保温材料以岩棉为代表,虽然存在重量大、易吸水的缺 陷,但阻燃等级可达到A级。XPS保温材料微观结构:数以万计的微型蜂窝状的闭孔结构, 每个闭孔结构内部都充满了空气。由于阻燃等级不
4、足的保温材料易造成火灾时火势沿外墙蔓延,国家标准规 定幼儿园、养老院、医院等人员密集场所、高度100米以上的住宅建筑、 高度50米以上的其他建筑,在采用蓮抹灰外保温系统时,需选用阻燃等 级达到A级的保温材料。EPS和岩棉是我国应用最为广泛的外墙外保温材料,我国EPS外保 温系统占比53% ,岩棉外保温系统占比32%。在发达国家建筑保温市场, 以EPS或岩棉为保温材料的薄抹灰保温体系经过几十年应用,技术成熟。国外外墙外保温系统中岩棉系统占比低于我国。国外成熟市场对保温 材料的阻燃性能有严格规定,因此有机保温材料难以应用在高层建筑。EPS的优势在于轻质高强,能使得保温系统结构更加安全稳定,缺点 在
5、于阻燃等级不足;岩棉的优势在于不燃性,缺点在于质量较大,结构安 全性不足,且具有较强吸水性,受潮后保温效果会受到影响。保温功能性 方面,两者导热系数均较低,EPS略优于岩棉。结构安全性方面,EPS密 度远低于岩棉,抗压强度和抗拉强度高于岩棉,意味着更好的抗冲击和抗 风载能力,同时所需的施工难度更低,脱落的风险更小。防火安全性方面,EPS经过添加阻燃剂后阻燃等级能达到B1级,但 仍低于岩棉的A级,因此对消防要求较高的高层建筑等需用岩棉系统,而 采用EPS系统则需保证具有防火作用的抹面层厚度足够,并在各楼层之间 加装防火隔离带,以避免火灾沿外墙大面积蔓延。耐久性方面,岩棉吸水 性较高,若水分渗入岩
6、棉中,一方面会导致保温效果下降,另一方面会导 致岩棉受潮起鼓变形,带来脱落隐患,因此合格的岩棉产品往往需添加憎 水剂、并在施工时做好防水密封处理,以提升其耐久性。(2)配套材料:从设计、选材到施工,重要性均不可忽视外墙外保温是项复杂的系统工程,除了选用质量合格的保温材料,针对基层墙体、消防政策、当地气候等特定条件,设计适宜的保温系统、 选择适配的配套材料、执行规范的施工,都是保证保温系统保温性能和使 用寿命,消除脱落、大面积火灾等安全隐患的必须条件。4出n!中坦旭幢短夢. 一会产中冷”.二,保.不区.JK用秀会”保京给(下个个幢”均不星.义乂.夫温依号空、.18+命火竹刖80%的受访人员认为施
7、工不规范是导致外墙保温工程质量事故频发的 重要因素,得票率高于保温材料不合格、监管不到位,体现了配套材料的 规范施工对外墙保温系统安全性的重要意义。安全事故频发,部分外墙保温系统受到“以禁代管”(1 )部分省市限禁岩棉类外墙保温系统岩棉本身是安全的材料,岩棉外墙保温系统本身是成熟的应用技术。 我国岩棉标准高于国外,理论上我国达标的岩棉产品应具有良好的安全性, 岩棉系统事故多发不应简单归咎于岩棉本身的材料属性。我国的外墙外保 温用岩棉标准,在性能数量上多于欧洲标准,在性能要求的指标上均不低 于欧洲标准,理论上我国达标的岩棉产品应可以满足抗拉强度、吸水率、 耐久性与保温性方面的要求。行业内存在较多
8、无品牌、质量差的岩棉产品。国家玻璃纤维产品质量 监督检验中心自2013年起开展岩棉质量抽检活动,自愿参加企业大部分 为规模化和规范化企业,2014年至2020年间合格率稳定在90%以上, 说明品牌企业产品质量要优于一般企业。岩棉自重较大,对配套材料的选材和施工都要求更高。岩棉密度一般 在140kg/m3 ,远高于EPS的20kg/m3 ,因此在施工过程中考究也更多。岩棉对基层墙体的坚固性和平整性要求更严格;岩棉表面需涂刷界 面剂;岩棉系统粘结层的粘结面积不可小于岩棉面积的80% ;需粘锚结合或粘锚托”结合;抹面层要求“两网三胶,EPS仅需一网两胶。国家玻纤产品质量监督检验中心抽查合格率(岩棉企
9、业自愿参加,2021年参加企业31家,多为大型企业)100%95%90%85%80%75%70%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020节能提标下岩棉增厚,面对安全隐患増加,部分地区选择“以禁代管”。 为达到保温效果要求,岩棉厚度需由原先的60-80mm提升至 100-130mmo产品厚度提升、重量增大,意味着施工难度增加和安全系数 降低。面对我国岩棉保温系统的设计、材料、施工合格率均不够高的背景, 部分地区政府最终选择以禁代管。A级保温材料的替代选择较少,多数产品仍在导入阶段,岩棉仍是主流产品。由于导热系数低,在保证相同节能效果的同时,真空绝热板所需厚度
10、 远小于一般保温材料,因此能克服岩棉系统的结构安全性问题,在节能标 准提升的背景下愈发值得关注。真空绝热板造价偏高,在建筑领域仍处于 产品导入期。一方面,真空绝热板较易破损,一旦表面破损或是漏气,保 温性能将大幅丧失,行业内一类解决方案是将真空绝热板在厂预制为保 温装饰一体板,饰面层和保温层合为一板,由饰面层作为保温层的保护; 另一方面,真空绝热板是密封定型产品,不能任意裁切,若作为外保温系 统锚栓安装也相对困难,工程中也需采取先在工厂预制,再到现场安装的 施工方法,墙体尺寸不规则时易导致板材浪费。(2)部分省市限禁蓮抹灰外保温系统保温装饰一体板系统作为种替代系统开始兴起,通过提升预制化比 例
11、,减小品控和施工因素对系统安全性的影响。保温装饰一体板系统是基于保温装饰一体板的外墙外保温系统,保温 装饰一体板由保温层和面板组成。现场施工中,只需将预制好的保温装饰 一体板采用粘贴+锚固”结合的方式固定于墙上。保温装饰一体板系统实现了外墙保温装饰系统的预制化生产,其相对 于传统的薄抹灰系统有以下几个优势:(1 )品控增强:保温装饰一体板采用工厂预制化生产,工厂加工设备 精密,能提升产品质量可控性,延长使用寿命。(2)提高施工效率:将原本对抹面层和饰面层的现场施工替代为厂预制产品,减少了现场施工量和施工复杂程度,提高了施工效率。(3)绿色环保:一体板可灵活拆卸并循环利用,减少了建筑垃圾。预 制
12、化生产也减少了现场施工引起的施工作业污染。(4)提升装饰性:在厂对面板喷涂油漆较人工现场涂刷饰面层表面 更为平整,且饰面形式可以更加多样化,美观性更高。保温装饰一体板系统通过预制化生产,减小了人为施工因素带来的安 全隐患,但并不代表绝对的安全。作为复杂的系统工程,其安全性仍然要 求系统在设计、材料、施工均得到严格把关。即使是对于保温装饰一体板 系统,工法设计、施工质量仍是供应商、服务商需关注的重要环节。屋面保温系统:屋面整体系统的组成部分,关乎保温也关乎防水痛点对于屋面保温系统,我们更多将其视为包含砂浆、保温、防水的屋面 整体系统的组成部分之一。屋面系统的防水效果、保温效果与各组成部分 的材料
13、选择、构造设计、施工、维护等多方面都密不可分,防水层的质量 缺陷会影响到保温性能,保温层的质量缺陷亦可能导致房屋渗漏。对保温材料的要求方面,正置式屋面对保温材料要求较低,而倒置式 屋面要求保温材料的吸水率较低、抗压强度较高,吸水率较高的无机保温 材料一般不适用。正置式屋面系统由于防水层在保温层上方,对保温材料 要求不高。而倒置式屋面系统由于保温层在防水层上方,则需采用吸水率 较低、抗压强度较高的保温材料,否则保温材料的保温性能易因雨水渗入 而降低。考虑保温性能、防水性能、施工便捷性、维修成本,正置式屋面和倒 置式屋面各有先天优势及不足。正置式屋面系统具有保温层在防水层的保 护下性能维持得更好、
14、防水层出现渗漏时维修更便利的优点,也存在防水 层在温差和日光紫外线影响下易老化和开裂、工期易受阴雨天影响的缺点。 倒置式屋面系统中,保温层可对防水层提供物理保护和减小温差的作用, 有利于延长防水层寿命,且防水层与结构结合更紧密,防水性能更好;而 且先做防水再做保温,无需等待保温层彻底干燥后再做防水,施工效率高。正置式屋面防水层破损后的窜水隐患对屋面保温材料的防火要求取决于屋面板的耐火程度以及建筑类型, 严格程度相对低于外墙,必须使用A级无机保温材料的场景不多,有机 保温材料可满足大多数要求。当屋面板的耐火极限Nl.OOh时,保温材料的 燃烧性能需N B2级;当屋面板的耐火极限 l.OOh时,保
15、温材料的燃烧性 能需?B1级。采用Bl、B2级保温材料的外保温系统应采用不燃材料做防 护层,防护层的厚度210mm ,而采用A级保温材料时不需要设置防护层。屋面系统中,保温层与防水层相互影响,性能息息相关。一方面,当 采用正置式屋面系统时,一旦防水层存在质量缺陷、出现破损,水就会渗 入保温层并且到处窜流,破坏保 温效果。另方面,保温层的材料和施工 不达标,也会影响屋面系统的防水性能,带来渗漏隐患。正因为屋面的保温和防水效果会受到各功能层材料、施工的影响,出 现问题需要修补时难以辨明原因,屋面防水保温一体化逐渐成为趋势。将 整个屋面工程统交给系统供应商,权责明晰,以避免多个材料供应商参 差不齐、
16、分层施工质量不统、不同施工单位之间的配合不熟悉等问题。二、四千亿大市场,随标准升级而走向成熟行业发展历程:节能与防火双重目标牵引保温材料发展我国自20世纪80年代中期开始发展建筑保温。从1986年至 2018年,我国居住建筑节能标准经历了 四步走,即相对1980-1981 年的能耗水平分别下降30%、50%、65%、75% ,分别被称为30%节能 标准、50%节能标准、65%节能标准、75%节能标准。节能标准不断提高, 未来将逐步迈向超低能耗、近零能耗。从上世纪80年代使用膨胀珍珠岩、海泡石等无机保温材料到现在广 泛应用EPS、XPS等有机保温材料,节能标准不断提高带动了保温材料的 发展优化和
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