8月3日,在锦州中央大街与宜昌街交界处的某大型商业地产---“M大厦”东侧岩棉保温层脱落,有人解释说:当时的风力达到九级,连大树都被连根拔掉,墙上的岩棉被刮掉不是很正常的自然现象吗?“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”乃古而有之自然现象!
图一 锦州M大厦外墙岩棉大面积脱落
九级风必然会把保温层吹掉吗?实际上锦州市还有很多高层建筑采用岩棉做的保温,如辽宁工业大学、锦州医学院、中融国际、银座等,显然在风中岿然不动。
但是M大厦的保温板为何掉落?这实际上涉及岩棉外保温的一个基本原则,就是在计算抗风吸力承载力时,岩棉板系统全部应由锚栓承担;而岩棉带系统由自身的内聚力或层间粘接力承担。
图二 锚栓钉芯被从墙上薅下来
辽宁省《岩棉薄抹灰外墙外保温技术规程(DB/T2206-2013)》第5.2.4也规定: 岩棉与墙体连接应以锚固与粘结结合的方式,岩棉板以锚固为主。
很多人以为岩棉板施工如同苯板一样,胡乱打些胶点粘到墙上即可。实则不然,因为岩棉板的自身垂直于表面的抗拉强度较低,辽宁省地标规定,按照抗拉拔强度来分,岩棉板有TR15和TR10两档。而堂堂行业标准JGT 483-2015 《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》中仍保留TR7.5一档。如此有限的抗拉拔能力,就需要机械锚固,将其牢牢钉在墙上。
那么机械锚固靠谱吗?我们还以这栋建筑为例,它的高度大约20来米,我们取个整数30米。九级风的风压为0.37KPa,但实际上设计师在设计的时候都是按照50年一遇的风压计算,既0.60KN/㎡,于是有下面的计算书:
1 风荷载计算时的相关参数
2 水平风荷载标准值计算
2.1 计算的基本原则
2.1.1 应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2012对围护结构的要求,对岩棉外保温系统进行抗风吸力验算;
2.1.2以机械固定为主的岩棉板外保温系统的抗风吸力承载力应全部由锚栓承担(辽宁省《岩棉薄抹灰外墙外保温技术规程》);
2.1.3 由于保温板质量较轻,计算荷载时只考虑负风压产生的拉拔力。
2.2 水平风荷载标准值计算时的各取值
2.2.1 基本风压Wo:按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5(P111)中作用在保温层上的风荷载标准值取值为:Wo=0.60KN/㎡;
2.2.2 风压高度变化系数μz:,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表8.2.1(P31)的规定,其取值:
30米高度 μz(30) =0.88;
2.2.3 风荷载体型系数μs:,按辽宁省《岩棉薄抹灰外墙外保温技术规程》中附录B规定“垂直体系外表面风荷载局部体型系数可按±1.5采用”,取±1.5。
2.2.4 风振系数βgz:,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中表8.6.1中“C类地面粗糙度”的规定,其取值为:
30米高度 βgz(30)=1.90;
2.3 水平风荷载标准值Wk的计算
2.2.1 Wk(30m) =βgz*μs*μz* Wo=1.90x1.5x0.88x0.60=1.50KN/㎡
3 水平风荷载设计值
3.1 风荷载分项系数的取值(rw)
由于保温系统属于是建筑外维护结构,因此参照相关的幕墙规范风荷载分项系数取值为:rw=1.4。
3.2 水平风荷载设计值W的计算
3.2.1 W(30m) = rw*Wk=1.4x1.50=2.10KN/㎡
也就是说,锚栓需要抵抗2.10KN/㎡的拉拔力。
4 锚栓数量的计算
对于锚栓,辽宁省《岩棉薄抹灰外墙外保温技术规程(DB/T2206-2013)》规定:
锚栓抗拉承载力标准值不小0.60kN,且应进行现场拉拔力试验。空心砖砌块基层墙体应选用通过摩擦或机械锁定承载的锚栓。
图三 行业标准《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料(JGT 483-2015)》没列出空心砖墙面应该用什么规格的锚栓,大概国家级专家们没考虑到辽宁这种穷地方仍然以这种砌块为主。
我们按照最小值0.6KN计算锚栓数量:
4.1、公式为:N=W/0.5?ms(N:每平方米锚栓锚固个数;?ms-单个锚栓的抗拉强度值(kN))
4.2 锦州M大厦 N(30m) =W/0.5?ms= 2.10/(0.5x0.6)=7.0个
结论是,有七个以上合格的锚栓,就能保证这个岩棉系统不脱落。
当然了,这里也有几个前提,就是:
一、锚栓质量必须合格,且施工工艺达到规范。在岩棉保温系统中,由于锚栓对于系统安全至关重要,所以不能糊弄,不能使用再生料做的假冒伪劣产品,锚盘直径最小得达到60mm,且锚盘本身得达到0.5KN的抗拉拔力。而且不能虚打,不能将钉芯和钉套提前套在一起再楔入墙中。
图四 锚钉的质量不敢恭维
图五 沈阳雅宾利花园二期采用的140mm锚盘,往往细节决定成败
二、岩棉和抹面胶浆必须合格,系统中在下雨天不能大量进水徒然增加自重。
图六 从锦州M大厦掉下来的岩棉板,目测采用水平布棉工艺
图七 再看看三维打褶的岩棉板
当然了,岩棉保温系统还有一个最重要的问题,就是基层墙体必须合格。刚才我们说了,锚栓的抗拉拔力必须达到0.6KN以上,但如果基层采用豆腐渣一般的空心砖,钻头刚一钻孔就塌下一片,那必然挂不住岩棉。我们回过头来再看一下M大厦的墙面,当岩棉板脱落的时候,竟然带下好几块空心砖。
图八 空心砖也被薅掉了
这真应验了孔老夫子的话:朽木不可雕也,粪土之墙不可圬也!