《薄體隔熱保溫鋁單板》——標準編制說明《薄體隔熱保溫鋁單板》標準編制說明1工作簡況立項背景近年來，我國建筑能耗約占社會總能耗的30%，建筑節能成為我國節能工作的重中之重。提高材料的節能性能對建筑節能目標的實現具有十分重要的意義。鋁單板作為建筑外圍護結構材料，因其具有輕質高強，造型獨特多樣，色彩豐富，在建筑圍護結構裝飾工程中得以廣泛的應用，每年工程量在1.2億平方以上；然而，鋁是熱的良導體，鋁單板自身隔熱保溫性能非常差。隨著我國建筑節能目標不斷提高，給鋁單板的應用帶來了極大的挑戰。薄體隔熱保溫鋁單板是在鋁單板正面涂覆具有熱反射或輻射功能涂層，背面涂覆具有保溫功能涂層的鋁單板，是一種新型節能鋁單板；其不僅保持了普通鋁單板的造型獨特多樣，色彩豐富的特點，也具有了隔熱保溫功能，成為裝飾隔熱保溫一體化產品。該產品可工廠預制，現場裝配使用，順應建筑行業發展趨勢，符合各地推廣裝飾保溫一體化材料的政策，具有廣闊的市場空間。此外，近年來國內建筑物圍護結構發生多起火災事故，人們對圍護結構材料燃燒性能愈發關注，該產品燃燒性能可達到GB8624-2012中的A（A2）級，為不燃材料，進而保障了人們生命和財產的安全。盡管該產品具有諸多優良性能，但國內外卻無相應產品標準，在應用中無相應標準可依，生產企業無相應技術依據監控其產品質量，建筑設計師等使用方也無相應依據確認其產品性能，這嚴重阻礙該產品的推廣應用，不利于鋁單板行業健康有序發展。本標準制定將對薄體隔熱保溫鋁單板提出相應的技術要求，規范此類產品的生產和檢驗，為提高產品質量、推動行業發展提供技術保障。任務來源根據中國建筑材料聯合會“關于下達2019年第一批協會標準制定計劃的通知”中建材聯標發[2019]21號要求，《薄體隔熱保溫鋁單板》列入中國建筑材料聯合會2019年第一批協會標準制定計劃。本標準歸口管理單位為中國建筑材料聯合會。該標準由中國國檢測試控股集團股份有限公司（原中國建材檢驗認證集團股份有限公司，以下簡稱國檢集團）負責并組織有關產品生產企業、原材料生產企業、質檢機構等參加起草。起草單位及分工本標準主要起草單位包括：中國國檢測試控股集團股份有限公司、華陽新材料科技集團有限公司。本標準參與起草單位包括：陽煤集團納谷（山西）氣凝膠科創城管理有限責任公司、北京恒固防腐工程有限公司、山西陽中新材有限責任公司、金筑鋁業（天津）有限公司、上海吉祥科技（集團）有限公司、米格（浙江）創新科技有限公司、上海吉祥新材料集團有限公司、蘇州美爾邦納米材料有限公司、河北祥達建科鋁材制品有限公司等。標準編制組由檢測機構、科研院所、生產企業等組成，涵蓋了從原材料、產品研究及生產應用整個產業鏈，具有廣泛的行業代表性。編制組成員長期從事薄體隔熱保溫鋁單板的研究與應用，具有豐富的理論和實踐經驗，具備充足的科研條件和經濟條件，可以勝任本次編制工作。標準編制的工作內容及任務分工見表1。表1工作內容及任務分工添加起草人分工序號工作內容單位性質參與單位標準工作總體協調，標準起草及修改，組織并實施驗證試驗檢測機構中國國檢測試控股集團股份有限公司生產企業華陽新材料科技集團有限公司負責產品性能和應用的分析，提出驗證試驗項目的意見科研單位陽煤集團納谷（山西）氣凝膠科創城管理有限責任公司負責原材料章節的編制，提出標準編制意見生產企業北京恒固防腐工程有限公司山西陽中新材有限責任公司米格（浙江）創新科技有限公司蘇州美爾邦納米材料有限公司提供驗證試驗樣品，提出標準編制意見生產應用企業金筑鋁業（天津）有限公司上海吉祥科技（集團）有限公司上海吉祥新材料集團有限公司河北祥達建科鋁材制品有限公司主要工作過程自接到標準編制任務后，中國國檢測試控股集團股份有限公司會同有關單位組建標準編制組，共召開四次工作會議，主要工作過程如下：1）國檢集團接到標準制訂任務后，于2019年2月至2019年10月進行標準編制的前期調研，收集國內外相關市場及標準資料；確定工作進度計劃，形成標準編制大綱；同時，向社會發出標準編制邀請函，籌建標準編制工作組。2）2019年10月22日在北京召開《薄體隔熱保溫鋁單板》標準編制組成立暨第一次工作會議。會議確定標準編制組的組成，確定了標準編制進度計劃以及標準各編制單位工作分工，并討論了標準草案稿。2019年11月至2020年11月，按照標準編制進度計劃以及標準編制單位分工，國檢集團收集驗證試驗樣品，并進行了驗證試驗。3）2020年12月，編制組于青島召開第二次會議，會上主編單位匯報了驗證試驗情況，各參編單位各抒己見，充分討論標準文本中的技術內容及條款。2021年1月-2022年2月，國檢集團按照此次會議要求，繼續收集驗證試驗樣品，并進行了驗證試驗。4）2022年3月11日，編制組于騰訊會議召開第三次工作會議，會議進一步討論標準文本及驗證試驗數據，對產品結構提出了意見。5）2022年2月-2022年8月，國檢集團收集驗證試驗樣品，對新結構的產品進行了驗證試驗，同時召開第四次工作會會議，形成征求意見稿。2標準編制原則和確定標準主要內容2.1編制原則本標準依據GB/T1.1—2020給出的原則進行編制。制定本標準時充分考慮到滿足我國的技術發展和生產需要，充分體現行業進步和發展趨勢，符合國家產業政策，推動行業技術水平提高，做到技術上先進，使用上安全，經濟上合理，生產上可能。標準文本格式、條款主要是根據GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》進行編制。2.2標準制定的主要內容及論據本標準規定了薄體隔熱保溫鋁單板的術語和定義、分類、代號和標記、原材料、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存及隨行文件的7項內容。本標準適用于建筑裝飾用鋁單板。在要求中對薄體隔熱保溫鋁單板的膜厚、涂層性能、隔熱性能、保溫性能、燃燒性能技術指標均做了明確規定；薄體隔熱鋁單板盡管具有良好的隔熱保溫功能，但其依然屬于鋁單板，其外觀質量、尺寸偏差、光澤度偏差、附著力、鉛筆硬度、耐化學腐蝕性、耐磨性、耐沖擊性、耐候性、焊釘連接等10項指標也應與鋁單板國家標準GB/T23443《建筑裝飾用鋁單板》的要求保持一致；在試驗方法中確定每個項目采用的試驗方法標準。2.2.2術語和定義本章節給出了鋁單板、薄體隔熱保溫鋁單板、保溫涂層、熱反射涂層、輻射涂層、大氣窗口發射率6個術語的定義，其中鋁單板引自于GB/T23443-2009中3.1的定義，熱反射涂層引自于JG/T402-2013中3.2的定義，其他術語和定義為編制組討論確定的。薄體隔熱鋁單板也是屬于鋁單板的范疇，GB/T23443界定的術語和定義也適用于本文件。2.2.3產品分類薄體隔熱保溫鋁單板正面涂覆熱反射或輻射涂層，該涂層通過反射或輻射的方式，減少夏季對太陽輻射的吸收，起到隔熱功能。該涂層位于薄體隔熱保溫鋁單板最外層，色彩較為豐富，具有裝飾作用，裝飾也是鋁單板作為裝飾裝修材料非常重要的性能。根據鋁單板的定義，可以將該涂層稱為裝飾涂層。因此該產品從該裝飾層材質上分，可分為氟碳涂層、聚酯涂層和硅樹脂涂層；從裝飾層隔熱方式上，又可分為熱反射涂層和輻射涂層。該產品背面的保溫涂層主要起到阻隔熱量的作用，目前有無機涂層和有機涂層兩類，所以從保溫涂層材質上，可將該產品分為無機涂層和有機涂層兩類。該產品應用在室內和室外兩種環境，因使用的環境不同，其要求也不僅相同，如室內用產品耐人工加速老化性等指標通常不做要求，而室外用產品就需要對耐人工加速老化性能做出規定，從使用環境可分為室外用和室內用兩類。2.2.4原材料目前，該產品裝飾層功能分為熱反射和輻射，熱反射裝飾層熱工性能應符合JG/T402的技術要求；為了達到較好的隔熱性能，輻射涂層不僅需要具有較高太陽光反射比同時也要具有較高的大氣窗口發射率，因此規定輻射涂層的太陽光反射比不低于0.80，大氣窗口發射率不低于0.90；對基材而言，鋁單板的牌號和厚度直接關系到其力學性能，在實際應用中決定了其抗風性能，所以，建議室外用鋁單板宜采用3×××系列或5×××系列鋁合金，厚度宜不小于2.0mm。保溫涂層保溫性能通常采用導熱系數進行表征，本標準規定其導熱系數應小于0.065W/(m2·K)。2.2.5要求（1）膜厚熱反射涂層種類有氟碳涂層和聚酯涂層，其工藝也分為噴涂和輥涂，涂層厚度與普通鋁單板中氟碳涂層和聚酯涂層相同，因此熱反射涂層膜厚符合GB/T23443的要求；目前輻射涂層厚度較厚，多為硅樹脂涂層，采用噴涂工藝，其最小厚度一般不低于300μm，具體測試數據見表2；隔熱保溫層通常根據不同節能要求，其厚度也不相同，但其厚度不能低于標稱值，而經編制組討論商定，最小的標稱值不應低于1.5mm。該產品膜厚試驗方法如下：裝飾層膜厚按照GB/T4957的規定進行測量，每件試樣上至少要測量四角和中心五個位置的局部膜厚；將產品從中間裁開，用游標卡尺測量保溫層厚度，至少取包含兩端和中間位置的5個點，以平均值作為保溫層厚度測量的試驗結果。根據以上試驗方法，其膜厚的數據和合格率如表2所示。表2膜厚的驗證數據樣品編號裝飾層種類裝飾層厚度/μm保溫層厚度/mm是否符合合格率/%1熱反射氟碳液體噴涂（二涂）平均值34，最小值281.5是1002熱反射氟碳液體噴涂（三涂）平均值46，最小值342.0是3熱反射聚酯粉末噴涂最小值452.5是4熱反射氟碳粉末噴涂最小值325.0是5熱反射氟碳液體噴涂（二涂）平均值36，最小值2910.0是6熱反射氟碳輥涂（二涂）平均值27，最小值2420.0是7輻射涂層（硅樹脂涂層）最小值3121.5是8輻射涂層（氟碳涂層）最小值3564.0是9輻射涂層（硅樹脂涂層）最小值31110.0是10輻射涂層（硅樹脂涂層）最小值30620.0是（2）裝飾層耐沾污性熱反射涂層和輻射涂層都具有較高的太陽光反射比。太陽光反射比包含可見光區域的反射比和近紅外區域的反射比。涂層耐沾污性不僅影響其裝飾性，也會影響涂層可見光區域的反射比，進而影響整個涂層的太陽光反射比，最終影響到整個產品的隔熱性能。建筑用鋁塑復合板與鋁單板應用場景相同，在GB/T17748-2016《建筑幕墻用鋁塑復合板》和GB/T22412-2016《普通裝飾用鋁塑復合板》中耐沾污性要求為不大于5%，本標準與這兩個標準的要求相一致。耐沾污性按照GB/T9780的規定進行，具體試驗結果和合格率如表3所示。表3裝飾層耐沾污性驗證試驗結果樣品編號耐沾污性/%標準要求/%是否符合合格率/%11.2≤5是10021.8是33.2是41.9是51.6是62.3是72.6是82.4是93.2是104.3是（3）保溫層附著力保溫層附著力是考察保溫涂層和鋁板之間的粘合狀況。通常涂層附著力采用劃格或劃圈的方式進行，但該產品的保溫涂層較厚，無法用劃格或劃圈設備劃透保溫涂層，因此，只能采用GB/T5210規定的拉開法，因無應可以對照的產品標準，結合驗證數據，大于等于0.50MPa的樣品占據90%，經編制組討論商議，將該指標的要求定為不小于0.50MPa。相關樣品的驗證試驗結果如4所示。表4保溫層附著力驗證試驗結果樣品編號保溫層附著力/MPa標準要求/MPa是否符合合格率/%10.52≥0.50是9020.61是30.65是40.48否50.53是60.50是70.64是80.61是90.54是100.51是（4）隔熱性能該產品正面涂覆了熱反射或輻射涂層，這兩類涂層均具有較高的太陽反射比，可降低夏季對太陽輻射的吸收，進而降低表面的溫度，起到隔熱節能的作用。本標準采用太陽光反射比、半球反射率、隔熱溫差表征其隔熱性能，試驗方法采用JG/T402-2013《熱反射金屬屋面板》和JG/T235-2014《建筑反射隔熱涂料》中相應的試驗方法。在JG/T402-2013中高明度的熱反射金屬板太陽光反射比大于等于0.65，隔熱溫差大于等于15℃，該標準無半球發射率指標，在JG/T235-2014中，半球發射率大于等于0.85。由驗證數據可知，收集樣品的太陽光反射比通常在0.80以上，半球發射率指標也通常在0.85以上，隔熱溫差也大都在15℃以上，太陽光反射比和隔熱溫差數值明顯高于JG/T402-2013的要求，半球發射率指標符合JG/T235-2014的要求，經編制組討論，本標準規定產品的太陽光反射比不低于0.80，半球發射率不低于0.85，隔熱溫差不應低于15℃。其驗證結果如表5所示。表5隔熱性能驗證試驗結果樣品編號太陽光反射比半球發射率隔熱溫差/℃標準要求是否符合合格率/%10.800.8614隔熱溫差≥15℃是9020.820.9015是30.850.8816是40.850.8616否50.830.8517是60.900.8819是70.880.9015是80.840.8817是90.870.8919是100.860.9120是（5）保溫性能由于產品為三層結構，即表面為熱反射涂層或輻射涂層，中間為鋁材，背面為保溫涂層，三層結構的材料成分不同，不能用導熱系數來表征其保溫性能，因此，本標準選擇了傳熱系數表征其保溫性能，試驗方法為GB/T13475《絕熱穩態傳熱性質的測定標定和防護熱箱法》，其驗證試驗結果見表6，從驗證數據可知，該產品指標大都小于3.0W/（㎡·K），經編制組討論，將產品的傳熱系數不應高于3.0W/（㎡·K）作為本標準對保溫性能的規定。從表6中可以看出，普通鋁單板的傳熱系數為6.8W/（㎡·K），而本標準規定的限值是不高于3.0W/（㎡·K），比普通鋁單板提高一倍的保溫性能。表6傳熱系數的驗證試驗結果樣品編號檢驗結果標準要求是否符合合格率W/（㎡·K）W/（㎡·K）%14.2≤3.0否7023.2否32.8是42.5是52.1是61.8是74.6否82.9是92.2是101.7是普通鋁單板6.8/（6）燃燒性能燃燒性能是該產品的重要指標。目前用的保溫涂層，從主要成分上可分為有機涂層和無機涂層，無機保溫涂層的熱值較小，產品整體的燃燒性能可達到GB8624-2012中規定的A（A2）級，而有機保溫涂層熱值相對較大，產品整體的燃燒性能可達到GB8624-2012中規定的B1級。該項目驗證試驗結果如表7所示。表7燃燒性能的驗證試驗結果樣品編號保溫層性質檢測結果標準要求是否符合合格率%1無機涂層A2級無機涂層：A2級有機涂層：B1級是902有機涂層B1級是3無機涂層A2級是4有機涂層B2級否5有機涂層B1級是6無機涂層A2級是7有機涂層B1級是8無機涂層A2級是9無機涂層A2級是10無機涂層A2級是（7）其他性能薄體隔熱保溫鋁單板雖然比普通鋁單板具有較好的保溫隔熱性能，但其依然屬于鋁單板，其正面涂層的性能與普通鋁單板相當。因此，外觀質量、尺寸偏差、光澤度偏差、附著力、鉛筆硬度、耐鹽酸、耐硝酸、耐砂漿性、耐磨性、耐沖擊性、耐候性、焊釘連接均應符合GB/T23443《建筑裝飾用鋁單板》的規定。3主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術經濟論證，預期的經濟效果本標準是首次制訂的標準，編制組對標準中涉及的指標都進行了驗證試驗。主要的驗證試驗項目有膜厚、裝飾層耐污染性、保溫層附著力、隔熱性能、保溫性能、燃燒性能。標準工作組進行了大量樣品采集和試驗驗證，對這些基本性能的要求和試驗方法進行了規定。主要試驗方法依據標準如下：GB/T4957《非磁性金屬基體上非導電覆蓋層覆蓋層厚度測量渦流法》、GB/T9780《建筑涂料涂層耐沾污性試驗方法》、GB/T5210《色漆和清漆拉開法附著力試驗》、JG/T402-2013《熱反射金屬屋面板》、JG/T235-2014《建筑反射隔熱涂料》、GB/T13475《絕熱穩態傳熱性質的測定標定和防護熱箱法》、GB/T14402《建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的測定》、GB/T20284《建筑材料或制品的單體燃燒試驗》。本次驗證試驗共收集10組，樣品全部進行了膜厚、裝飾層耐污染性、保溫層附著力、隔熱性能、保溫性能、燃燒性能的驗證試驗，樣品編號為1-10，其中1-6為熱反射涂層，7-10為輻射涂層，具體產品結構見表8，全部樣品的試驗結果見表9。具體每一項試驗結果的指標值與合格率分析見表2∽表7；通過以上全部的驗證試驗結果進行分析，全部滿足指標值（見表9）的樣品共計6個，占驗證試驗全部樣品10個的60%。表8樣品的產品結構樣品編號裝飾層功能種類保溫層厚度/mm1熱反射涂層1.52熱反射涂層2.03熱反射涂層2.54熱反射涂層5.05熱反射涂層10.06熱反射涂層20.07輻射涂層1.58輻射涂層4.09輻射涂層10.010輻射涂層20.0表9驗證試驗結果編號裝飾層膜厚保溫層厚度耐沾污性保溫層附著力太陽光反射比半球發射率隔熱溫差傳熱系數燃燒性能是否合格μmmm%MPa//℃W/（㎡·K）34,281.51.20.520.800.86144.2A2級否46,342.01.80.610.820.90153.2B1級否452.53.20.650.850.88162.8A2級是325.01.90.480.850.86162.5B2級否36，2910.01.60.530.830.85172.1B1級是27,2420.02.30.500.900.88191.8A2級是3121.52.60.640.880.90154.6B1級否3564.02.40.610.840.88172.9A2級是31110.03.20.540.870.89192.2A2級是30620.04.30.510.860.91201.7A2級是整體合格率60%注：裝飾層膜厚的檢測結果以“*，*”表示時，前面的數據表示平均值，后面的數據表示最小值；以“*”表示時只表示最小值。薄體隔熱鋁單板為三層結構復合而成，正面涂覆具有熱反射或輻射涂層，背面涂覆保溫涂層，中間層為鋁板。從功能上，中間層鋁板主要起到承受風壓受力的作用，正面裝飾涂層為隔熱功能，背面保溫涂層為保溫功能。隔熱保溫性能是薄體隔熱鋁單板和普通鋁單板之間最主要的區別。正面的隔熱功能主要是在夏季降低對太陽輻射的吸收，減少進入建筑室內的熱量，改善室內的熱環境，降低空調制冷能耗，節約建筑運行能耗。目前關于具有熱反射功能的金屬板材，現行標準為JG/T402-2013《熱反射金屬屋面板》，其熱反射性能指標如表10所示。對比表10和本標準對隔熱性能的規定可知，本標準增加了半球發射率的檢測項目。這主要是因為薄體隔熱鋁單板中表面裝飾層不僅僅有熱反射涂層，還有輻射涂層，輻射涂層的半球發射率通常會較高一些。從指標上看，本標準太陽光反射比和隔熱溫差均處于JG/T402-2013規定的明度大于等于80的范圍，與其相當，這主要是因為目前企業為了取得更好的隔熱效果，應用的裝飾涂層均為淺色，明度值均為80以上。從表8中可以看出，普通鋁單板的傳熱系數為6.8W/（㎡·K），而本標準規定的限值是不高于3.0W/（㎡·K），比普通鋁單板提高一倍的保溫性能，其保溫性能較好。但從其合格率上只有70%，說明其仍需在該性能得到進一步的提升。表10JG/T402-2013中規定的熱反射性能指標項目要求明度值L范圍L≤4040＜L＜80L≥80太陽光反射比，%≥25≥40≥65隔熱溫差，℃≥