復(fù)合型外墻保溫板設(shè)計及應(yīng)用研究

劉燕兵 王金奎 張 坦 白 優(yōu)

（河北建筑工程學(xué)院 河北張家口 075024）

前言

近年來，隨著綠色裝配式建筑的推廣和應(yīng)用，建筑節(jié)能得到全社會的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，國外發(fā)達國家的建筑能耗占社會總能耗的30～40%[1]，建筑能耗中，通過外墻造成的能耗約占建筑總能耗的60～70%[2]。建筑節(jié)能是綠色建筑節(jié)能工作的重點。在節(jié)能75的標(biāo)準(zhǔn)要求下，聚苯板、巖棉板的厚度不斷增加，不僅增加了施工難度，并且外墻保溫脫落的詬病更加明顯。傳統(tǒng)的保溫材料已經(jīng)不能很好的滿足北方節(jié)能發(fā)展的需要。

外墻作為建筑主要的圍護結(jié)構(gòu)，是建筑中能量散失的主要部位；同時，外墻作為蓄熱體對室內(nèi)溫度波動起穩(wěn)定作用。因此，外墻保溫性能的好壞，不僅直接影響建筑物的能耗，還影響使用者的熱舒適程度[3]。另外，外墻保溫裝飾構(gòu)造的處理還影響外立面的美觀效果。目前，我國外墻保溫技術(shù)與外墻裝飾技術(shù)還沒有很好的結(jié)合，2道工序分別施工。某些工程外墻保溫隔熱做得不好，導(dǎo)致外墻裝飾出現(xiàn)裂縫、脫落，進而影響外墻保溫和美觀。

外墻保溫裝飾層的做法主要采用保溫板，典型的有防火性能B級酚醛保溫板、擠塑聚苯板等有機材料和防火性能A級的巖棉板等無機材料。復(fù)合型外墻保溫裝飾板不僅保溫效果好，而且可以減少施工工序、提高墻面抗震性能，改善外墻面美觀效果，提高施工效率和質(zhì)量。因此，開發(fā)高效、節(jié)能、多功能的復(fù)合外墻保溫板，是我國外墻保溫裝飾技術(shù)發(fā)展的重要方向，也是提升我國建筑裝配率、實現(xiàn)建筑節(jié)能綠色環(huán)保總體目標(biāo)的重要措施。

1 新型復(fù)合外墻保溫板的組成材料、構(gòu)造形式和成型工藝

1.1 新型復(fù)合外墻保溫板的組成材料

新型復(fù)合外墻保溫板的組成材料包括裝飾面層、保溫層、惰性氣體層和木質(zhì)基層。其中：在考察材料的保溫裝飾效果、抗壓強度、吸收性以及成本的基礎(chǔ)上，保溫材質(zhì)選用擠塑板和惰性氣體相結(jié)合共同作用；對比傳統(tǒng)用粘結(jié)砂漿粘粘保溫板施工方法，改為用木質(zhì)基層釘粘結(jié)合，實驗釘粘強度為0.1MPa；木質(zhì)基層要求產(chǎn)品的力學(xué)性能滿足要求。面層材料主要作用是保證外墻保溫板的防水性和耐久性，同時具有良好的粘結(jié)性能、耐候性能以及抗沖擊性能。選用硅酸鈣板作為基層在上面涂刷裝飾面層。

1.2 新型保溫板的構(gòu)造形式和成型工藝

新型復(fù)合外墻保溫板是以硅酸鈣板作為上面層的材料，木質(zhì)基層作為下面層的材料，內(nèi)部有保溫層聚苯板和惰性氣體層共同構(gòu)成復(fù)合外墻板。裝飾面在硅酸鈣板上側(cè)，起裝飾作用，也作為一道防水層，和硅酸鈣板一起構(gòu)成外墻保護裝飾層；惰性氣體層不僅起到保溫節(jié)能的作用，而且由于輕質(zhì)，可以降低外墻質(zhì)量，擠塑板和惰性氣體密封層采用改性丙烯酸酯膠粘結(jié)；木質(zhì)基層與下面墻體釘粘良好，起到連接和保護密封氣體層的作用（見圖1）。

這種復(fù)合型外墻板適用于外墻外保溫。保溫裝飾一體構(gòu)造形式為：裝飾外墻面-硅酸鈣板保護層-擠塑板保溫層-惰性氣體密封層-木質(zhì)安裝基層-復(fù)合型外墻保溫板。實際應(yīng)用中，直接把復(fù)合外墻保溫板釘粘在外墻上，用作保溫裝飾層。復(fù)合外墻保溫板在工廠化生產(chǎn)時，加工成帶榫槽的形式，用建筑密封膏等防水密封材料嵌縫（見圖2）。

圖1 復(fù)合型外墻保溫板的構(gòu)造

圖2 復(fù)合型外墻保溫板縫的處理

2 新型復(fù)合外墻保溫板的性能

新型復(fù)合外墻保溫板首先要滿足外墻保溫裝飾性能要求，其次，由于保溫裝飾板外面不再另設(shè)保護層，要求復(fù)合外墻板本身具有一定的防護性能，使其在可能發(fā)生的沖擊荷載或其它設(shè)計要求允許的外墻風(fēng)荷載作用下不易破壞。另外，復(fù)合外墻板直接暴露在外界自然環(huán)境中，長期經(jīng)受溫度變化、日照雨淋及反復(fù)凍融等自然條件作用，要保持其應(yīng)用的使用功能，還必須具備良好的耐久性和美觀性。

復(fù)合外墻板沒有相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由于不做外墻結(jié)構(gòu)層使用，只起到保溫裝飾及保護層作用，因此，參照以下標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的實驗方法和相關(guān)的性能指標(biāo)：《玻璃纖維增強水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板》（GB/T19631-2005）、《鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾心板》（JC623-1996）、《纖維水泥夾芯復(fù)合墻板》（JC/T1055-2007）；《建筑構(gòu)件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質(zhì)的測定標(biāo)定防護熱箱法》（GB/T13475-2008）、《金屬面聚苯乙烯夾芯板》（JC689-1998）、《硬質(zhì)泡沫塑料彎曲性能的測定》（GB/T8812.1-2007）。新型復(fù)合外墻板綜合性能的測試結(jié)果見表1。

表1 復(fù)合型外墻保溫板的綜合性能

3 新型復(fù)合保溫外墻板與傳統(tǒng)外保溫墻面的比較

新型復(fù)合外墻板與傳統(tǒng)外保溫墻面的造價對比，由于采用多層材料復(fù)合，新型復(fù)合外墻保溫板的成本略高（比傳統(tǒng)的外保溫墻面高8元/m2）。但實際上，避開不同材料的組合價值進行單純的價格比較不符合經(jīng)濟規(guī)律，應(yīng)該評價兩者的功能價格。新型復(fù)合外墻保溫板具有傳統(tǒng)外墻面不可比擬的優(yōu)勢：保溫裝飾效果一體化裝配率高，同時提高外墻面的整體保溫效果，提高外墻的耐久性和變形能力；產(chǎn)品工廠預(yù)制，現(xiàn)場施工工藝簡單。

4 結(jié)語

新型保溫板以外墻裝飾面作為面層材料，滿足裝飾和耐久性要求；木質(zhì)基層和外墻基層有良好的釘粘能力；具有優(yōu)異的保溫性能，可以滿足外墻保溫在嚴寒地區(qū)節(jié)能65%要求。惰性氣體層起到保溫和防火作用，與擠塑聚苯板共同構(gòu)成復(fù)合保溫板的保溫層。新型保溫板比傳統(tǒng)保溫板每平米高8元/平米，但這種板具有良好的保溫性能、力學(xué)性能和耐久性能；同時可以提高施工工效、改善建筑物的保溫性能和耐久性。綜合考慮，新型復(fù)合外墻保溫板性價比較高，可以降低外墻保溫裝飾板的綜合造價。

目前，我國既有建筑的外墻保溫絕大多數(shù)達不到節(jié)能要求，外墻保溫技術(shù)相對比較落后；另一方面，鑒于外墻保溫的設(shè)計與施工對外墻冷橋有很多影響，因此，實現(xiàn)保溫裝飾一體化是外墻技術(shù)發(fā)展的重要方向。本研究提出的新型復(fù)合外墻保溫板，通過保溫裝飾復(fù)合實現(xiàn)功能復(fù)合，滿足保溫性能的同時兼顧外墻的裝飾效果，具有很好的市場推廣應(yīng)用前景。

[1]Fong K F，Hanby V I，Chow T T.HVAC system optimization for energy management by evolutionary programming[J].Ener-gy and Buildings，2006，38（3）：220～231.

[2]顧天舒，謝連玉，陳 革.建筑節(jié)能與墻體保溫[J].工程力學(xué)，2006，23（S2）：167～184.

[3]張啟峰，葛雪雯.建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望[J].建筑節(jié)能，2008（8）：69～73.