復合型外墻保溫板設計及應用研究

劉燕兵 王金奎 張 坦 白 優

（河北建筑工程學院 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用，建筑節能得到全社會的廣泛關注。據統計，國外發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]。建筑節能是綠色建筑節能工作的重點。在節能75的標準要求下，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。傳統的保溫材料已經不能很好的滿足北方節能發展的需要。

外墻作為建筑主要的圍護結構，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溫度波動起穩定作用。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，我國外墻保溫技術與外墻裝飾技術還沒有很好的結合，2道工序分別施工。某些工程外墻保溫隔熱做得不好，導致外墻裝飾出現裂縫、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，提高施工效率和質量。因此，開發高效、節能、多功能的復合外墻保溫板，是我國外墻保溫裝飾技術發展的重要方向，也是提升我國建筑裝配率、實現建筑節能綠色環保總體目標的重要措施。

1 新型復合外墻保溫板的組成材料、構造形式和成型工藝

1.1 新型復合外墻保溫板的組成材料

新型復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上，保溫材質選用擠塑板和惰性氣體相結合共同作用；對比傳統用粘結砂漿粘粘保溫板施工方法，改為用木質基層釘粘結合，實驗釘粘強度為0.1MPa；木質基層要求產品的力學性能滿足要求。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 新型保溫板的構造形式和成型工藝

新型復合外墻保溫板是以硅酸鈣板作為上面層的材料，木質基層作為下面層的材料，內部有保溫層聚苯板和惰性氣體層共同構成復合外墻板。裝飾面在硅酸鈣板上側，起裝飾作用，也作為一道防水層，和硅酸鈣板一起構成外墻保護裝飾層；惰性氣體層不僅起到保溫節能的作用，而且由于輕質，可以降低外墻質量，擠塑板和惰性氣體密封層采用改性丙烯酸酯膠粘結；木質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）。

這種復合型外墻板適用于外墻外保溫。保溫裝飾一體構造形式為：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-木質安裝基層-復合型外墻保溫板。實際應用中，直接把復合外墻保溫板釘粘在外墻上，用作保溫裝飾層。復合外墻保溫板在工廠化生產時，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 復合型外墻保溫板的構造

圖2 復合型外墻保溫板縫的處理

2 新型復合外墻保溫板的性能

新型復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保護層，要求復合外墻板本身具有一定的防護性能，使其在可能發生的沖擊荷載或其它設計要求允許的外墻風荷載作用下不易破壞。另外，復合外墻板直接暴露在外界自然環境中，長期經受溫度變化、日照雨淋及反復凍融等自然條件作用，要保持其應用的使用功能，還必須具備良好的耐久性和美觀性。

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

表1 復合型外墻保溫板的綜合性能

3 新型復合保溫外墻板與傳統外保溫墻面的比較

新型復合外墻板與傳統外保溫墻面的造價對比，由于采用多層材料復合，新型復合外墻保溫板的成本略高（比傳統的外保溫墻面高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濟規律，應該評價兩者的功能價格。新型復合外墻保溫板具有傳統外墻面不可比擬的優勢：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；產品工廠預制，現場施工工藝簡單。

4 結語

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；木質基層和外墻基層有良好的釘粘能力；具有優異的保溫性能，可以滿足外墻保溫在嚴寒地區節能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成復合保溫板的保溫層。新型保溫板比傳統保溫板每平米高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達不到節能要求，外墻保溫技術相對比較落后；另一方面，鑒于外墻保溫的設計與施工對外墻冷橋有很多影響，因此，實現保溫裝飾一體化是外墻技術發展的重要方向。本研究提出的新型復合外墻保溫板，通過保溫裝飾復合實現功能復合，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.建筑節能與墻體保溫[J].工程力學，2006，23（S2）：167～184.

[3]張啟峰，葛雪雯.建筑節能技術應用現狀及前景展望[J].建筑節能，2008（8）：69～73.