EPS泡沫混凝土復合墻板熱工性能研究

黃滟雯吳浩王剛

（1.西華大學土木建筑與環境學院， 四川 成都 610000）（2.中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所， 廣東 湛江 524091）（3.攀枝花學院土建學院， 四川 攀枝花 617000）

0 引言

隨著科技的進步，污染的日益嚴重，資源的日益匱乏，綠色建筑已成為建筑行業科學發展的大趨勢[1]。目前我國對于綠色建筑的裝配式鋼結構、裝配式混凝土結構等的研究逐漸增加，而作為綠色建筑裝配式結構的重要組成部分圍護結構的研究還有待提高[2-3]。圍護結構起著保溫隔熱、隔聲、防水防潮等作用，其中墻板的熱工性能對建筑節能起著重要作用。

現階段可應用于裝配式建筑的保溫隔熱一體化墻板有薄壁混凝土巖棉復合外墻板、混凝土聚苯乙烯復合外墻板、混凝土膨脹珍珠巖復合外墻板、鋼絲網水泥保溫材料夾芯板、SP 預應力空心板、加氣混凝土外墻板等，但這些墻板都各自有著各自的不足之處。EPS泡沫混凝土復合墻板作為一種新型復合墻體擁有質輕、保溫、隔熱、隔聲、防潮、防水、墻面可釘掛等優點，是個優良的裝配式圍護結構材料。現本文對EPS泡沫混凝土復合墻板的熱工性能進行探究。

1 復合墻板組成材料

EPS泡沫混凝土復合墻板尺寸為2440x610x120mm，是一種“三明治”型夾心保溫板材。上下兩層面板采用的是 10mm厚的硅酸鈣中纖蒸汽板，此板以硅、鈣為主要材料，用輥壓、加壓技術，經壓蒸養護、表面磨光等處理而制成。芯材是以聚苯乙烯顆粒、粉煤灰、礦渣、高效發泡水泥和多種外加劑配比而成的EPS泡沫混凝土。

2 復合墻板熱阻理論計算

EPS泡沫混凝土復合墻板是由硅酸鈣中纖蒸汽板和EPS泡沫混凝土組成的，根據《民用建筑熱工設計規范》（GB 50176-2016）中對復合圍護結構的有關要求進行計算。

EPS泡沫混凝土導熱系數為0.281 W/(m□K)，根據毛站紅對不同硅酸鈣板導熱系數進行的研究，墻板采用的硅酸鈣中纖蒸汽板導熱系數取0.204。

多層勻質材料層組成的圍護結構平壁熱阻的計算公式：

式中：R1，R2 Rn——各層材料的熱阻。計算得出 EPS泡沫混凝土復合墻板的熱阻為0.689。

3 復合墻板熱工性能測試

3.1 試驗方法

本試驗通過測定復合墻體的導熱系數來判定其導熱能力。測定復合墻體的導熱系數有穩態法和非穩態法，穩態法是建立一個在復合墻體各點的溫度不隨時間變化的穩態溫度場，然后測出復合墻板兩側的溫度差和熱流速率，從而計算出復合墻體的導熱系數。試驗采用北京世紀建通技術開發有限公司的JTRG-1建筑圍護結構保溫性能檢測裝置，此裝置由熱箱、冷箱、試件架和控制器組成。

在裝置中砌筑1000x1000x120mm的復合墻板，在復合墻板的熱箱面貼上兩個熱流計和五個溫度傳感器，其布置如圖 2所示。熱流計編號從上往下為 1號、2號，溫度傳感器從左往右、從上到下編號分別為1號、2號、5號、6號、7號。在復合墻板的冷箱面與熱箱面相對應位置貼上五個溫度傳感器，如圖 3所示。溫度傳感器從左往右、從上到下編號分別為3號、4號、8號、9號、10號。冷箱溫度為室外溫度，溫度控制在 9℃—15℃，熱箱溫度控制在 31℃左右，熱流計和溫度傳感器溫度通過箱體的數據傳輸通道與箱體外側配套使用的 JTNT溫度熱流自動采集儀每一分鐘進行一次采集。

3.2 試驗結果分析

試驗進行了24小時，測得的溫度平均值、熱流平均值。內側墻面的溫度穩定后在30℃左右，外側墻面的25℃上下波動。熱阻分析的方法有算數平均法和動態分析法，由試驗數據計算結果可知算數平均法較動態分析法計算出的熱阻高，傳熱系數低。

試驗測得EPS泡沫混凝土復合墻板的熱阻為0.676m2·K/W、導熱系數為0.178 W/（m·k），與計算得出的熱阻值0.689比較接近。

4 結論

EPS泡沫混凝土復合墻板具有較低的導熱系數，保溫隔熱性能良好。其優良的熱工性能、較低的吸水率、高強的吊掛力、較強的抗震能力和施工生產方便的性能使之可成為優良的裝配式建筑圍護結構。