复合型外墙保温板设计及应用研究

刘燕兵 王金奎 张 坦 白 优

（河北建筑工程学院 河北张家口 075024）

前言

近年来，随着绿色装配式建筑的推广和应用，建筑节能得到全社会的广泛关注。据统计，国外发达国家的建筑能耗占社会总能耗的30～40%[1]，建筑能耗中，通过外墙造成的能耗约占建筑总能耗的60～70%[2]。建筑节能是绿色建筑节能工作的重点。在节能75的标准要求下，聚苯板、岩棉板的厚度不断增加，不仅增加了施工难度，并且外墙保温脱落的诟病更加明显。传统的保温材料已经不能很好的满足北方节能发展的需要。

外墙作为建筑主要的围护结构，是建筑中能量散失的主要部位；同时，外墙作为蓄热体对室内温度波动起稳定作用。因此，外墙保温性能的好坏，不仅直接影响建筑物的能耗，还影响使用者的热舒适程度[3]。另外，外墙保温装饰构造的处理还影响外立面的美观效果。目前，我国外墙保温技术与外墙装饰技术还没有很好的结合，2道工序分别施工。某些工程外墙保温隔热做得不好，导致外墙装饰出现裂缝、脱落，进而影响外墙保温和美观。

外墙保温装饰层的做法主要采用保温板，典型的有防火性能B级酚醛保温板、挤塑聚苯板等有机材料和防火性能A级的岩棉板等无机材料。复合型外墙保温装饰板不仅保温效果好，而且可以减少施工工序、提高墙面抗震性能，改善外墙面美观效果，提高施工效率和质量。因此，开发高效、节能、多功能的复合外墙保温板，是我国外墙保温装饰技术发展的重要方向，也是提升我国建筑装配率、实现建筑节能绿色环保总体目标的重要措施。

1 新型复合外墙保温板的组成材料、构造形式和成型工艺

1.1 新型复合外墙保温板的组成材料

新型复合外墙保温板的组成材料包括装饰面层、保温层、惰性气体层和木质基层。其中：在考察材料的保温装饰效果、抗压强度、吸收性以及成本的基础上，保温材质选用挤塑板和惰性气体相结合共同作用；对比传统用粘结砂浆粘粘保温板施工方法，改为用木质基层钉粘结合，实验钉粘强度为0.1MPa；木质基层要求产品的力学性能满足要求。面层材料主要作用是保证外墙保温板的防水性和耐久性，同时具有良好的粘结性能、耐候性能以及抗冲击性能。选用硅酸钙板作为基层在上面涂刷装饰面层。

1.2 新型保温板的构造形式和成型工艺

新型复合外墙保温板是以硅酸钙板作为上面层的材料，木质基层作为下面层的材料，内部有保温层聚苯板和惰性气体层共同构成复合外墙板。装饰面在硅酸钙板上侧，起装饰作用，也作为一道防水层，和硅酸钙板一起构成外墙保护装饰层；惰性气体层不仅起到保温节能的作用，而且由于轻质，可以降低外墙质量，挤塑板和惰性气体密封层采用改性丙烯酸酯胶粘结；木质基层与下面墙体钉粘良好，起到连接和保护密封气体层的作用（见图1）。

这种复合型外墙板适用于外墙外保温。保温装饰一体构造形式为：装饰外墙面-硅酸钙板保护层-挤塑板保温层-惰性气体密封层-木质安装基层-复合型外墙保温板。实际应用中，直接把复合外墙保温板钉粘在外墙上，用作保温装饰层。复合外墙保温板在工厂化生产时，加工成带榫槽的形式，用建筑密封膏等防水密封材料嵌缝（见图2）。

图1 复合型外墙保温板的构造

图2 复合型外墙保温板缝的处理

2 新型复合外墙保温板的性能

新型复合外墙保温板首先要满足外墙保温装饰性能要求，其次，由于保温装饰板外面不再另设保护层，要求复合外墙板本身具有一定的防护性能，使其在可能发生的冲击荷载或其它设计要求允许的外墙风荷载作用下不易破坏。另外，复合外墙板直接暴露在外界自然环境中，长期经受温度变化、日照雨淋及反复冻融等自然条件作用，要保持其应用的使用功能，还必须具备良好的耐久性和美观性。

复合外墙板没有相应的规范标准，由于不做外墙结构层使用，只起到保温装饰及保护层作用，因此，参照以下标准中规定的实验方法和相关的性能指标：《玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板》（GB/T19631-2005）、《钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板》（JC623-1996）、《纤维水泥夹芯复合墙板》（JC/T1055-2007）；《建筑构件稳态热传递性质的测定标定防护热箱法》（GB/T13475-2008）、《金属面聚苯乙烯夹芯板》（JC689-1998）、《硬质泡沫塑料弯曲性能的测定》（GB/T8812.1-2007）。新型复合外墙板综合性能的测试结果见表1。

表1 复合型外墙保温板的综合性能

3 新型复合保温外墙板与传统外保温墙面的比较

新型复合外墙板与传统外保温墙面的造价对比，由于采用多层材料复合，新型复合外墙保温板的成本略高（比传统的外保温墙面高8元/m2）。但实际上，避开不同材料的组合价值进行单纯的价格比较不符合经济规律，应该评价两者的功能价格。新型复合外墙保温板具有传统外墙面不可比拟的优势：保温装饰效果一体化装配率高，同时提高外墙面的整体保温效果，提高外墙的耐久性和变形能力；产品工厂预制，现场施工工艺简单。

4 结语

新型保温板以外墙装饰面作为面层材料，满足装饰和耐久性要求；木质基层和外墙基层有良好的钉粘能力；具有优异的保温性能，可以满足外墙保温在严寒地区节能65%要求。惰性气体层起到保温和防火作用，与挤塑聚苯板共同构成复合保温板的保温层。新型保温板比传统保温板每平米高8元/平米，但这种板具有良好的保温性能、力学性能和耐久性能；同时可以提高施工工效、改善建筑物的保温性能和耐久性。综合考虑，新型复合外墙保温板性价比较高，可以降低外墙保温装饰板的综合造价。

目前，我国既有建筑的外墙保温绝大多数达不到节能要求，外墙保温技术相对比较落后；另一方面，鉴于外墙保温的设计与施工对外墙冷桥有很多影响，因此，实现保温装饰一体化是外墙技术发展的重要方向。本研究提出的新型复合外墙保温板，通过保温装饰复合实现功能复合，满足保温性能的同时兼顾外墙的装饰效果，具有很好的市场推广应用前景。

[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]顾天舒，谢连玉，陈 革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学，2006，23（S2）：167～184.

[3]张启峰，葛雪雯.建筑节能技术应用现状及前景展望[J].建筑节能，2008（8）：69～73.