夹芯复合墙体保温材料的研究现状

穆佳

(同济大学土木工程学院，上海 200092)

夹芯复合墙体保温材料的研究现状

穆佳

(同济大学土木工程学院，上海 200092)

通过总结国内目前夹芯复合墙体保温材料的研究现状，分析了夹芯保温复合墙体中有机合成保温材料与传统无机保温材料的发展历程，指出了各种材料的优点和不足，为其今后的发展提供一些参考和借鉴。

夹心墙，复合墙，保温材料，研究现状

0 引言

随着现代化进程的迅猛发展，世界各国越来越多地受到资源危机的困扰。对于资源相对匮乏的中国来说，节能更是一项基本国策。

建筑节能是近年来世界建筑发展的基本趋势，也是当代建筑科学的一个新的增长点。如何能使建筑能源的浪费现象得到缓解，已经被越来越多的人重视起来。建筑节能刻不容缓。

近年来，随着《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(［2005］33号)、建设部《民用建筑节能管理规定》等一系列文件的颁布，把我国墙材革新和建筑节能工作推向了一个崭新的阶段。

本文主要介绍我国夹芯保温复合墙体中保温材料的研究现状。

1 夹芯保温复合墙体的特点

复合保温墙体是新型墙体材料节能建筑的发展方向之一，而夹芯保温墙体就是复合保温墙体中的一种主要形式。这种墙体一般由内、外叶墙体以及其中的夹芯层构成，将保温绝热材料(如聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡聚氨酯、岩棉、膨胀珍珠岩等)设在内、外叶墙体的中间，形成保温层。

夹芯保温复合墙体作为一种新型墙板结构，其主要特点总结如下:

1)降低工程成本。夹芯保温复合墙板体系在极大程度上发挥每种材料的优势及作用，节省材料，墙体一般由内叶墙、保温层、外叶墙构成，内外叶墙体承重，保温绝热材料设在外墙墙体的中间，有利于发挥墙体材料本身的保护作用，从而免去保温层、材料层的增强面层，造价相对降低。

2)保温隔热隔声。夹芯复合墙板体系保温材料采用容重低、导热率低材料，同时连续贯通的保温层构造使墙板具有更好的热工性能。另外，夹芯层的厚度还可根据保温隔热隔声的实际需要改变，使其达到墙体节能的各项要求。

3)延长结构的使用寿命。夹芯保温墙体通过将保温层设在内外叶墙体中间，有效地保护了保温材料，使其不受外界环境的影响，延长了保温材料使用寿命。

4)适用范围广。夹芯外保温复合墙体的材料不受限制，施工简单，热工性能好而且造价不高，适于全国不同的地区。

2 夹芯保温复合墙体中保温材料的发展历程

目前，国内外研发和使用的墙体节能保温材料主要分为有机合成保温材料(聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯等)和传统的无机保温材料(如岩棉、膨胀珍珠岩等)两大类。

2.1 有机合成保温材料

模塑聚苯乙烯板(EPS)，又称聚苯乙烯泡沫塑料板，其导热系数较低，由其组成的外墙保温系统，保温隔热性能优异，并且在防水、抗风压、抗冲击方面也表现出很好性能的保温材料，因此，EPS聚苯板在国内外都有着广泛的应用［1］。挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)，简称挤塑板，其具有导热系数更低，防水、抗压、抗冲击性能更好的优点［2］。

白云龙等［3］对以孔内插聚苯板(EPS板)的混凝土空心砌块砌筑的新型夹芯复合墙体的隔热性能进行了试验和数值模拟对比分析，发现孔内插聚苯板的混凝土空心砌块墙体在热工性能指标方面，完全可以满足南方地区公共建筑和居住建筑的节能标准要求，并且在力学性能和经济性方面，与加气混凝土砌块墙体相比，都有着明显的优势。

发泡聚氨酯(PUF)，聚氨酯泡沫一般分为硬泡、软泡和半硬泡，建筑保温绝热主要使用的是聚氨酯硬泡［2］。该材料同样具有较低的导热系数，同时其防水防潮、抗压、耐腐蚀等特点，决定着它也是一种会被广泛研究和应用的保温材料。

赫海灵等［4］针对墙体节能30%和50%的两种节能方案，分别对以聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫作为保温材料的两种夹芯复合墙体进行优化设计，发现从经济性和节能效果综合考虑，节能50%比节能30%更加经济合理;同时认为:虽然从保温效果来看，聚氨酯泡沫板保温效果较好，但造价较高，在设计中需要综合考虑成本回收期等因素进行选择。

尽管以上介绍的三种保温材料都有着明显的优势，但是有机材料较差的耐火性成为它们致命的缺点。中央电视台总部大楼于2009年发生的特大火灾事故，就是由于采用了XPS板作为其外墙外保温材料，而在大火中起到了助长火势的作用。同样，2010年上海静安区一栋高层教师公寓楼造成特大火灾事故，也是由于外墙违规使用大量聚氨酯泡沫等易燃保温材料而造成的不可逆转的后果［5］。因此，在对建筑外墙的保温材料进行选择时，采用绝热和防火安全性能更好的无机保温材料，或者选择将保温材料作为芯层的夹芯保温复合墙体，可能会有更好的效果。

2.2 传统无机保温材料

岩棉的抗火性能好、导热系数小、质轻、耐久，在墙体保温体系中，是一种性能优越的保温材料。石玉强等［6］对以岩棉作为保温材料的夹芯保温复合墙体的施工方法及经济效益进行了分析，认为与普通住宅相比，岩棉复合墙体节能住宅的建筑节能投入少而效益明显，具有很强的生命力，非常值得推广和引用。

膨胀珍珠岩是一种抗火性能好、导热系数小、质轻、吸声的传统建筑保温材料，在我国的建筑行业有着广泛的应用。李成章等［7］研究了PZX复合墙体，这种墙体内叶为240 mm承重墙，外叶为120 mm墙体，中间为不吸水膨胀珍珠岩保温芯板，通过对此类复合墙体节能住宅的试验测试，认为其具有较好的抗震性能和节能保温效果，同时造价在可以控制的范围之内，在北方地区的节能住宅中有着很好的前景。

泡沫混凝土的突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，赋予混凝土轻质和保温隔热性能。华南理工大学的石川等［8］对采用泡沫混凝土作为复合墙体芯材的稳定性和工艺进行了研究，认为以600 kg/m3容重的泡沫混凝土为芯材制备夹芯保温复合墙板较为合适;而以容重在300 kg/m3以下的泡沫混凝土为芯材制备的夹芯复合墙板由于强度低、粉化严重、面板粘结不牢等原因限制了其目前的使用。

3 不足及展望

目前，我国夹芯保温复合墙体中保温材料的品种较为单一，研究较多的有机和无机保温材料也都由于其自身无法克服的缺点而使其使用受到了限制。同时，市场上现存的保温材料鱼龙混杂，没有很好的控制标准，要想使夹芯保温复合墙体得到更好的推广和应用，也需要科研人员继续深入研发更加安全节能并且经济可行的新型保温墙体材料。

［1］ 郝先成，詹小玲，李廷芥.膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统施工工艺研究［J］.建筑节能，2007(3):36.

［2］ 周丽红，李寿德.节能复合墙体保温材料分析与探讨［J］.砖瓦，2008(9):118-120.

［3］ 白云龙，任 鹏，张宇峰，等.聚苯板插孔混凝土空心砌块墙体热工性能［J］.新型建筑材料，2007(12):36.

［4］ 赫海灵，柳 鹏，金 鑫.复合墙体节能技术经济分析［J］.水利科技与经济，2008(12):983-984.

［5］ 夏朝晖.建筑外墙外保温材料防火安全的选型设计探讨［J］.华中建筑，2011(7):104-105.

［6］ 石玉强，崔玉栋.新型岩棉复合墙体——外保温岩棉复合墙体施工［J］.黑龙江科技信息，2003(7):148.

［7］ 李成章，王天恩.PZX复合墙体节能住宅的研究［J］.施工技术，1998(7):17.

［8］ 石 川.泡沫混凝土及其复合墙板的研究［D］.广州:华南理工大学，2013.

The research present situation of sandw ich com posite wall thermal insulation m aterial

Mu Jia

(Civil Engineering School，Tongji University，Shanghai200092，China)

Through summing up the domestic current research present situation of sandwich composite wall thermal insulation material，analyzed the developing course of organic synthesis thermal insulation material and traditional inorganic heat preservation material in sandwich insulation composite wall，pointed out the advantages and disadvantages of variousmaterials，provided some reference for its future development.

sandwich wall，composite wall，insulation material，research present situation

TU201.5

A

1009-6825(2015)29-0188-02

2015-08-08

穆 佳(1990-)，女，在读硕士