一種建筑外墻用高性能保溫裝飾一體化板的設(shè)計(jì)

甘季中 曹萬智 王洪鎮(zhèn) 楊永恒

（1西北民族大學(xué)；2甘肅省新型建材與建筑節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3蘭州民大土木工程科技有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

中國(guó)建筑行業(yè)每年平均以20億平方米左右的速度發(fā)展，另一方面，在現(xiàn)有的400多億平方米建筑當(dāng)中，真正達(dá)到低碳節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不到10%，其他的90%都是耗能建筑。大力發(fā)展節(jié)能型建筑已成為共識(shí)，伴隨著對(duì)節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境的要求不斷提高，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫技術(shù)也在日益加強(qiáng)，尤其是近年來外墻保溫技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并成為我國(guó)一項(xiàng)重要的建筑節(jié)能技術(shù)。外墻外保溫結(jié)構(gòu)墻體起到保護(hù)作用并可有效阻斷冷/熱橋，有利于建筑結(jié)構(gòu)壽命的延長(zhǎng)，因此現(xiàn)階段我國(guó)基本上都采用這一種保溫方式。而且外墻外保溫體系結(jié)構(gòu)可以節(jié)約建筑物室內(nèi)體積，還便于對(duì)建筑物進(jìn)行內(nèi)部裝修改造。

公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2009年9月25日聯(lián)合發(fā)布了公通字[2009]46號(hào)文件，即關(guān)于印發(fā)《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》的通知，將外墻保溫防火功能提上了日程，并明確規(guī)定外墻外保溫應(yīng)增設(shè)防火隔離帶，而當(dāng)前使用的防火隔離帶產(chǎn)品一般為無機(jī)保溫漿料、酚醛樹脂板、普通巖棉板。無機(jī)保溫漿料的導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫效果差，容易使外墻產(chǎn)生冷熱橋，施工厚度又不宜控制，且需要多次批抹才能滿足厚度要求，其吸水率較大的缺點(diǎn)降低了外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造的使用壽命。酚醛樹脂板材為有機(jī)材料，即使采用砂漿包裹，當(dāng)其遇到明火依然可以燃燒并釋放大量有毒、有害氣體，給人生安全造成危害。普通巖棉板為橫向纖維結(jié)構(gòu)，其抗壓和抗拉強(qiáng)度都很低，又因其吸水率高，降低了巖棉板本來就較低的抗拉、抗壓強(qiáng)度，使巖棉板防火隔離帶部位成為應(yīng)力的薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)風(fēng)壓及濕熱應(yīng)力的反復(fù)作用后會(huì)造成脫落或開裂，存在著質(zhì)量隱患和安全隱患。

因此，研制新型的防火性能好、使用安全的外墻保溫裝飾一體化板體系已經(jīng)成為本領(lǐng)域探討研究的重要課題，具有廣闊的市場(chǎng)和重要的應(yīng)用價(jià)值。本文主要就一種外墻保溫用新型保溫裝飾一體板的構(gòu)造措施進(jìn)行探究。

1 新型保溫裝飾一體化板的構(gòu)造

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中外墻保溫裝飾板保溫防火效果不佳或粘合性不足以致長(zhǎng)期使用后易脫落、空鼓或開裂，存在安全隱患的問題，該一體板提供一種保溫性能好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)能達(dá)到國(guó)家A級(jí)防火要求，集保溫、防火、隔音為一體。

圖1 保溫裝飾一體板結(jié)構(gòu)

圖2 玻璃纖維粘層

該外墻保溫裝飾一體化板基層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫層，自基層向外依次粘結(jié)第一玻璃纖維氈層、聚酯纖維吸音板層、第二玻璃纖維氈層和裝飾板層。第一玻璃纖維氈層和第二玻璃纖維氈層均包括一層玻璃纖維層和兩層防火層，防火層位于所述玻璃纖維層的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，防火層上涂有噴砂層，用于增強(qiáng)第一玻璃纖維氈層和第二玻璃纖維氈層與其相鄰層間的粘附力。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫層、第一玻璃纖維氈層、聚酯纖維吸音板層和第二玻璃纖維氈層設(shè)置穿透的灌注孔，灌注孔中插入一體式 “工”字形的加強(qiáng)件，保證保溫層的穩(wěn)定性。在加強(qiáng)件的四周澆注界面改性劑。加強(qiáng)件采用玻璃纖維材料、金屬材料或化學(xué)纖維材料，其中，金屬材料可使用硬質(zhì)合金，化學(xué)纖維可使用聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維或聚烯烴纖維。加強(qiáng)件的外表面附一層保護(hù)層，該保護(hù)層為氟碳涂料層。該外墻保溫裝飾一體化板中防火層為無機(jī)膠凝材料層，噴砂層中砂的粒徑為80目～200 目，玻璃纖維層為耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布或短切玻璃纖維。

圖3 加強(qiáng)件結(jié)構(gòu)

2 新型保溫裝飾一體化板的應(yīng)用效果

1）該外墻保溫裝飾一體化板中，在硬質(zhì)聚氨酯泡沫層外設(shè)置兩層玻璃纖維氈層，增強(qiáng)防火效果和提高整體強(qiáng)度；每層玻璃纖維氈層均包括一層玻璃纖維層和兩層防火層，防火層位于玻璃纖維層的兩側(cè)，防火層上涂有噴砂層，顯著增加了玻璃纖維氈層與臨近層間的接觸面積，因此層間的粘結(jié)力大大提升，有效避免了一體化板出現(xiàn)脫層、空鼓。

2）該外墻保溫裝飾一體化板中，設(shè)計(jì)了聚酯纖維吸音板層，相對(duì)于目前在保溫板中常用的泡花板、巖棉板，保溫性能更好，隔音效果更佳。

3）該外墻保溫裝飾一體化板中基層選用硬質(zhì)聚氨酯泡沫層，具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、防水、防火、防腐及強(qiáng)粘結(jié)力的優(yōu)點(diǎn)；聚氨酯硬微小泡體閉孔率≥95%，吸水率≤1%，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.018W/mk，隔熱效果好導(dǎo)效果好，抗壓強(qiáng)度≥100Kpa，拉伸強(qiáng)度高，因此，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫層代替巖棉板增強(qiáng)了保溫裝飾一體化板的防火性能和抗拉伸強(qiáng)度及防水性能。

4）該外墻保溫裝飾一體化板中，貫穿硬質(zhì)聚氨酯泡沫層、第一玻璃纖維氈層、聚酯纖維吸音板層和第二玻璃纖維氈層的加強(qiáng)件，并且在加強(qiáng)件周圍灌注界面改性劑，界面劑改性劑使其涂覆面具有良好的粘結(jié)性和柔韌性，能極大改善涂覆界面改性劑的層與其它層之間的粘結(jié)性，有效的防止脫層和空鼓，同時(shí)還提高了一體化板的整體強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。

5）另外設(shè)計(jì)了適合于本保溫裝飾一體化板的安裝承托件，該承托件可靈活的調(diào)整固定板與活動(dòng)承托板之間的托槽寬度，消除了因一體化板的尺寸誤差，或安裝過程中出現(xiàn)的安裝誤差等造成的支撐不牢固、不美觀等缺陷；進(jìn)一步保證了本實(shí)用新型的外墻保溫裝飾一體化板的安裝效果和安裝質(zhì)量。該承托件固定板的方向開設(shè)有一長(zhǎng)條形的調(diào)節(jié)通孔，與活動(dòng)承托板的水平承托部上開設(shè)有與調(diào)節(jié)通孔相對(duì)應(yīng)的第二通孔，承托板可相對(duì)于水平托板沿所述調(diào)節(jié)通孔移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)固定板與活動(dòng)承托板之間所形成的托槽的寬度。

圖4 安裝承托件結(jié)構(gòu)

圖5 活動(dòng)承托板結(jié)構(gòu)

3 結(jié)語

該外墻保溫裝飾一體化板，選用新型的保溫防火材料，并且增加層間噴砂層，提高接觸面積，設(shè)計(jì)貫穿硬質(zhì)聚氨酯泡沫層、第一玻璃纖維氈層、聚酯纖維吸音板層和第二玻璃纖維氈層的加強(qiáng)件，加強(qiáng)件的周圍還灌注了界面改性劑，進(jìn)一步提升粘附力。因此，整體具備非常優(yōu)異的防火效果，粘合性強(qiáng)，不易脫落、空鼓或開裂。還具有較高的抗拉伸效果，使用壽命長(zhǎng)。設(shè)計(jì)了聚酯纖維吸音板層，相對(duì)于目前在保溫板中常用的泡花板、巖棉板，保溫性能更好，隔音效果更佳。

該保溫裝飾一體化板在工程中推廣使用，可以起到保溫、隔熱、防火、裝飾、隔音、耐久等作用。