Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ 结构隔热板建筑体系的应用 口文／唐佩虹 郑庆桂 摘王 健 戴自强 李志国 要：文章针对我国当前建筑节能发展现状，从环保和可持续发展的理念出发，系统地介 绍了结构隔热板建筑体系的发展和应用现状。 关键词：结构隔热板；建筑体系；建筑节能 结构隔热板建筑体系在美国已经是一种成熟的建 筑节能体系，其构造简单、安装方便、对建筑物基础要 求不高，而且具有可持续发展理念。目前在我国应用较 少，适合大城市城郊别墅类及部分农村地区的节能建 筑。 １结构隔热板的概念 １．１结构隔热板 采用ＥＰＳ板作为芯板，２片面材由粘合剂粘在其 上，当这样做成的板材既承重又隔热时，称之为结构隔 热板，见图１。其厚度为１１４～３ｌ１ ｌｉｌｍ，用以满足不同隔 热程度和承重强度的要求。 ＯＳＢ面材 芯板 图１结构隔热板结构 面材可以是定向木片板材（ＯＳＢ，也称欧松板）、纤 维水泥板、玻镁平板等。目前在美国最常用的和测试数 据最全是ＯＳＢ。而纤维水泥板和玻镁板是业内普遍认为 有发展前途的面材。 １－２结构隔热板的用途 １）用于商业上大跨度的建筑物，例如大厂房或购 物中心。结构隔热板在这种用途中，一般都要有金属或 木框架做承重框架。 ２）既承重又隔热的屋顶系统。结构隔热板在这种 用途中，墙体可以由任何材料建成，结构隔热板只用来 做屋顶。 ３）用于建１～３层的民用住宅，作为承重墙和屋 顶。结构隔热板在这种用途中既承重又隔热；可以不用 框架或木框架；尤其是做屋顶时，由于结构隔 度高，它的跨度可以相对加大。 主要介绍第３种用途。 ２结构隔热板建筑体系 １）设计和剪裁方案。 结构隔热板在不用任何框架而自成一个建筑体系 时，只限于盖１～３层的低层建筑。板材是在车问里按 图纸剪裁而成，特殊的是结构隔热板需要有一个板材 剪裁方案的设计步骤。分析整栋房子的设计图，设计 出每堵墙和每块屋顶的板材剪裁方案。最常用的设计 软件是ＣＡＤ，北美和欧洲市场上也有专门为结构隔热板 剪裁设计使用的３Ｄ－ＣＡＤ／ＣＡＭ软件，软件可以根据房子 的设计图纸，自动算出板材的剪裁方案和所需要的所 有零配件清单。 ２）板材的生产。 把２片面材和ＥＰＳ芯板由高分子粘合剂压在一 起，然后按结构隔热板剪裁方案进行剪裁。剪裁可用人 工，也可以用由ＣＡＤ软件设计出的剪裁方案直接输入 到全自动剪裁机的控制系统中。这样裁出来的板材误 差是在毫米级。剪裁好板材的边上处理，也是在车间里 完成的。 ３）施工。 在施工工地，成套结构隔热板的墙体和屋顶板材 可以被快速的组装起来。一栋２００ ｍ 的房子４人可以 在２ ｄ之内组装完毕。水泥地基大约需要２ ｄ打成，加 上整栋房子的内外装修时间，最快可以１个月建成一 栋房子。结构隔热板密度很小，大约为２０ ｋｇ／ｍ （１０１．６ ｍｉｌｌ厚），大部分组装工作都可以由手工完成，尤其是墙 体，只是屋顶和２楼的板材最好由吊车完成。 当然，作为结构隔热板建筑体系，还要包括：地基、 内墙防火、外墙防水、上下水管道、电线设置和冷暖气。 由于结构隔热板的自重轻，一般来讲１００ ｍｉｉｌ的一层水 泥混凝土做地基就够了或者是在墙的正下方浇筑水泥 混凝土基础，一楼的地板架在横梁上。内墙防火是靠在 内墙上装石膏板，石膏板的厚度决定防火时间。外墙防 水是在外墙板材上加一层防水塑料薄膜，然后再装外 墙面材。外墙面材的范围很广，包括砖、水泥、塑料板、 瓷砖、木片等。电线设置是在结构隔热板的芯板中预先 留好通道；上下水管道也设在墙体中；冷暖气可以根据 当地的习惯来安装。结构隔热板组装房屋的良好隔热 性能，对冷暖气机功率的要求相对降低，但由于房子是 完全密闭的，需有一个风扇进行机械换风。 ３结构隔热板及其房屋的特点 ３．１节能 结构隔热板建筑体系的最大优势就是节能。不仅 是板材的隔热系数高，关键是房子整体隔热性能好。结 构隔热板建成的房子，形成一个完全密封的ＥＰＳ保温 硬壳，房子的整体阻热系数比传统的钢筋水泥和砖瓦 结构的建筑可节能７５％以上。见表１。 表１ 不同厚度结构隔热板的阻热系数 厚度／ｍｍ 阻热系数／（Ｋ・ｍ２．Ｗ ） 传热系数／（Ｗ・ｍ ２．Ｋ ） １１４ ２．６４ ０．３８ １６５ ４．Ｏ５ Ｏ．２５ ２ｉ０ ５．２９ ０．１９ ２６０ ６．７０ Ｏ．１５ ３１ｌ ８．１１ Ｏ．１２ 两侧面材（ＯＳＢ）的厚度均为１１．１１ ｍｍ，其余为ＥＰＳ芯板 ｉ的厚度，温度均为２３．８９℃ ３．２轻质高强 结构隔热板的白重轻。墙体的厚度大部分是ＥＰＳ， 常用墙体的密度只有１６￣３３ ｋｇ／ｍ ，对地基的要求很 低，见表２。 表２结构隔热板的密度 板材总厚度／ 芯板材质 质量／ ｍｍ （ｋｇ・１１１ ） １１４．３Ｏ ＥＰＳ １６．２５ １６５．１Ｏ ＥＰＳ １７．１８ ２１５．９Ｏ ＥＰＳ １７．９１ １１４．３Ｏ 聚氨脂 １７．７６ ｌ６５．１０ 聚氨脂 １９．５２ １６５．１Ｏ 麦秸 ３３．２８ 面材均为１１．１１ ｍｍ厚的ＯＳＢ 在美国，ＯＳＢ面材和结构隔热板板材都按照美国国 家标准经过了一系列的严格检测。用结构隔热板建成 的房屋，在龙卷风、地震和台风中的损失轻微。 ３．３环保 结构隔热板的面材ＯＳＢ是由３～５ ａ快速生长木材 制成，原材料可再生，可节能和减少环境污染。 ３．４抗震 １９９５年，在日本神户７．２级的大地震中，由一家美 国公司修建的６栋结构隔热板建成的房屋完好无损， 而其他新的按照严格的防震标准建成的建筑都受到严 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｏｉｎｅｅｒｉ 重的损害。经此之后，结构隔热板体系在日本的应用逐 渐风行。 除此之外，在灾难恢复期，结构隔热板因其施工周 期短而引起、建筑商和开发商的注意。２００８年５月 １２日汶ＪＩｆ ８．０级大地震后，美国科学家联合会给中国 写了一份建议书，建议在地震灾区重建中使用结构隔 热板建筑体系。 ３．５防火 对结构隔热板建筑体系进行防火测试，在和传统 的木制结构相似的情况下，结构隔热板建筑体系的防 火数据均达到了北美国家的防火标准。 ３．６舒适 结构隔热板建成的房子隔热、隔音、密封性能好。 ３．７易于维护 建筑物的设计使用寿命为５０ ａ。一旦建成，墙体和 屋顶不需要特殊维护。 ４结构隔热板房屋造价 结构隔热板房屋造价包括２部分：结构隔热板成 套别墅板材的费用和板材的组装施工、内外装修费用。 如果所有材料全部进口的话，估算造价２ ７５０￣３ ５００ 元／ｍ。。 ５建议 １）结构隔热板体系特别适合于灾后重建地区。该 类板材质量轻，宜于长途运输；同时装配程度高，可快 速建成；节能保温，综合性能优越。可作为我国广大地 区的一种具有特殊救灾意义的永久性建筑体系。 ２）就目前天津地区而言，这种结构隔热板建筑体 系具有推广应用的可能性。该类建筑总体自重较小，若 建成２～３层的别墅类建筑，可大大节约基础施工的难 度和费用。同时该类建筑节能效果较好，不仅可以达到 “三步节能”的要求，而且可在此基础上开发适合“四步 节能”的新型建筑体系。 口■ 口中图分类号：ＴＵ５５１ 口文献标识码：Ｃ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ １）０４—１ ０—０２ 口收稿日期：２０１０—１１—１８ 口作者简介：唐佩虹／女，１９６３年出生，美国高级工程师，博士，天 津派尔尼尔科技发展有限公司，从事新型 体系研究工作。 口郑厌桂／美国美观建筑有限公司。 口王健、戴自强、李志国／天津大学。
