关于保温装饰一体化板研究的文献综述Word文档格式.docx
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但是目前应用较多的仍然是EPS/XPS保温板材。
当前我国外墙保温主要为外墙外保温，采用的主要方式有：
泡沫塑料板材、泡沫塑料复合板材、现场发泡类。
传统的泡沫塑料板外墙外保温系统，其基本构造如图1所示。
该系统要求基层墙面找平，平整度达到规范要求。
用胶粘剂将膨胀聚苯板与基层墙体粘结，辅以锚栓固定。
防护层为嵌埋有耐碱网布或热镀锌电焊网增强的聚合物抹面胶浆。
以耐碱网格布为增强网的构造，为了增强抗冲击强度，首层需加一层加强耐碱玻纤网。
饰面层可以是涂料或瓷砖等。
图1典型的泡沫塑料板外墙外保温系统构造
1—基层；
2—胶粘剂；
3—EPS板/XPS板；
4—界面砂浆及玻纤网；
5—薄抹灰面层；
6—饰面层；
7—锚栓（必要时）
我国目前将此作为建筑行业的典型施工工艺并为广大工程施工所采纳，主要有以下原因：
一是EPS保温板材价格低廉；
二是EPS保温板材出现较早，各种配套的设计参数、施工图集、标准、定额都比较完善，材料采购容易；
三是建筑施工队伍大都习惯于水泥、砂浆、抹灰等传统做法，将保温板材加入外墙仍可沿用传统队伍施工及管理。
按照上述图1所列的材料和施工工艺经常造成建筑物出现质量隐患，尤其是裂缝、脱落、开裂现象，另外火灾危害也已经成为目前困扰建筑外墙保温的主要问题。
有的外墙饰面采用的是外墙涂料，在使用的当年就出现了不同程度的裂纹，随着使用时间的延续会使情况继续恶化，在短短几年内就使得外墙出现裂缝甚至出现开裂和脱落现象。
尤其在我国北方地区的冻融现象会加剧上述现象的发生和严重程度。
结合上述图1的典型做法，对于外墙保温出现的上述问题的原因分析如下：
（1）关于裂缝；
脱落；
开裂现象。
A．材料之间的相容性问题
常用于外墙保温板材如EPS、XPS在其分子结构上都属于偏中性材料，其特征是分子结构的对称性。
而在形成的整个外墙结构中的无机材料如水泥等都是强极性材料，这使得它们之间的结合就比较脆弱。
即使增加了有机树脂和界面处理剂等有效的解决办法，但是其效果仍然不容乐观，因为解决材料之间相容性的问题并非那么容易。
有时只是在静态情况下达到了要求或者是通过了某些实验室测定，而在现场问题复杂的得多。
比如结露点位置在粘接面上会出现树脂的水降解因素等。
B．繁杂的施工工艺问题
从图1可见，保温外墙系统需要至少六道施工工序才能完成最终的外墙保温系统。
按照我国施工现场管理角度来说，每一道工序会带来至少二方面质量隐患，一方面是所选定的材料质量是否达到要求；
另一方面是施工人员施工质量是否达到合格要求。
这样相加的结果就会出现十二个质量隐患。
由此可见目前的典型外墙保温施工方式很难达到理想的质量。
（2）关于火灾问题
A．材料问题
我们都知道材料的燃烧性能是导致火灾是否发生的重要因素，在建筑节能中的高效保温材料几乎都是有机高分子材料，而它们几乎都存在被点燃的可能。
目前我国对于这些材料主要采取添加阻燃剂等手段加以解决的，但是很多情况下仅靠这种办法是难以很好的解决这类问题的，如果在分子设计中引入阻燃基团就会更加有效，这种方式也是发达国家所热衷的手段。
另外往往被忽略的是保温材料的热塑性和热固性对于火灾出现时的表现是有很大的区别。
B．施工过程
如果追究火灾出现的原因，有很大一部分出现在施工阶段，尤其是保温材料裸露阶段越久发生火灾的危险就会越大，另外交叉施工也是造成火灾出现的另一个主要原因。
（3）如何改进这些问题
按照上述问题的讨论可以看出，尽可能实现外墙保温系统的工厂化以减少现场施工步骤也许是解决此类问题的有效思路之一。
聚氨酯保温装饰一体化板材正是在这一背景下成为外墙保温行业所热衷讨论的话题，因为它在工厂内完成了建筑外墙保温系统的大部分工序。
我们只需在施工现场进行简单的安装即可，这种理念符合解决我们以上讨论的问题的基本条件。
2．聚氨酯保温装饰一体化板材
聚氨酯保温装饰一体化板材主要指的是已经完成了聚氨酯保温材料与外装饰面的复合产品。
当然其它保温材料也有保温装饰一体化的产品，但是几乎都是由保温材料与外装饰材料采用粘接剂粘接而成，而聚氨酯则可以由自身发泡而直接粘合不需要粘接剂。
2.1聚氨酯保温材料的性能
表1.聚氨酯保温材料的典型物理、化学及施工性能：
项目
描述
导热系数
导热系数小（λ≤0.024W/m·
K）。
聚氨酯是目前工业化保温材料中导热系数最小的。
分子结构
分子结构的强极性。
聚氨酯分子结构具有强的极性，它与常见于工地的建筑材料如水泥、钢铁、玻璃、木材一样都是强极性材料，这就可以形成良好的相容性。
从聚氨酯现场喷涂就可以看到，聚氨酯与水泥之间形成牢固的连接。
施工方式
施工方式的独特性。
与大多数泡沫塑料不同，聚氨酯可以实现由液体形成泡沫的变化过程。
很多情况下不需要运送低密度的泡沫产品，而是将液体运送到加工现场即可。
粘结性
自粘接性。
聚氨酯可以在发泡成型过程中形成对于基体材料的直接粘接而不需要在进行二次粘接。
当然基体同样应当是与聚氨酯类似的强极性材料。
使用寿命
使用寿命较长。
聚氨酯在自然条件下很难发生降解现象，因此它可以在建筑外墙使用条件下长期稳定的存在。
热固性
热固性塑料。
在耐热及阻燃上有较好的表现，比如EPS、XPS软化温度在70度左右，而聚氨酯可以在120℃下使用，即使超过这一温度也不会像前者那样出现软化并滴落的现象。
2.2聚氨酯保温板材种类
（1）按照硬泡外部材料分为：
双硬面；
双软面；
硬软面；
裸板（聚氨酯板）；
（2）按照加工工艺分为：
连续法；
间歇法；
大块泡沫；
（3）按照使用方式分：
墙体结构保温板材；
保温板材；
墙体保温系统；
（4）按照施工工艺不同，可以分作干挂板、湿贴板、灌注板；
（5）按照结构可分作：
结构墙体板、附加墙体板。
在这里主要涉及的是依附于既有墙体的聚氨酯保温装饰一体化板材，也就是我们常说的干（湿）挂板。
2.3聚氨酯保温装饰一体化板材施工工艺
聚氨酯保温装饰一体化板材主要采用湿贴、贴挂、干挂施工工艺，可简捷有效地实现保温装饰目的，特别对高层建筑节能工程、既有建筑节能改造工程提供极大的施工便利和质量安全保障。
如图8-10
图8湿贴
图9贴挂
图10干挂
2.4聚氨酯保温装饰一体化板材特点
聚氨酯保温装饰一体化板材特点可以在以下方面得以体现：
（1）工厂化程度高，质量控制更加容易；
（2）现场施工程序简化，安装快捷，施工效率提高；
（3）阻燃性能优，大幅降低施工阶段火灾出现的几率；
（4）装饰变化更加容易，图案和色彩更加丰富；
（5）有效解决目前保温施工容易出现的裂缝、脱落、开裂现象。
2.5聚氨酯保温装饰一体化板材类型
目前在建筑外墙保温中常用的聚氨酯保温装饰一体化板材有：
（1）外饰面为天然石材板/面砖—聚氨酯复合板材；
（2）外饰面为彩色铝（钢）板聚氨酯复合板材；
（3）外饰面为仿石材板—聚氨酯复合板材；
（4）外饰面为氟碳漆—无机板—聚氨酯复合板材。
从理论上来说，保温材料与外装饰材料的工厂复合都可以被称作保温装饰一体化板材。
但是，在考虑到安装问题之后这种产品形式并不是那么多。
因为在安装时需要考虑更多的实际情况，比如：
固定方式要可靠、安装方便安全、节点处理严密等。
2.5聚氨酯保温装饰一体化板材的生产
聚氨酯保温装饰一体化板材的生产方法大致分为连续复合成型法、非连续复合成型法。
（1）连续性聚氨酯板材
利用大型机器设备把聚氨酯泡沫材料叠铺在连续移动的基板上，然后再把上面板置于正在起发的泡沫上，最后，在固化传送带上经短暂几分钟的固化后，即成泡沫带面板的合成板。
板长可按要求切割。
硬面合成板是由一个硬面和一个软面或两个硬面层组成。
典型的硬软面合成板是用胶合板和沥青毡面组成，可用作屋顶结构。
典型的双硬面合成板是用钢面板。
在某些应用领域如房屋和冷库建筑。
该种产品同非连续生产的合成板竞争激烈。
一条比较先进的生产线可以以14m/min的速度生产厚度在20-60mm的板材。
一座现代化工厂的年产量将超过一百万平方米。
不过，双面金属板生产线价格昂贵，投资大，适合于少品种大批量生产。
对于少量生产，最有效途径还是非连续板生产方法。
连续板材的主要用途是：
工业建筑物（如工业厂房）、建筑物隔热保温、建筑外墙保温防水装饰一体化板、卷帘门板、冷库、中央空调风管等。
板材的厚度一般为20~150mm。
（2）非连续法生产聚氨酯板材
非连续法也称间歇法，适用于生产速率毋需太高，或较厚的、尺寸较大、结构较复杂的板材的加工。
在非连续板材的生产过程中，硬质泡沫材料是填充在两个面板之间，整个泡沫材料在一定的压力下膨胀和硬化。
面板可为钢、铝合金、胶合板、纤维板、粗纸板、灰泥板、水泥板或玻璃纤维增强聚酯板。
此外这种板可以安装边框（如木制），还可制有内空腔、导线管或导线，以及固定装置，以便日后易于安装。
聚氨酯泡沫塑料具有优异的绝热性，可密封所有的间隙并能牢固的与面板粘接，故可制成强度大、重量轻的结构。
聚氨酯泡沫填充有许多工艺方法：
对于闭模时，单点或多点注料或喷枪抽拉注料。
当采用开模时，可采用移动注料。
压机注入法工作原理示意图
计量泵把化学原料打入混合头，混合均匀后，从模具注料孔把原料注入模具空腔。
模具空腔内已事先安放了面材。
发泡、熟化后，即可从模具中取出板材。
根据应用需要，选用平面或凹凸形面材作复合板的面层，模具边框条在泡沫加工完毕后即卸去，可反复使用。
其截面设计成凸缘和凹槽相配合的形状，这样，复合板材边缘也形成相应的凹凸形，装配时很方便，并能消除“冷桥”，提高绝热效果。
压机注射法的泡沫反应物料，过填充量一般为10%～15%。
压机的选择取决于生产效率。
轻型压机夹紧力约100KPa，能满足大多数板材生产的需要。
模具中间设有隔板，故一次发泡可得数块板材。
生产中温度控制很重要，这关系到硬泡的性能及泡沫与面层材料的粘接性。
注料时，面层材料的温度以35～45℃为宜。
具体最佳温度范围取决于面层材料的热导率大小及泡沫反应物料体系的特性。
泡沫在压机中保持最大压力的时间，除与原料体系有关外，很大程度上取决于泡沫芯层的厚度及过填充程度。
为防止板材离开压机后变形，一般说来，每1cm厚硬泡在压机中保压时间为2～3min。
生产中，对保压时间应留有一定的安全系数。
因为生产环境条件很难绝对恒定，多少会有一些变化。
如，泡沫厚为50～75mm，板材尺寸为3m×
1.2m，生产周期约15min，其中注料时间约10s。
对于较长的板材，如房屋侧墙板、大型冷藏车的侧壁板，可用分区浇注法，每一分割区都有浇料口。
发泡区大小以适合发泡机注料为前提。
非连续性板材在建筑部门有极广泛用途，特别是冷库、外墙保温装饰一体化板以及活动房屋。
为了满足发泡剂、密度、阻燃性和制造工艺的要求，所用聚氨酯泡沫材料系统可随情况而改变。
5．聚氨酯保温装饰一体化板材的应用
（1）在新建建筑的节能中的应用
聚氨酯保温装饰一体化板材可以应用于新建的公共和民用节能建筑中。
公共建筑如：
医院、学校、商业及办公大楼等，在墙体基本结构完成之后就可以非常方便的进行安装，而不需要象其它方案那样较高的墙体要求。
（2）在既有建筑节能改造中应用
聚氨酯保温装饰一体化板材在既有建筑改造项目中使用具有其得天独厚的优势。
首先是既有建筑的外墙体基本不需要处理（不需要铲除旧墙面）；
施工阶段几乎可以不影响到正常的办公和居住；
没有水泥等湿作业带来的环境较脏和场地面积占用较大的问题；
施工时间短、效率高；
由于重量轻（罗宝板每平方米在3.5kg左右）不会造成既有建筑不堪重负的现象；
既有建筑外墙的附加物（如电缆、外挂空调等）方便处理。
（3）节能效果分析
我们对山东德宝建筑节能科技有限公司于08年6月施工的济南市中房地产总公司综合办公楼进行了现场检测并与理论计算数据进行对比，大致情况如下：
该工程是一个既有建筑节能改造项目，外墙表面积大约3600㎡，施工要求基本不影响正常办公；
其施工场地狭窄；
工期要求在一个月内完成；
节能要达到济南市公共建筑节能标准，以K值衡量要求K≤0.60W/㎡K。
该工程采用了罗宝板，施工过程基本满足了甲方要求，我们随后对于节能效果进行了复算和现场测试。
表1罗宝板安装实际建筑的参数
窗墙比
0.26
空气层厚度x
25mm
保温层厚度y
全年累计热负荷指标z
15.22kw.h/m2
采用仪器：
建筑热工温度热流巡回检测仪
达到了《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）对济南地区墙体热工性能的要求（传热系数≤0.6W/m2.K）。
表2热流测点处的理论墙体传热系数
厚度（mm）
导热系数（W/m.K）
热阻（m2.K/W）
传热系数（W/m2.K）
内外表面换热热阻
0.150
0.60
基层墙体（砖墙）
240
0.814
0.295
空气层
25
0.027
0.504
基层墙体与罗宝板的辐射换热系数
0.903
聚氨酯
0.025
1.000
外表面换热热阻
0.043
市中房产办公主楼是上个世纪末竣工使用的5层楼房，建筑面积3300㎡，由于年久失修，建筑外墙有多处瓷砖脱落、墙体渗漏水，外窗密封性能下降，用电量逐年增高，严重影响使用安全及单位形象。
2008年，市中房产办公主楼进行了建筑节能外墙改造。
改造采取罗宝板保温一体化系统（聚氨酯厚度25mm，空气层厚度25mm）有效的降低了墙体的K值，改善了外墙的保温性能，达到了节能保温的目标。
窗体由单层铝合金改为中空双层塑钢，朝南的窗户全部加贴保温遮阳膜，防止阳光直射刺激眼睛以及夏日里的光照效应。
同时减少北墙的窗户，缩小会议室玻璃窗的面积。
工程完工后，不仅原本破旧的楼房焕然一新，大大提升了房间的舒适度，楼房的整体耗能大大减少，降低了能耗。
减少了采暖空调的成本。
表6.1外墙传热系数的比较
部位
改造前传热系数
W/m2.K
改造后传热系数W/m2.K
传热系数差值W/m2.K
传热系数减小比
%
外墙
2.00
0.60
1.40
70.0
表6.2建筑项目面积指标和分季节指标比较
改造前
改造后
差值
下降率%
采暖季热负荷指标W/m2
35.64
18.61
17.03
47.8
空调季冷负荷指标W/m2
27.52
23.64
3.88
14.1
全年累计热负荷指标（kW·
h/m2）
115.46
58.56
56.90
49.3
全年累计冷负荷指标（kW·
79.16
70.17
8.99
11.4
全年最大热负荷指标（W/m2）
183.45
107.96
75.49
41.2
全年最大冷负荷指标W/m2
110.29
93.33
16.96
15.4
从以上各表我们可以看出改造前后外墙的传热系数下降了70.0%，热负荷指标下降了47.8%，空调季冷负荷指标下降14.1%,全年累计热负荷指标下降了49.3%。
这些数据表明在外墙安装的外保温系统对冬季供暖的影响很大，节能效果非常明显。
不过外保温系统对于夏季的影响比较小，全年累计冷负荷下降11.4%。
但是我们综合全年累计总负荷进行比较后可以发现，改造后全年累计总负荷下降了33.9%，节能效果非常明显。
在进行对比分析时，我们通过固定某些参数分析个别参数的变化，得到了很多重要的结论。
首先，聚氨酯保温层的确对墙体保温起到了重要作用，空气层也不能忽略，经计算，忽略空气层时，同样的聚氨酯保温层无法达到预定的K值0.6，说明空气层是重要的。
五．结论与建议
结论：
1．在我国政府大力推动建筑节能的背景下建筑外墙保温得以迅速发展。
2．目前我国外墙保温常规做法存在诸多问题，有待新的产品及施工工艺出现。
3．聚氨酯板保温装饰一体化板材具有解决目前外墙保温存在的问题的可能性，因此有可能在未来成为我国建筑外墙保温的主导产品。
建议：
1．加快聚氨酯在建筑节能中应用，特别是在外墙外保温中应用的标准制定、示范工程、定额、标准图集、设计参数等基础性工作。
2．在设计建筑外墙保温方案时，应该考虑到建筑外墙整个体系，更多关注新型的聚氨酯建筑保温装饰一体化板材。
参考文献
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3．张德信，主编，建筑保温隔热材料．北京，中国化工出版社，2005
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473-479
5．付祥钊,主编.夏热冬冷地区建筑节能技术.北京:
中国建筑工业出版社,2002.
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