装配式预制夹心保温墙板的热工性能研究

装配式预制夹心保温墙板的热工性能研究

陈尚坤

青岛动车小镇昌明装配建筑科技有限公司 山东省青岛市 266111

摘要：装配式结构的全称是装配式混凝土结构，如今装配式结构的应用随着我国建筑业的发展已经变得越来越广泛。建筑外围结构的墙体作为结构中的重要组成之一，它不仅起到了承载、隔声作用，还起到了保温的作用，在装配式建筑中，外墙体保温是建筑节能最行之有效的措施，能够如何提升保温效果是需要设计者们去重点考虑的。本文将对装配式预制保温板进行热工性能分析，并在此基础上提出优化建议，为建筑节能设计提供理论依据。

关键词：传热系数；保温墙版；节能效果

1装配式预制夹心保温墙板的意义

保温夹芯板也叫复合节能墙板，一般情况下由上下面板和中间夹心层组合而成的三层结构。其中两块面板强度高但是厚度较薄，这两块面板和龙骨承受弯矩及拉应力，中间的夹心层厚但是重量较轻，它不仅要链接面板，同时因为多半选用了保温岩棉之类保温隔热材料，所以的起到了保温的功效，因此，夹心层也被称作保温层。

装配式预制夹心保温板就是将上述的保温夹芯板通过地生产加工实现单元化、工厂化生产，生产出来后只需通过现场安装施工就能够达使用要求的墙体。除了施工方便，装配式预制夹心保温板还有保温效果好、适用范围广、方式多样性等优点而受到设计者的青睐。

外墙体是建筑物外围能够传入和导出热量的重要组成部分，所以它会直接影响到室内的温度。只要阻止热量散发出去就能够提高墙体整体的隔热保温功能，这样一来也就能够大大降低建筑的能耗，我国是资源相对贫乏的国家，建筑行业的发展更应该注重节能减排，单住宅建筑的外墙体在建筑围护结构中就占到了34%，所以 关于装配式预制夹心保温板热工性能的研究对提高建筑物墙体保温性能、节省建筑总能耗有着非常重要的意义。

2.装配式预制夹心保温墙板结构设计分析

2.1保温材料的选择

装配式夹心保温墙有三层结构，其中内部的保温材料是双组分发泡，外部是水泥纤维板。从这两种材料的性质就不难看出，墙板热系数和保温材料的厚度有着不可分割的联系。虽然保温层的厚度越厚，墙板的节能效果会越好，但是当保温层超过一定厚度时佳能效果就不会再增加了，这样一来家造成本反而会增加。目前我国的队建筑物外墙的传热系数控制在1.4W/（m²·K）以内。但是在选择保温材料时不能只考虑传热系数，因为夹心墙板是一种复合型的材料，同时还要考虑到材料的耐久性、防水防火性、抗压性等综合因素。

2.2拉结件的选择

拉结件有金属拉结件和非金属拉结件，这两种拉结件都能顺利穿透外墙保温材料，能够前后分别插入到外墙夹心板墙内及墙内外叶墙板层中，且根据尺寸的安装布置要求及结构方案等需主要根据构件承载力、脱模性能与可吊装的构件承载力大小来具体进行综合分析设计。但是不同的是，金属拉结件在设计70~100mm的夹心墙板时数量没有变化，但是尺寸却相对加长了，而非金属拉件随着保温层变厚而增加了使用数量。据前者研究表明，在其他同等条件下金属拉结件墙板的传热系数明显大于非金属拉结件墙板，而且金属拉结件周围的热量导出量很大，这就造成了墙板的热阻降低，保温效果也会随之降低。

由此可以得出，非金属拉结件墙板的保温性能更好，尤其是对于我国更加寒冷的北方地区来说，由于金属拉结件的热阻更低，导致建筑内更容易散热。另外，非金属拉结件的抗变形效果低于金属拉结件，所有在其他条件相同的情况下，使用到的非金属拉结件的数量要比金属拉结件多。设计者在设计时要考虑到不同的因素后做出选择。

2.3保温板缝隙产生的影响

拼接墙体的缝隙处是重要的施工部位，因为这些缝隙不仅能够影响到建筑的防水效果，更重要的是它会严重影响建筑的保温性。夹芯板在生产的过程中会出现拼接缝隙的现象，针对这种现象会用水泥浆填充这些缝隙，而拼接保温板的方法主要有两个，一个是定制保温板缝隙，即厂家根据墙板的尺寸来设计拼接方案，另一个则是生产好固定尺寸的保温板后工人对其根据具体需求进行裁切。在进行前一种生产方式时，传热系数会随着缝隙厚度的增加而增加，根据夹心层厚度越大，传热系数越小这一条件来看，保温板的缝隙越大，对传热系数的影响越大。而在采取固定保温板的方法时候，保温板的缝隙会增多，尤其是水平缝隙的增多，所以固定保温板传热系数要大于固定保温板。由此可以看出，在设计和生产夹心墙板的时候尽可能采取前一种方式来定做墙板，这样可以减少保温板的缝隙，降低传热系数，从而保证保温板的则热性。

3.装配式预制夹心保温墙板的热工性能优化

3.1龙骨对热工性能的影响及优化

在夹心保温墙板的周围加一圈龙骨，不仅能够增强它的结构强度，还更方便工人施工，但是龙骨的存在很大程度上能够影响到墙板的节能效果，因为一般建筑物中都会用到钢材，而钢是一种很好的导热材料，所以龙骨会导致传热系数升高，从而使墙板损失更多的热量，由此可以看出，龙骨的存在会使得保温墙板的节能效果大大降低。

由于龙骨的存在让保温墙版的节能效果大打折扣，所以要对墙板的结构进行直接有效的优化，其中最方便的处理方法就是再龙骨外贴上一层保温材料来阻止热量的流失。而且保温层越宽，龙骨处的温度就会越高，上下两侧的温差也会越来越大。但是贴保温层需要考虑许多因素，例如人工施工，材料不足等，因此要合理使用保温层。

3.2窗洞处的处理

预制夹心保温墙板窗洞处主要有两种构造方式，一种是在窗洞周围用一定宽度的混凝土封边，令保温板不延伸出窗洞外，这种方式便于之后窗框或附框的安装工作。但是这种方法会造成大量的热量流失，大大降低了保温板的节能性。另一种则是将窗框埋置在内叶墙且和墙体一起浇筑，窗洞内口与附框内口持平，保温板延伸至窗洞边，但是这种安装方式会使洞口处保温层与窗框之间的热量大量流失。

上述两种安装方式都会造成热量的流失，节能效果降低，那么设计师可以在这两种安装方式上进行优化，就是把夹心保温板延伸出窗洞外的位置，再在保温板四周的留下尺寸大小适当的凹槽，然后在凹槽里放入防腐木砖，以便后续的安装工作。用这种方法不经能提高节能效果，而且也方便后期更换窗户。

3.4拉结件的优化

3.4.1增加拉结件之间的距离

在上述内容中我们知道金属拉结件比非金属拉结件的导热系数更大，热量损失得更多，墙板的传热系数会随着拉结件的数量的多少而增减，所以设计师在进行设计时要合理布置拉结件，尽可能减少拉结件使用的数量，在有效范围内增加拉结件之间的距离就是一个很好的方法，或者也可以用金属与非金属拉结件相结合的方法来减少热量的流失，提高保温墙的节能效果。

3.4.2增加拉结件表面包裹

据研究表明，越是寒冷的地方，金属拉结件在墙体内的热桥效应就越比非金属拉结件明显，在我国寒冷地区的建筑如果采用了金属拉结件，如果保温板不采取其他措施的话，室内内侧墙体就会很容易出现结露现象，这将大大降低了墙板的保温功能，使室内温度降低，同时还会也会破坏建筑室内的美观。因为金属拉结件两端会将热量传递出去，所以为了改变这种情况，施工者可以在墙体内埋入导热系数比较低的材料，全包裹或部分包裹住金属拉结件，这样一来就能够阻止热量从金属拉结件两端流失掉。或者也可以用塑料包裹金属拉结件的表面来阻止热量流失，提高墙体的保温性能。

总结

装配式预制夹心保温墙板的热工性能研究对提高建筑物墙体保温性能、节省建筑总能耗有着非常重要的意义。在研究保温墙版的时候，首先要对结构设计进行分析，保温材料的选择、拉结件的选择、保温板的缝隙都会对保温墙板的热工性能产生影响，导热系数越小的材料能够显著提高温墙板的热工性能，拉结件要根据不同情况进行选择，保温板缝隙要在控制厚度的情况下进行填充，以免增加传热系数。本文从几个方面对热工性能的优化提出建议，对夹心保温墙板的设计提供了参考。

参考文献

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[3]赵志刚, 吕安安, 杨思忠,等. 超低能耗预制混凝土夹心保温墙板拉结件热工性能分析[J]. 混凝土与水泥制品, 2021(2):4.