植物纤维自保温外墙在保障房建设中的应用与发展

孙成建 姜云红（大连绿筑科技有限公司，辽宁大连 116000）

1 保障房建筑中节能性能的现状及瓶颈

保障房建设随着国家惠民政策的推进，建设的数量急剧增大，不长的时间内，在建筑总量中将占有相当一个数量级，节能性能能否得到保证，直接关乎我国整体建筑节能目标能否实现，使用这种住房的低收入人群，能否享受到节能住宅的支出效益，亦是低收入人群能否直观感受到国家关怀的重要条件。无须讳言，保障性住房由于造价低，政府、开发商、建筑商均在极低的收益水平上运作，在节能上的投入是大打折扣的，即使国家相关机构如何强调和监管，保障性住房在节能性能上，也无法于高质量的商品住房相提并论。因此：探索、研发、应用、于保障性住房价格相符，性能可靠，施工便捷的外维护结构构件，市场急需，迫在眉睫。

植物纤维自保温外墙板，以其极高的热阻性能、极好的防火性能、便捷的拼装施工方式、较低的价格定位、满足了政府价格控制、开发商、建设商低价运作的实际困难，同时保证了低收入人群享受到节能建筑的支出实惠。

2 植物纤维自保温外墙产品性能、规格

1）植物纤维自保温外墙的结构及规格

植物纤维自保温外墙是由：承力板壁层、干燥空气间层、保温隔热隔板组合而成。统筹考虑了墙体的强度、结构热阻、施工便捷、地域气候要求、材料的生态性、取材广泛，廉价性等诸因素。

植物纤维自保温外墙产品规格：厚200mm,宽600mm，长2.4-4m.

图1 植物纤维自保温外墙规格

图2 植物纤维自保温外墙构造

植物纤维自保温外墙为适应我国广域的气候状况，设计了“加强保温型”、适用于哈尔滨等高寒地区；“加强隔热型”、适用于海南岛等热带地区；“冬冷夏热型”、适用于华中等亚寒带地区“保温隔热型”、适用于华北等寒带地区。

2）植物纤维自保温外墙的基本性能

面质量：非承重填充用板60kgm2、承重用板68kgm2硬度：c-10;垂直承载：38.1 顿；结构热阻：2.7（m2.k）w;燃烧性：A 级；墙板与框架连接的单点抗剪性能：6.4 顿。

图3 植物纤维自保温外墙工程应用中

3 植物纤维自保温外墙的工作原理

植物纤维自保温外墙，采用承力与保温性能兼具的板壁材料，实现高承载，高保温的任务；

利用秸秆类轻质集料和干燥空气作为保温隔热介质，实现轻体、廉价、高性能的目标；

利用间层厚度、空气湿度、空气间层多重配置，充分发挥干燥空气在建筑节能中的优秀节能作用，改变现有建筑外墙，高重实心、直接传热的弊病，使外墙的传热方式变为多间层感应传热。大大提高了保温隔热效能。技术组合分述如下：

1）板壁及填及充材料的组合阻热效能：

植物纤维承力板壁层:除了提供砌体的功能外，还具有保温功能。由于植纤板壁由秸秆类轻集料构成（约占提及的60%）。其导热系数相当于稻草板的系数为：0.13[w(m.k)].

2）微珠发泡填充隔断：除将板中80mm的空气层隔断成两层25mm的空气层外，其本身就是一种保温材料，导热系数0.042[w(m.k)].

表1 不同的空气间层垂直厚度其导热阻值

植物纤维板壁与微珠发泡保温隔断的组合，已使墙板具有了较高的保温隔热性能。这两种导热系数较低的材料配合，其100mm 厚的标准墙板具有的保温隔热性能以高于370mm 混砖墙的系数。（370 毫米红砖墙导热系数为：0.457）。

3）干燥空气保温隔热功能与热工原理

植物纤维外墙保温墙板的主要保温隔热介质是干燥空气。干燥空气是最廉价，最方便，最环保，广泛大量的保温隔热材料。其不同的空气间层垂直厚度热阻值，及保温隔热的性能见表1。

从表1 可以得知，垂直空气间层的厚度以2-3 厘米位最佳。小于0.5 厘米的不但不能保温隔热，反而加速热对流，起到加快传热的负作用；大于4 厘米以上,也没有节能意义，只是加大了建筑成本。植物纤维自保温外墙的空气间层为3厘米。

影响空气间层保温隔热性能的还有封闭空间的形状。不同的封闭形状对空气间层保温隔热性能的发挥有直接的影响。几种不同封闭形状的空气热对流状况比较，见表2.

表2 不同孔型空气间层的导热系数比较

从上表可以得知：矩形孔型是空气间层最佳的孔型。它比其他孔型的导热系数低一倍以上。植物纤维自保温外墙采用矩形孔型。

影响空气间层的保温隔热功能的因素还有气温变化。不同的气温条件对空气间层的功能有直接的影响。见表3。

表3 不同气温条件下空气间层的导热系数与红砖的比较

空气的湿度对空气间层的影响是最大的。空气湿度每增加10 度对空气间层的导热系数约加大0.01；如果空气湿度超过60%，空气间层不再是保温材料，而转性为传热材料。空气湿度的控制是空气保温材料利用的主要课题，也是“植物纤维外墙保温墙板特别注重的研究课题。植物纤维自保温外墙间层的空气湿度为25%。

4）铝锡膜在外墙保温、隔热贡献。铝锡膜在植物纤维自保温外墙中，其保温、隔热具有多重、高效、廉价优越特性：见表4

从表4 可以看出，贴附铝锡膜后，空气间层的阻热值大大提高。同时它还有隔潮、隔汽、隔声、防热辐射等极佳功能。可使墙体的综合保温、隔热性能大大提高。植物纤维自保温外墙，在微珠发泡隔板的向外面包覆有单层或多层铝锡膜。

5）空气间层设置在墙体的不同部位，具有不同的功能：

（1）防潮、防凝结水空气层、

图4 置于墙体冷面的空气间层

图4 设置，能有效的防止墙体冷面的潮湿与凝结水。对于墙体和保温空气间层的保温性能有很好的防潮增效功能。

（2）防水蒸汽空气间层、见图5

图5 置于墙体热面的空气间层

图5的设置，

能有效的阻止热面的水蒸汽侵蚀墙体，造成热面凝结水。对于保持空气间层的干燥度有益，能够保证空气间层较低的湿度，充分发挥保温功能。

（3）集热空气层、见图6

图6 置于冷热锋面中间的空气间层

图6的设置，具有极好的集热功能。它置于两道有空气间层的墙体层的中部,保持有极好的封闭性、干燥性、防辐射性。因此它的集热性能极高。他的极好的集热性能，反过来又对置于冷、热面的空气间层起到了增效的作用。

植物纤维自保温外墙，的空气间层设置，充分考虑了上述各种影响空气间层保温效能的因素，进行了合理配置。使得冷热空气的对流由直接传递改为感应式间接传递，大大降低了热传递的速度和绝对量，从而达到了外墙保温隔热的目的。冷热空气热能交换的状况，见图7。

表4 贴附铝锡膜效能数据比较（垂直空气间层(m2.kw)

图7 植物纤维自保温外墙空气对流及热交换的工作状况

图7 可见，四个空期间层设置的层次和位置，极大限度的降低了冷热空气对流交换的速度和绝对量，大大提高了外墙阻断室内外冷热空气交换的效能，达到了保温隔热的效果。

4 植物纤维自保温外墙，在保障性住房建设中的性、价优势

1）保温、隔热性能优势：植物纤维自保温外墙，结构热阻高达2.7（㎡.K)w,是370 砖墙0.457（㎡.K)w6 倍，保温能效突出；由于内置铝锡膜层，其对光辐射热的反射率达到65%以上；植物纤维自保温外墙的应用保证了保障性住房的节能效率。

2）实现了外墙外保温无缝全包覆的最佳形式

我们知道，在外墙保温工法的诸形式中，全包覆外保温形式是最佳方式，但由于材料的限制，很难实现，即使可以进行外保温形式，亦难实现0 冷桥的理想目标。而植物纤维自保温外墙，在施工中很好的实现了这一目标，它无缝的包覆在结构外面，实现了0 冷桥外漏的目标。见图8

针对墙角无缝包覆的施工难题，专门设计了“直角转弯板”、“T 字转弯板”很好的解决了墙角无缝包覆难题。见图9。

3）集成拼装，便捷施工

植物纤维自保温外墙，遵循，标准设计、工厂制作，工地拼装的建筑产业化的技术方向；在施工中，首先它与结构施工在时间上，可以同步制作节省了等序的时间，结构完工，即刻拼装短时完成；其次工法简单，只需用紧固螺栓将墙板固定与结构上即为完工，大大节省施工工期。

图8 植物纤维自保温外墙无缝全包覆工法

图9 大角无缝包覆工法

4）极高的经济性

植物纤维自保温外墙的性价比极高，表现为：产品制造成本低，由于使用廉价的空气为阻热介质，取得廉价，资源广泛，成本较低；施工成本低，由于植物纤维自保温外墙，保温、砌体一体化，省略了传统施工中砌体施工-抹灰置网-保温材料贴肤等多材料，多工序繁琐的工法，一次拼装，同时完成了砌体和保温的全部工作。大大降低了施工成本。植物纤维自保温外墙与传统外墙保温做法比较，性价比优势突出，为保障性住房建设中保温性能提升，提供了产品和技术保障。见表5

表5 植纤保温外墙与传统墙种的性、价比较

5 植物纤维自保温外墙对保障性住房的安全性的保障作用

1）植物纤维自保温外墙对提高保障性住房的抗震性能，提供了保证。由于植物纤维自保温外墙的轻体、延性特性，在地震中具有极好变形释放、缓缓减冲击波的作用，加之板块构件的整体性特征，在地震中可以避免小单位砌体崩溃、飞溅伤人的危害。

2）植物纤维自保温外墙可靠的避免保障性住房的火灾为威胁

植物纤维自保温外墙具有极好的防火性能，其燃烧性检验为A 级，有效的排除了火灾的隐患，大大提高了建筑的安全性。

3）植物纤维自保温外墙具有体系性节能和安全功效

植物纤维自保温外墙，配以植物纤维三玻双腔保温窗，整体外围护结构的主要构件热阻系数，系统性提升，大大提高了外围护结构的平均热阻值，节能效益显著。植物纤维窗，是植物纤维节能建筑专利体系内的构件，其传热系数达到2，造价不足市场同类产品的50%，且与植物纤维自保温外墙设计有配套的密封节点构造，配置实用与保障性住房建设中，将大大提高节能性能，大大降低建设成本，进一步提升性价比。

植物纤维自保温外墙，植物纤维三玻双腔保温窗的燃烧性指标均为A 级，配置在保障性住房建设中，整体外围护结构的防火性能极为可靠，有效的避免火灾威胁，提高建筑的安全性。见图10

图10 植物纤维三玻双腔保温窗构造及节点图

综上述：植物纤维自保温外墙，由于其保温隔热性能高，产品成本和建设成本低，施工便捷，工期较短，抗震和防火灾的性能好，广泛用于保障性住房建设，有利于解决，开发商、建设商，由于利润较低而使得建筑节能不达标的实际难题；同时使得使用保障性住房的低收入人群，能够切身体会到国家惠民政策的温暖；亦为我国建筑产业化的推进，建筑节能的水平提升，提供了产品和技术支撑。植物纤维自保温外墙，在保障性住房建设中的广泛应用，势必会产生极好的经济、政治社会效益。