【摘要】分析了市场上常用保温材料的性能特点，包括无机保温材料、有机保温材料、复合保温材料，研究了保温系统的技术特点，包括外墙外保温系统、外墙内保温系统，并探讨了预制装配式钢筋混凝土结构中用预制保温墙体的现状，包括预制夹心保温外墙板、预制外保温外墙板、预制外挂混凝土墙板。
【关键词】保温材料；保温系统；预制装配式钢筋混凝土结构；预制保温墙体
0引言
建筑节能是在不影响人们舒适性的前提下，减少建筑能耗，提高能源利用率。建筑外围护结构是建筑节能技术的重要内容之一，选择合适的保温材料和保温系统正是实现围护结构节能的重要保障。采用工厂化生产的预制保温墙体，可显著提高围护结构的工程质量，减少现场作业量，降低能耗水平。
预制装配式钢筋混凝土结构是以预制钢筋混凝土为主要构件，经装配、连接和部分现浇而成的钢筋混凝土结构。相比传统现浇钢筋混凝土结构，该材料通过标准化生产和机械化施工，可加快施工速度，保证工程质量，大幅减少建筑垃圾、粉尘和废水排放，降低施工噪音，真正做到绿色环保。
1保温材料
1.1无机保温材料
无机保温材料具有A级不燃，极佳的温度稳定性和化学稳定性，与建筑墙体同寿命。
表1 常用无机保温材料性能特点
无机保温材料 | 优点 | 缺点 |
岩棉板 | 性能稳定，吸音良好 | 对人体有潜在危害 |
发泡水泥板 | 成本低 | 导热系数偏高，吸水率较高，长期作用可能塌陷 |
泡沫玻璃保温板 | 防潮 | 最高使用温度只有430℃ |
无机保温砂浆 | 适应构造复杂基面 | 导热系数偏高，质量控制难度大 |
1.2有机保温材料的特点
有机保温材料质量轻、可加工性好、保温隔热效果好，但单一有机保温材料难以达到A级防火要求。
表2 常用有机保温材料性能特点
有机保温材料 | 优点 | 缺点 |
发泡聚氨酯 | 导热系数低，整体性和防水性突出 | 燃烧烟雾大，毒性强，耐光照性欠佳 |
XPS板 | 抗压好，导热系数低 | 耐火性差，易溶滴，尺寸稳定性偏差 |
EPS板 | 耐候性，尺寸稳定性优异 | 耐火性差，易溶滴 |
酚醛板 | 重量轻，保温效果好 | 易粉化，强度低，吸水率偏高 |
1.3复合保温材料的特点
表3 常用复合保温材料性能特点
名称 | 优点 | 缺点 |
石墨聚苯板 | 防火性提高 | 成本高 |
真金板 | ||
真空绝热板 | 不燃，极低的导热系数 | 易产生冷热桥，施工工艺复杂 |
纤维增强复合保温板 | 防火性能好，强度高 | 导热系数偏大，长期作用收缩大 |
2保温系统
2.1 外墙外保温系统
外墙外保温系统主要由基层（钢筋混凝土墙体）、粘结层（粘结砂浆）、保温层、抹面层（耐碱网格布+抹面胶浆+锚栓）、饰面层组成。其可有效避免建筑物产生冷热桥， 已成为应用最为广泛的保温系统。
正常使用和维护下，外墙外保温系统的使用年限不应少于25年[1]。但在实际使用中，保温层脱落事故屡见不鲜，因此，外墙外保温薄抹灰系统的安全性尤为重要。影响安全性的因素很多，以EPS外墙外保温薄抹灰系统为例。
图1 EPS外墙外保温薄抹灰系统
2.1.1初期安全性
（1）基层与保温层的连接，通过胶黏剂和锚栓实现连接，以粘为主，粘锚结合；
（2）保温层各项性能应满足相关标准要求；
（3）抹面层不开裂，与保温层粘结牢固。当涂料或装饰砂浆饰面时，耐碱网格布不压入锚栓；当瓷砖饰面时，耐碱网格布应压入锚栓中；
（4）饰面层用瓷砖自重大，易发生脱落事故，涂料或装饰砂浆相对安全。
2.1.2长期安全性
（1）耐老化性差的保温材料会导致严重的粉化现象，造成保温层与基层的虚粘，发生脱落事故；
（2）网格布应选用符合质量要求的耐碱网格布；
（3）抹面层是一层保护层，在长期环境作用下不应开裂，否则：裂缝处阳光照射加速保温层的老化，雨水浸入保温层造成霉变，甚至破坏粘结层，发生脱落事故。
2.2 外墙内保温薄抹灰系统
外墙内保温是将保温层置于外墙体的内侧。外墙体可保护保温层免受外界环境影响，对保温材料耐候性要求不高，施工时不需搭设脚手架，特别适合单户居民节能改造。但内保温也存在一定问题：室内使用面积被占用，二次装修和吊挂重物困难，在楼板、梁、构造柱等部位易形成冷热桥。
3 预制装配式钢筋混凝土结构用保温系统
3.1预制夹心保温外墙体
JGJxx-2012《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)2.1.9中规定：预制夹心保温外墙体是内外两层钢筋混凝土墙板和夹在其间的保温材料通过专用连接件组成的具有特定保温性能要求的外墙板。从该定义可看出，预制夹心保温外墙体是墙体自保温的一种形式。
3.1.1预制夹心保温外墙板组成
图2 预制夹心保温外墙板构造
预制夹心保温外墙板由内层板、保温层、外层板、连接件组成，其中：内层板一般是受力板，按照力学要求设计和配筋；外层板主要有两个作用，一是保护保温层，二是为外装饰基层，也可直接为装饰面层；外层板通过连接件穿过保温层将力传递给内层板。
3.1.2预制夹心保温外墙板受力情况
预制夹心保温外墙板主要受竖直荷载和水平荷载。竖直荷载主要是墙板、屋板、楼板自重，地震力影响。水平荷载包括了温度影和风荷载影响。
图3温度影响
图4 风荷载影响
3.1.3连接件
为保证预制夹心保温外墙板能够有效承受水平荷载和竖直荷载，需用连接件将内外层板连接起来。
（1）佩克连接件[2-3]
佩克夹心保温板连接件分为钢筋桁架连接件和销钉连接件。
1）钢筋桁架连接件
图5 钢筋桁架连接件
钢筋桁架连接件包括了PD型连接件和PPA型连接件。
图6 PD型连接件
PD型连接件又称作对角钢筋桁架连接件，连接件长度L可制成300mm 的倍数，连接件高度H为100mm~450mm，保温层厚度40~390mm。PD型连接件多用于整件板高度的夹芯保温隔热墙板连接。
图7 PPA型连接件
PPA型连接件称作过梁钢筋桁架连接件，保温层厚度从90~390mm。PPA型连接件多用于低矮结构中如：门窗梁和低矮基座构件。
钢筋桁架连接件数量计算
图8 钢筋桁架连接件受力图
2）销钉连接件
销钉连接件分为PPI型销钉连接件、PDQ型销钉连接件、Nirvana销钉连接件。
图9 PPI型销钉连接件、PDQ型销钉连接件
图10 销钉连接件垂直于墙板 图11 销钉连接件倾斜于墙板
如果销钉连接件垂直于墙板表面安装，销钉将不能承载墙板的重量；这种方式的安装，只是通过销钉的拉力使内外层墙板连接在一起。也可把销钉连接件放置成对角倾斜方向使用；倾斜方向使用时，需要特殊长度的销钉连接件和安装夹具，以便达到足够的锚固长度；对角倾斜销钉连接件可以用PPA型连接件代替。
图12 Nirvana 销钉连接件
Nirvana销钉连接件，由玻璃纤维增强树脂挤拉成型。最大特点是有较低的导热系数，其形状尺寸如下图所示。Nirvana销钉连接件能够把保温隔热层固定在内外两层混凝土结构墙板之间。
（2）哈芬锚固系统[4-5]
图13 锚固件和约束细杆布置图
哈芬锚固系统由支撑锚固件和约束系杆（连接箍筋）构成。
1）哈芬支撑锚固件
支撑锚固件包括SPA夹心板锚件和MVA夹芯板锚件，能够支撑外墙自重及其他竖向荷载，还能有效抵抗夹心板平面内的水平荷载。
SPA夹心板锚件
图14 SPA-1 &
