保温复合模板研究可行性探讨

免拆保温复合模板代替传统模板可行性探讨

一、建筑保温行业国内发展现状

建筑外墙保温在欧洲已经有将近四十年的历史，使用最多的是EPS 板薄抹灰外保温系统。我国20世纪80年代中期开始进行外保温工程试点，首先应用的也是EPS 板薄抹灰外保温系统。目前国家行业标准《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004中列举了五种外墙外保温系统：EPS 板薄抹灰外保温系统；胶粉EPS 颗粒保温浆料外墙外保温系统；EPS 板现浇混凝土外墙外保温系统；EPS 钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统；机械固定EPS 钢丝网架板外墙外保温系统。拟修订出版的JGJ144-2008中增加了XPS 板、现场喷涂硬泡聚氨酯、保温装饰板外保温系统。总之，国内外的建筑外墙外保温系统现在基本上是以聚苯板、聚氨酯等为保温材料，然后用各种办法将其安装固定到建筑外墙面上。从施工工艺上基本分为两大类：1、建筑主体施工完后进行保温层的施工，如EPS 板薄抹灰外保温系统、胶粉EPS 颗粒保温浆料外墙外保温系统、机械固定EPS 钢丝网架板外墙外保温系统、现场喷涂硬泡聚氨酯、保温装饰板外保温系统。2、与砼浇筑同步施工，如EPS 板现浇混凝土外墙外保温系统、EPS 钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统。现在国内研究的方向基本分为两大趋势：1、保温层与建筑主体一体化施工，做到保温层与建筑主体一体化；2、保温层与饰面层一体化施工，做到饰面层与保温层同时施工。前者适用于新建建筑，后者适用于工程主体已完工或既有建筑保温改造工程。两者的思路都是要合并工序，节省工期与造价。

二、免拆保温复合模板的提出及其特点

混凝土材料是目前最重要的建筑材料之一，建筑业的发展与混凝土的应用技术密切相关。工业、民用和公共建筑中，现浇钢筋混凝土结构由于整体性好，抗震性能优良，得到广泛的应用。我国混凝土工程模板技术经过借鉴国外的经验和几十年的工程实践，已初步形成了适合我国国情的各种模板体系，但在混凝土工程飞速发展的今天，还不能很好地满足工程的需要。但是用普通模板的现浇混凝土工程劳动强度大，施工周期长，不能很好的适应我国建筑业快速发展的要求。另一方面，由于模板用量巨大，耗资惊人，模板行业已严重制约了我国建筑行业的发展，新型模板的研究和开发成为当务之急；目前从材料方面正从传统的单一

材料向多种材料复合方向发展；从模板功能方面，由单一支撑性向功能性、永久性发展；从经济角度看，模板体系由传统注重材料单一价格向着重降低综合成本方向发展。基于上述模板发展方向，提出了免拆保温复合模板。

免拆保温复合模板与传统模板相比具有以下优点：

1. 免拆保温复合模板集保温、承重于一体，具有良好的节能性能；

2. 免拆保温复合模板省时省工，降低造价，具有显著地经济效益；

3. 施工工艺简单，施工速度快。

4. 免拆保温复合模板剪力墙体系不使用粘土砖，节省耕地，从长远利益来看，具有很好的经济效益和环境效益。

三、免拆保温复合模板代替传统模板应具备的性能

（一）取代传统模板应具备的物理性能要求

混凝土工程中应用的传统模板有竹胶复合模板、木胶合模板、复合纤维模板、钢模板，都应具备“在施工中能够多次使用基本保持原有形状，而逐渐转移其价值”的性能，即可理解为有一定刚性和承受着砼浇筑时的作用力，特别是抗折强度、弹性模量较大。弹性模量又称杨氏模量，弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是物体弹性变形难易程度的表征，用E 表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E 是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。

查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008可知：

竹胶合模板性能指标：

木胶合模板性能指标：

复合纤维模板性能指标：

查《混凝土用模板胶合板》GB/T17656-2008得，各等级混凝土模板用胶合板出厂时性能指标：

综合分析，免拆保温复合模板性能指标应至少接近复合纤维模板的物理性能指标。即：

1. 抗折强度（即静曲强度）：28.22～32.3MPa （即N/mm2）；

2. 垂直于板面抗拉强度：≥1.8MPa （即N/mm）；

3. 弹性模量：＞6.0×103 N/mm2。

（二）对保温热工性能的要求

根据《民用建筑热工设计规范》GB50176标准查得：

混凝土的导热系数λ墙2=1.74W/（m ．K ），蓄热系数s 墙=17.20W/（m 2．K ）, 根

据《建筑围护结构节能工程做法及数据》09J908-3规定，常见混凝土墙厚度为

190mm ～200mm ；水泥砂浆的导热系数为λ水泥=0.93W/（m ．K ），蓄热系数s 水泥=11.37W/（m 2．K ），根据《建筑围护结构节能工程做法及数据》09J908-3规定，常见水泥砂浆厚度为14mm 。

下面200mm 混凝土墙，内粉14mm 厚水泥砂浆的墙体结构为例计算： R 墙=δ/λ=0.2/1.74=0.115（m 2．K ）/W

R 水泥=δ/λ=0.014/0.93=0.015（m 2．K ）/W

D 墙=s墙. R墙=17.20×0.115=1.978

D 水泥= s水泥. R水泥=11.37×0.015=0.17

D= D墙+ D水泥=1.978+0.17=2.148

1、夏热冬冷地区

（1）根据JGJ134-2010《夏热冬冷地区建筑节能设计标准》中外墙传热系数限值要求，当外墙平均传热系数限值为1.0 W/（m 2．K ），按《民用建筑热工设计规范》GB50176标准规定的热工计算方法：

R 总=1/R=1/1.0=1（m 2．K ）/W

R 总=R水泥+R墙+R外保+Ri +Re

R 外保=1-（0.015+0.115+0.11+0.04）=0.72（m 2．K ）/W

因模板肯定是内外都用，设内模板厚度为20mm ，外模板厚度为30mm ，则免拆保温复合模板总厚度为50mm 厚，因此，要求保温板导热系数λ=δ/R=0.05/0.72=0.069 W/（m ．K ）；

蓄热系数s ≤（2.5-2.148）/0.72≤0.49 W/（m 2．K ）。

（2）根据JGJ134-2010《夏热冬冷地区建筑节能设计标准》中外墙传热系数限值要求，当外墙平均传热系数限值为1.5 W/（m 2．K ），按《民用建筑热工设计规范》GB50176标准规定的热工计算方法：

R 总=1/R=1/1.5=0.67（m ．K ）/W

R 总=R水泥+R墙+R外保+Ri +Re

R 外保=0.67-（0.015+0.115+0.11+0.04）=0.39（m 2．K ）/W

免拆保温复合模板总厚度为50mm 厚时，则要求保温板导热系数λ=δ/R=0.05/0.39=0.128 W/（m ．K ）；

蓄热系数s ＞（2.5-2.148）/0.39＞0.9 W/（m 2．K ）。 2

2、严寒和寒冷地区

根据JGJ26-2010《严寒和寒冷地区建筑节能设计标准》中外墙传热系数限值要求，取最低要求外墙平均传热系数限值为0.7 W/（m 2．K ）时，按《民用建筑热工设计规范》GB50176标准规定的热工计算方法：

R 总=1/R=1/0.7=1.43（m 2．K ）/W

R 总=R内+R墙+R外保+Ri +Re

以200mm 厚剪力墙为例，

R 外保=1.43-（0.015+0.115+0.11+0.04）=1.15（m 2．K ）/W

免拆保温复合模板总厚度为50mm 厚时，则要求保温板导热系数λ=δ/R=0.05/1.15=0.043W/（m ．K ），故严寒和寒冷地区不太适用。

经分析，免拆保温复合模板较适用于夏热冬冷地区，且蓄热系数s ＞0.9 W/（m 2．K ）。当厚度为30mm 时，适宜取λ≤0.077 W/（m ．K ）的材料；当厚度为50mm 时，适宜取λ≤0.128 W/（m ．K ）的材料。

综上所述，免拆保温复合模板较适用于夏热冬冷地区，其最低性能指标应符合下表：

四、免拆保温复合模板代替传统模板经济性分析

查《民用建筑热工设计规范》GB50176知，苯板的导热系数λ苯板=0.047W/

（m ．K ），仍以夏热冬冷地区，200mm 厚混凝土墙内粉14mm 水泥砂浆结构为例，要达同样节能效果，需苯板厚度为δ=0.39×0.047=0.018m≈20mm 。

①目前市场上B1级苯板价格大概为1000元/m3左右，20mm 厚的苯板大概价格为20元/m2，，100m 2为2000元. 按河南省2008年工程定额100 m2综合造价为8013.63元，其中苯板材料费为5772元，则100 m 2 20厚的苯板综合造价为4241.63

元。用苯板做保温费用为42.4163元/m2

②查相关资料可知常见模板的经济指数，见下表：

常见模板经济指数

以市场上常见的木模板为例，单次使用单位面积价格为8.75元/m2。

③模板拆模费用为 14元/m2（工地上一般模板安装加拆模70元/m2左右（李师傅提供），假设拆模占20%）。

④脚手架租用费为1.5元/套/天，一套2m 2（李师傅提供）。保温工程按需1个月左右算，故折合多出脚手架租用费为 22.5元/m2。

经此分析，要达到同样效果，用苯板所需费用（安装模板等相同项目不算）为 96.4163元/m2。即内外50mm 厚免拆复合保温模板价格应为 96.4163元/m2。

四、总结

免拆保温复合模板较适合夏热冬冷使用（内模板厚度为20mm ，外模板厚度为30mm ），其所用材料应具有低导热、高强度、高刚度的特点，如果找到合适材料(导热系数低，同时抗折强度高太难做到) ，从施工角度来看，免拆保温复合模板确实有一定优势；但受其价格影响（经分析裸板价格100元/m左右），与传统模板加保温相比，价格优势并不明显，甚至要高于传统做法。 2