什么是结构隔热板?
sip为墙壁和天花板提供坚固的结构和绝缘
结构隔热板(SIPs)是一种“新型”建筑材料,自20世纪40年代以来一直在使用,由两个外层和一个绝缘材料的内芯组成,形成一个整体单元。大多数结构面板使用胶合板或定向刨花板(OSB)作为饰面。OSB是主要的饰面材料,因为它可用于大尺寸(高达12英尺)。36-ft。制造商在结构面板上使用OSB饰面,用于代码批准所需的严格测试。结构板也可以有其他材料,如干墙、金属板或饰面木材,在工厂层压在OSB结构面上。这项服务在建造过程中省去了一个步骤,并加快了组装时间。
SIPs的核心可以由多种材料制成,包括模压膨胀聚苯乙烯(EPS),挤压聚苯乙烯(XPS)和聚氨酯泡沫。一些SIP生产商使用异氰脲酸酯泡沫作为核心材料,但由于聚氨酯和异氰脲酸酯之间只有轻微的化学差异,因此我将这两种核心材料都称为聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫板仅占所生产板的5%左右。
SIP的绝缘芯和两个外皮本身是非结构性和非实质性的组件,但是当在严格控制的条件下压合在一起时,这些材料协同作用形成比其各部分之和强得多的复合材料。面板制造商提供花键、连接器、粘合剂和紧固件来安装他们的系统。当设计和组装得当时,用这些面板建造的结构不需要框架或骨架来支撑它。
在结构上,SIP可以比作工字梁:泡沫芯充当腹板,而面板类似于工字梁的法兰。SIP的所有元素都被强调;皮是在张力和压缩,而核心抗剪切和屈曲。在荷载作用下,SIP的饰面充当细长的柱,核心稳定饰面并抵抗试图使柱偏转的力。芯层越厚,面板抗屈曲性能越好,因此芯层SIPs越大,绝缘性越强。
库存SIPs的厚度为4-1/2英寸。到12-1/4英寸。尺寸从4英尺× 8英尺到9英尺× 28英尺不等。它们的r值从4-1/2英寸的R-15左右。EPS或XPS面板高于R-32的6-1/2英寸。聚氨酯面板。12-1/4-in。EPS面板的额定温度为R-45。一些制造商也可以定制尺寸和配置,几乎任何可粘合材料都可以用作饰面材料。制造过程的灵活性意味着可以为几乎任何应用订购定制长度和外皮。
目前,sip主要用于住宅和轻型商业应用。虽然EPS和聚氨酯泡沫(主要核心材料)都不是特别易燃,但它们在接触火焰时会燃烧,因此在没有广泛灭火技术的高层或大型公共建筑中使用受到限制。SIPs在各种火焰和火灾测试中表现良好,大多数三层以上的建筑物由于施加在墙壁和地板系统上的载荷而受到不同的建筑法规的约束。目前这类建筑的标准是使用结构钢构件建造框架,然后填充墙壁、地板和隔墙(参见监管环境)。sip和幕墙板在这些应用中有很大的潜力。
监管环境
在这个国家,制造和生产一种材料或材料的组装,用于人们生活和工作的结构,是一项受到严格监管的事业。在一些地区,当地建筑规范执法部门不愿接受sip,因为他们不熟悉连接细节和产品测试结果。但这种情况正在改变。主要的规范机构——美国建筑官员委员会(CABO)、国际建筑官员会议(ICBO)、国际建筑官员和规范管理人员(BOCA)和国际南方建筑规范大会(SBCCI)——正在被2000年初生效的国际住宅规范(IRC)所取代。新的IRC包含了一个章节,专门规定了新建筑的能源相关要求。
还有一些迹象表明,美国政府正在采取措施,鼓励人们提高对能源问题的认识,并奖励采取这种做法的人。科学技术办公室的努力促成了住房技术进步伙伴关系(PATH)的发展。PATH计划寻求到2010年将新住房的环境影响和能源消耗减少50%或更多。sip是PATH愿景中的一项特色技术。
并非所有的建筑面板都是sip
建筑面板有多种配置,被称为泡沫芯板、应力蒙皮板、钉基板、夹心板和幕墙板等。这些建筑面板中有许多是非结构性的,而有些则没有隔热层。术语“板式建筑”也可以包括预制钉墙和其他与模块化行业相关的配置。
迈克尔·莫利(Michael Morley)是堪萨斯州劳伦斯市的一名建筑工人,专门从事结构隔热板施工。摄影:Michael Morley;绘图:Ron Carboni