郁子陽，張士萍，張俊杰，袁紅兵，趙海源

（南京工程學院建筑工程學院，江蘇 南京 211167）

0 引言

復合墻體是將一些功能材料夾于兩片由多種建筑材料復合而成的墻板之間，使之具有防火、保溫、隔熱隔音等優(yōu)點的新型墻體。 其生產過程中耗能不高，節(jié)能效率較突出，是理想的節(jié)能型墻體。復合墻體優(yōu)良的功能性主要體現在保溫、防火、隔聲這三大性能，國內外學者也進行了大量研究。

1 保溫性能研究

建筑外墻保溫是降低能源消耗、 延長建筑物使用壽命的有效措施。 復合墻體保溫作為外墻保溫形式的一大體系, 是目前應用最多的保溫形式。國內外多位學者對墻體外保溫形式進行了研究，并對保溫層結構與保溫材料予以分析。

李源[1]對復合外墻的外保溫結構設計特點進行了探討， 提出在結構設計上保溫層應采用導熱系數小于0.05 W/ (m·k)且收縮率小、吸濕率低、粘結性能好的輕質保溫材料， 應用較為普遍的是阻燃膨脹型聚苯乙烯板。

周麗紅等[2]通過分析比較幾種保溫材料的復合墻體性能, 在外保溫材料上給出了其他選擇：節(jié)能標準低且外形簡單的低層建筑可采用膨脹聚苯板 （EPS），節(jié)能標準較高且外形復雜的多層建筑可采用發(fā)泡聚氨酯（PUF）。

在1992 年頒布的 《建筑構件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質的測定標定和防護熱箱法》（GB/T 13475—92）中給出了公式（1）來計算墻體總絕緣系數，陳建芳等[3]通過公式（1）證明了墻體熱絕緣系數數值模擬的可行性。

式中：A—傳熱面積，m2；Q—通過試件的熱量，W；Tni—熱室的環(huán)境溫度，°C；Tne—冷室的環(huán)境溫度，°C。

通過計算導熱系數分析隔熱性能也是研究復合墻體保溫效果的主要手段。 褚逸凡等[4]采用了更成熟的標定熱箱檢測法測試復合墻體的熱工性能，用ABAQUS 熱工模擬數據進行了對比分析， 并使用公式（2）計算復合墻體的導熱系數：

式中：K—試件傳熱系數，W/（m2·K）；Q—加熱功率，W；M1—熱箱外壁熱流系數，W/K；M2—試件框熱流系數，W/K；Δθ1—熱箱內、 外表面平均溫度差，℃；Δθ2—試件框熱側與冷側表面平均溫度差，℃；Δθ3—填充物冷側與熱側表面平均度差，℃；S—填充板面積，m2；A—試件面積，m2；Δt—熱箱空氣平均溫度與冷箱空氣平均溫度差，℃。

張緒濤等[5]對復合外墻外保溫體系的缺陷進行了分析，得出由于有機保溫層與墻體及面層砂漿脹縮率差別明顯, 容易產生裂縫和脫粘，因此外保溫體系耐久性存在缺陷。

根據 《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 134—2010)，夏熱冬冷地區(qū)要求建筑外墻圍護結構節(jié)能達到50%， 則外墻傳熱系數限值應達到1.16 W/ (m2·K)，以目前市場上的保溫材料作為外保溫層，其厚度較大，不夠經濟。 因此，在節(jié)能復合墻體外保溫體系中，隔熱性能更好的保溫材料是未來研發(fā)的一大重點。

2 防火性能研究

建筑火災是影響城市安全的一個重要因素，在建筑材料的選擇上應考慮防火性能。

國外主要通過對復合墻體夾心層的保溫材料建立有限元模型和進行模擬試驗，分析復合墻體的防火性能。 Looyeh[6]基于材料的熱化學分解和芯材的瞬態(tài)導熱， 建立了火災下GRP 夾芯板的傳熱數學模型， 并運用有限元方法計算了火災GRP 板的熱反應。 Krysl[7]對FRP 夾芯板的熱工性能進行試驗， 建立了FRP 夾芯板火災先傳熱的數學模型并進行求解。 Davies[8]提出三種關于夾芯板火災試驗的方法，并通過大量試驗，得到了滿足隔熱性和整體性要求的各種夾芯板的耐火時間。

張緒濤在分析節(jié)能復合墻體外保溫體系所存在的缺陷時，提出了保溫層防火安全隱患的問題:房屋內部發(fā)生火災時, 大火從窗戶洞口往外燃燒會波及窗口四周的聚苯保溫層。 盡管外保溫層在墻外,且采用了自熄性聚苯塑料板, 如果沒有嚴密的防護隔離措施,火勢很可能在外保溫層內蔓延, 以致將整個保溫層燒掉。 因此，復合外墻的結構設計在一定程度上影響了墻體的抗火性能及其使用壽命。

魏少林[9]通過火災試驗研究了預制復合保溫墻體的抗火性能，研究表明，膨脹聚苯板（EPS）和擠塑聚苯板（XPS）保溫材料對墻體抗火性能影響比較相近， 巖棉保溫材料對墻體抗火性能有較大提高。

相比較復合墻體保溫性能的研究成果，復合墻的防火性能有更大的研究空間，應受到更多國內外學者的關注。

3 隔聲性能研究

建筑隔墻的隔聲性能是工程中的重要指標，其標準隨著建筑發(fā)展在不斷提高。 普通居室的隔聲要求標準為30～38 dB，商務酒店、集中住宅、體育場館等工程對隔聲的要求達到50 dB。 復合墻板作為新型節(jié)能建材之一，提高其隔聲性能也是如今的研究熱門。

代小強等[10]通過測試玻璃棉夾于兩片普通復合墻板之間的隔音效果，得到總厚度為250 mm 時墻板隔聲量達到51 dB，滿足酒店內墻體的隔聲標準。 由此可知，需要隔音性能更好的復合墻板來減小隔墻的占地面積， 一些學者對此進行了相關研究。

陳繼浩等[11]采用計算機模擬和試驗對比的方法,對秸稈復合墻板及其雙層墻體的隔聲性能進行研究，結果表明，秸稈多層復合墻板厚度為105 mm 時隔聲達到36 dB， 滿足建筑內隔墻的隔聲性能要求，并提出了采用雙層墻體大幅改善墻體隔聲性能的同時，需注意聲橋對其隔聲的抑制作用。

丁杰等[12]通過對輕質加氣混凝土(ALC)板材的研究得出，內填巖棉可以提高雙層ALC 板復合墻體的隔聲性能， 且墻體厚度為200 mm 時隔聲單值評價達到51 dB，可滿足一些特殊建筑的隔聲需求。

伍圣超等[13]運用阻抗管法研究了定向結構麥秸板（OSSB）及其復合墻體的基本聲學性能，研究表明：OSSB 的吸聲性能遠優(yōu)于磚、混凝土等傳統建筑材料, 尤其在1 800～3 500 Hz 其吸聲性能較好，而復合墻體中采用OSSB 可以減弱聲音在板間的反射，提高復合墻整體的隔音量。

不同板材制成的復合墻體很大程度上改善了建筑隔墻與外墻的隔聲效果，且比一般墻體更加輕薄，是值得推廣的節(jié)能建材。 一些隔聲性能更為突出的復合墻板組合形式仍需國內外學者進行研究與驗證。

4 結語

如今復合墻體的研究依舊是建筑節(jié)能研究的重要領域。 如何在維持墻體基本力學性能的前提下，進一步提高防火保溫、隔熱隔音等性能，并探究其他突出性能，使復合墻體更多地被投入到實際應用中，是后續(xù)研究中應該關注的問題。