一种新型的木结构建筑体系—结构保温板(SIPs)体系介绍 .pdfVIP

一种新型的木结构建筑体系—结构

保温板（SIPs）体系介绍

大连阔森特新型建材有限公司孙全

一大连116600

木材是大自然赐予人类宝贵的礼物，是

唯一可再生的主要建筑材料，也是唯一

的负碳“”建筑材料。采用木材作为主要

承重构件的木结构建筑温暖自然、温馨

美观、节能抗震，尤其是在近十年，在

中国得到了越来越多的理解和应用。作

为一种新的木结构建筑体系，结构保温

板建筑体系（StructuralInsulated

Panels，简称SIPs）源自北美轻型木

结构体系，采用类似的原料，但发展为

集结构和保温一体完成，有更优异的保

温效果，更好的结构性能，也更强调预

制和工业化加工，以2007年正式写入美

国民用建筑规范为标志，在世界各地得

到了越来愈多的应用，但在中国了解和

应用不多，本文希望对此体系做一简单

介绍。

一、结构保温板（StructuralInsulated

Panels,简称SIPs）的定义及历史

结构保温板，翻译自英文全称Structural

InsulatedPanels,以下简称SIPs，是由

两片承重板材由结构粘合剂胶合在硬质

泡沫板上成为一体的板材，这样做成的

板材既承重又保温,可以直接作为房屋的

结构保温一体材料使用，故被称之为

SIPs，如图1。

图１结构保温板结构示例

SIPs板的面材应为承重类板材，例如：

多层板(plywood),定向刨花板(OSB)，

水泥板,等。目前在在世界范围内，因为

工业化程度高，性能稳定，柔韧性好，

尺寸大（最长7.32M）,OSB板作为面材

应用最为普遍。目前美国最常用和测试

数据最全并进入国家建筑标准的是OSB

板面的SIPs。SIPs的芯板包括膨胀聚苯

乙烯(EPS),挤出聚苯乙烯(XPS),聚氨脂

(PU)。目前市场份额最大的是膨胀聚苯

乙烯(EPS)。

SIPs的尺寸很多，以北美市场OSB板

面、EPS芯材的SIPs为例，宽度尺寸

为1.22-2.44M,长度尺寸从

2.44M-7.32M,板材的厚度从114毫米

(阻热系数2.64k‐m2/w,传热系数

0.379w/k‐m2)到311毫米(阻热系

数8.11km2/w,传热系数0.123w/k‐

m2)用以满足不同隔热程度和承重强度

的要求[1]。

历史上，位于美国维斯康星州的美国森

林实验室(ForestProductsLaboratory,

FPL)最早就注意到了使用木质面材和泡

沫芯材形成一体类夹芯类板材以后，该

夹芯板材会有意想不到的效果强度强度，

最早从1935年开始对三明治类的板材

进行了长达20多年的跟踪和系统研究。

1967年，FPL采用SIPs建了一个实验

工厂，效果非常好。

图2SIPs意想不到地强壮

私人方面，美国的建筑学家和工程师

AldenB.Dow，陶氏化学创始人的儿子

从1945年开始对SIPs对结构保温板进

行了研究，并在1952年他最先设计建造

了3栋SIPs房屋，该房屋一直存在。

从上世纪60年代起，在北美，陆续有专

业的SIPs工厂不断成立，供应SIPs板

材或SIPS房屋,SIPs体系得到了更多的

应用和关注。目前，世界上比较大的SIPs

工厂都集中在北美，比较成规模的工厂

大约有50家左右。目前，SIPs房屋占

北美每年新开工住宅的5%左右的市场

份额。

二、SIPs的用途

根据使用位置和承担功能的不同，SIPs

在建筑行业的可以主要有2个用途:

第一种是直接作为承重保温一体构件用

于建造住宅,一般是低层住宅，在北美，

理论上可以比对轻型木结构建到六层，

但以3层以下居多，SIPs可以作为墙体

和屋顶直接使用，既承重又保温，在大

多数情况下可以不用其他框架框架，在

一些载荷集中点，或者大的开口处，通

过金属或木构件（梁或柱）等进行加强，

这和北美轻型木结构的做法是一致的。

这种用途的典型特征是，结构保温板的

承载力（轴向、水平、剪切）载荷都要

体现在结构核算中。因为OSB板面的

SIPS尺寸较大,最长可以达到7米，重

量轻，接缝少，可以形成教堂式高屋顶，

作为屋板在结构保