白城承建SIP板式住宅体系木屋

SIP板式结构住宅体系房屋

SIP板的生产及性能特点

Structural Insulated Panels，简称SIP，是由2层OSB（欧松板）等为面板和1层保温芯板叠合而成的复合板材，外层面板主要承受弯曲变形引起的正应力；中间芯材为夹层结构提供足够的截面性矩，主要承受剪应力。面板和芯材之间是交接层，采用环氧树脂将两者粘接在一起，工作时主要承受剪应力。由于SIP的结构特点，使建筑物具有良好的隔热保温性能，提高了木材利用率，创造了比传统木结构形式更加先进的SIP住宅体系。

材料的选择及加工过程

面板的选择:有多种材料可以作为SIP的面板，比如定向刨花板（OSB）、水泥纤维板及石膏板等，另外，SIP两侧面板可以是同一种材质的板材，也可以是不同材质的板材。目前国外最常用得时内侧和外侧面板均采用定向刨花板做面板的结构形式。

定向结构刨花板原料主要为软针、阔叶树材的小径木、速生间伐材如桉树、杉木、杨木间伐材等，内部构造一般是由3层相互垂直的木片组成，具有线膨胀系数小、稳定性好、材质均匀、握螺钉力较高等优点。由于其刨片石按一定方向排列，它有纵向强度比横向强度大得多的显著特点。SIP板可以方便的进行锯、砂、刨、钻、钉、锉等加工，是建筑结构用得良好材料，所以制造商常把它用作SIP的面板。

芯材的选择: 按照ASTM  C578中对SIP芯层材料的要求，经过对比不同密度的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫塑料和其它一些轻质泡沫材料后，选择模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）作为SIP构件的芯材。

聚苯乙烯泡沫塑料在国外是最常用的一种结构保温板芯材。它具有节能效果好、质量轻、价格低、易切割和生产工艺简单等优点，其中EPS的热稳定性最好，热变形量为0.5%左右，可以选择100mm厚模塑聚苯乙烯泡沫（EPS）作为制备SIP的芯材。

胶黏剂的选择:按照ASTM D2559的要求选择胶黏剂。国外SIP主要选用聚氨酯类胶粘剂，这种胶粘剂在使用时需蒸汽压力机热压后才能达到较好的粘结效果，考虑到适用条件，对于胶黏剂的选择定位在室温冷压即可达到粘结效果的胶黏剂上。通过对比试验和查阅资料最终选择双酚A环氧树脂作为制备SIP的胶黏剂，并且取得了较好的粘结效果。

结构保温板的制备

材料

原材料12mm厚定向刨花板，双酚A环氧树脂。

工具设备包括：各种木工加工机械、电阻丝、变压器、刷子、手套、拼板机等。

制备过程

（1）面板的加工，使用木工机械将面板加工至所需尺寸。为增加面板与芯材的粘结和使用面板表面平整，在面板切割完成后采用砂光机对面板表面进行清理磨光。

（2）芯材的加工。使用电阻丝切割器械将聚苯乙烯泡沫切割成所需尺寸，切割过程应匀速缓慢，电阻丝热度适中，保证芯材各平面平整、尺寸准确。

（3）按比例将双酚A环氧树脂配合均匀后，用刷子和刮胶板均匀涂刷在面板内侧，涂胶量为250g/m²。

（4）涂胶完成后，按结构方式将面板和芯材叠合并预压，达到一定粘结强度时，将叠合板放置于拼板机上静压，静压强度为30kPa，静压过程中环境温度为（23±5），静压时间为48h。

SIP板的优势

SIP板是一种轻质复合板材，不仅可以满足建筑屋面、墙面围护结构防风、防雨、保温隔热、防腐蚀、耐久的基本要求，而且具有良好的装饰性，与传统木结构相比，是一种非常理想的轻型建筑板材。SIP板的优势还体现在：

（1）SIP板可用于承重墙体结构，强度高而轻质，隔声、保温性能好，具有良好的抗震性能。

（2）SIP板便于现场拼装，且实现了标准规格，安装简捷；易于实现生产工业化、标准化和施工机械化，从而确保了工程质量；并且由于SIP安装简便，安装时不需要特殊的技术工人，比梁柱结构的木建筑低安装成本；工期比传统木结构建筑短。

（3）SIP板不含有毒气体，采用可循环再造、不污染环境的材料制成，有利于保护生态环境。

SIP板式结构体系

SIP板式结构住宅体系是以SIP承重外墙板、SIP承重内墙板、SIP楼板、SIP屋面板为主要承重构件，并配以混凝土基础，采用面板钉连接、骨架钉连接等节点连接方法形成的一种装配整体结构。

SIP板式结构住宅墙体

（1）非承重墙体

采用集保温、隔声为一体的轻质非承重SIP板，墙内外可做装饰处理。

（2）承重墙体

SIP承重墙板是该体系的核心。该墙板由保温、隔声芯材以及外覆面板组成。其中保温、隔声材料采用不同厚度的聚苯乙烯泡沫板或高密度聚氨酯发泡板；从而形成整体承重墙板，板件连接处的竖向木龙骨实际上是复合墙板的边框，对墙板形成约束作用，以提高承载能力和整体性能。

以北美，SIP木结构房屋非常普遍，其保温节能、环保、舒适、结构灵活性等方面有着传统结构不可对比拟的优越性。木结构房屋的优越性在于其保温性好，另外，SIP结构房屋在抗强风、防火、防白蚁、隔声等方面都有技术上的保证。

SIP板式结构住宅建筑楼面

SIP板可以直接作为住宅的楼板，但是厚度较外墙要稍厚，一般为200mm左右。由于OSB平面内强度较大，满足传递水平的要求；也可在底层SIP墙体上架设木格栅或木梁之后再铺设SIP楼板，使楼面可以承受更大的荷载。但实际工程中运用SIP作为楼板的并不多。据统计，2006年美国新建工程中，SIP的使用达到了387万m²，其中55%用于墙板，42%用于屋面，而用于楼板的只占3%。

SIP板式结构住宅建筑屋面

屋面多采用坡、屋顶做法。在集承重和保温为一体的复合屋面板上做各种防水层，即形成屋面体系。

SIP屋面板载结构设计上突出了其节能的特点，在继承以往夹芯板隔声、保温、轻质等优点的基础上，增加了中部聚苯乙烯芯板的厚度，提高了屋面板的保温性能。

鉴于目前的节能标准，SIP屋面板将会得到不断的推广和应用。

SIP板式结构体系的特点

以国外的试验研究及工程应用看到，SIP板式结构住宅体系与其它建筑结构相比具有以下特点：

建筑设计优点

（1）满足目前商品住宅市场化的要求

①能满足住宅结构对开间、进深的要求，并且可以根据用户的要求进行房间的布置设计。

②当计算整面墙时，SIP的保温隔热优势更加明显，因为SIP本身的具有承载能力，不需要梁柱作为结构件，所以不存在冷热桥，其整体结构、热工、隔声、耐火等各项指标均能符合现行规范的要求。

③SIP墙板集承重、保温为一体，自重轻、墙体薄，而且室内不出现明柱，比其它墙体住宅增加使用面积约8。5%m。

④采用SIP技术的房屋楼板，水电管线可以在SIP内容安装，减少管道的构造厚度，增加了室内净高。同时对于安装管线开槽后的修补也很方便，采用粘结EPS小块板和OSB板好可，也可以采用发泡剂填充。

⑤实现了住宅产业现代化。预制构件产品的生产工业化，产品标准化、毓化，施工装配化，确保了施工工期比传统砌筑节省57%。

可满足低层住宅的功能要求

厨房、卫生间的做法与普通砖住宅的做法相似，卫生间结构层在本层内降低300mm，便于维修。

可满足建筑设计的外檐要求

SIP墙板的板型能够满足建筑造型设计的需要、外檐可根据建筑设计的不同要求进行装修。

结构设计优点

SIP板式结构住宅体系，将预制的SIP板构件结合成一整体装配式结构。用于民用住宅建筑物以外，还被广泛应用到许多其它建筑形式，在各种荷载作用下能保证结构安全可靠。模型分析表明，其结构整体性和抗震性能比较优越，由SIP板式构件和设计连接节点构成的板式结构房屋，具有整体性好、可靠度高、质轻、抗震性能优越、节能环保和高舒适度等特点。

SIP板式结构的发展展望

SIP产品在欧美等地被广泛用于住在和商业建筑物的墙壁、地板、屋顶等，是一种正在兴起的建筑潮流。2002年，北美以及环太平洋有80多个国家和地区的SIPS制造商汇集一堂，研讨、交流消费者的需求和行业的发展。如今，国际SIP组织“SIPA”已经在美国成立，SIP的应用和推广得到进一步普及，正成为住宅、商用房屋、活动房屋等建筑的一大流行趋势。SIP建筑不需要框架，建设速度快，保温性能好，被称为未来的建筑方式。

SIP板式结构住宅体系整套构件的实验研究及理论分析，实现了承重、保温、隔热、隔声一体化和构件产品工厂化、标准化、体系化生产、装配化施工，具有创新性。通过进一步工程实验，进行静力测试、动力测试和物理性能测试，总结和完善SIP板住宅体系，并编制出设计与施工规程，SIP板会不断地得到推广和应用。

SIP板的主要发展应用方向包括：

（1）采用承重型SIP墙板和屋面板、楼板构成全SIP板承重的新型建筑体系，替代传统的砖混结构，建造住宅、办公楼、度假村精致小屋、移动组合式别墅、楼顶建筑等。

（2）SIP墙板还可用于轻钢结构建筑体系中，采用承重、非承重型SIP板替代各种砌块墙及现浇混凝土楼板、屋面板构成节能型框轻体系，并在楼房加层改造及墙外、阳台节能改造方面具有独特的优势。

随着我国墙体材料改革的发展，SIP墙板以优良的节能特性，具有很高的推广价值和广阔的应用前景。