專利名稱：隔熱抗震幕墻復合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑材料，特別是隔熱抗震幕墻復合材料。
背景技術：
全國幕墻企業年產值在3億元的有10多家，8000萬元有20余家，硅酮結構密封膠(結構膠)是隱型鋁合金玻璃墻幕的關鍵性材料，用于建筑幕墻受力金屬構件與玻璃等非金屬材料的結構粘接，用膠粘接取代焊接或機械連接是當前建筑幕墻突出特點，1987～1997我國結構膠用量在5000噸左右，用去外匯超過1億美元，20年來全國各地的使用假冒偽劣結構膠十分嚴重，有的使用透明硅膠，有的使用粘接魚缸的膠水粘接，施工質量也魚龍混雜，有的經過專業培訓有的根本沒有訓練過的農民工，2000年建設部先后進行兩次大檢查，結果令人十分擔憂，有的省份不合格率達30％～50％，隱框型鋁合金玻璃墻幕是1994年引入我國，迅速掀起“隱框型鋁合金玻璃墻幕熱”，1994年就達到150萬平方米，投資了18億元，相當美國全美使用隱框型鋁合金玻璃墻幕的的總和，1996年達到500萬平方米，隱框型鋁合金玻璃墻幕沒有使用傳統玻璃墻幕以夾持玻璃并承重的鋁合金外框，而是完全依靠玻璃背面的結構膠粘在鋁合金架上，數千塊數百公斤重的玻璃完全依賴膠水粘接粘在鋁合金架的表面，要長期有效抵抗大風的載荷，自重的載荷(每平方米50～100公斤)，熱脹冷縮、地震威脅，對材料的要求極為嚴格，質量稍有差錯，危險性極大。隱框型鋁合金玻璃墻幕在國際上還是有爭議的新技術，日本嚴格限制使用，德國禁止使用，美國也只能保證使用10年[建設部建材研究院裝飾協會高級工程師黃白，玻璃幕墻隱患甚憂，北京觀察，2005，5]。
隱框型鋁合金玻璃墻幕險情已經發生；2004年8月13日，臺風“云娜”與申城擦肩而過，但它卻為上海的公共安全提了個醒烏魯木齊北路498弄上空“從天而降”一大塊玻璃，將三輛停放在此的汽車砸得傷痕累累。忙了一夜的防汛防臺人員，終于發現這塊玻璃來自弄堂隔壁已停建八個多月的萬泰大廈，大廈28層的東南角有一塊玻璃幕墻缺失。
無獨有偶，2004年5月7日，淮海路一商廈的幕墻玻璃自動粉碎，從23樓墜下，所幸碎玻璃落在該大廈裙房樓頂，未造成人員傷亡[宋秉權，玻璃墻幕大廈隱藏殺機，科學與技術，2005，1]。
處處潛在危險；據上海市建筑科學研究院檢測所的調查，上海有931幢玻璃幕墻建筑存在危險隱患，而成都市有70％安全玻璃不安全，自爆現象時有發生。玻璃中的硫化鎳雜質是導致鋼化玻璃自爆的主要原因，這種自爆可能發生在生產完成后的任何時候。從技術角度看，目前世界上最先進的玻璃缺陷自動檢測儀也只能檢測大于0.2毫米的點缺陷，試圖在玻璃生產線上將有缺陷的玻璃全部挑出來幾乎是不可能的。另外玻璃本身對紅外線的吸收率也是一個關鍵因素，吸熱玻璃和鍍膜玻璃的熱炸裂是一個比較普遍的現象。吸熱玻璃本身的熱吸收率就比較高，如果再鍍膜，則玻璃被經過雙重太陽能的加熱，導致玻璃中心溫度與邊部溫度相差過大，更容易產生炸裂。
交通事故隱患——光污染是制造意外交通事故的殺手，一幢幢玻璃幕墻大廈，就像一面面巨大的鏡子，使本來光潔的路面，清晰的交通信號燈變得斑斑駁駁、光怪陸離，令人眼花繚亂，嚴重影響駕駛員的視線，成為事故隱患。更嚴重的是反射光進入高速行駛的汽車內，會使駕駛員發生突發性暫時失明和視力錯覺，在剎那間發生事故。
火災隱患——凹型建設的大廈，玻璃幕墻就像一面巨大的聚光鏡，照射到的地方如有可燃物，就容易發生大火災及爆炸事件。北京曾經發生過停在玻璃幕墻旁邊的一輛小轎車，因玻璃幕墻的反光照射，使車門橡膠密封條熔化流淌。在德國柏林1987年曾發生過一場大火，警方在建筑物內部始終未能找到起火的原因，最后終于發現對面高層玻璃幕墻產生的聚光造成了這次火災。
對人類健康產生許多不利因素；光污染又稱“噪光”，是指建筑幕墻上采用的鍍膜玻璃對照射在其表面上的光產生的反射眩光對人體和環境產生的有害影響。國際上一般將光污染分為三類，即白亮污染、人工白晝和彩光污染，玻璃幕墻建筑產生的主要是白亮污染，其危險隱患有眼睛殺手——高層建筑上的鍍膜玻璃，其反射率為15％～38％刺眼的光束足以破壞人視網膜上的感光細胞，視網膜和虹膜都會受到不同程度的損害，造成視力急劇下降，白內障的發病率增高。
惡化居住環境——玻璃幕墻的反射光給附近居民住宅帶來干擾，受光污染影響的居民身心受到很大損害，如精神壓抑、心情煩躁、視力下降、產生頭昏目眩、失眠、心悸、食欲下降以及情緒低落等類似神經衰弱的癥狀，使人的正常生理及心理發生變化，長期下去會誘發某些疾病，夏日玻璃幕墻將陽光反射到居室中，強烈的刺目光線破壞室內原有的良好氛圍也使室內氣溫平均升高4℃～6℃，容易加劇家用電器和家具的老化。
城市熱島效應——豪華氣派的高層建筑玻璃幕墻所造成的光污染也對城市的氣候產生了潛移默化的影響。光彩照人的玻璃幕墻將熱量反射到四周，加劇了城市的熱島現象。據深圳市氣象臺的資料顯示，深圳市的年平均溫度10年來提高了整整2℃，相當于把整個城市南移了300公里，其中就有玻璃幕墻熱島效應的作用。
放射性污染——有些玻璃幕墻，如茶色的)含有一定的金屬鈷成分。鈷是放射性元素，在陽光照射下更容易使人受到放射性污染，嚴重時會破壞人體的造血功能，引發癌癥及其他疾病過期的結構膠據了解，國內玻璃幕墻行業所使用的結構膠有效期大多為10年，比起國外能使用四五十年的質量差得很遠，還有20世紀90年代初，在沒有行業規范的情況下，有的隱框幕墻工程甚至使用玻璃膠來代替結構膠，其危險性又加劇了一步。
隱框型鋁合金玻璃墻幕雖然展示建筑物的現代風格，發揮面板材料本身的特性，使建筑物顯得別具一格光亮、明快、挺拔、具有現代品味，而給人一種全新的感覺，是現代建筑的顯著特征，但是，幕墻受溫度、地震、風荷載等多種因素的影響發生位移，發出摩擦噪聲，玻璃墻幕由于其表面光滑風阻小風速大流過玻璃平面的氣流產生嘯叫聲，噪聲隨著風速愈大噪聲越大，幕墻的噪聲會使人對幕墻產生一種不安全的感覺，干擾人們的正常工作和生活，同時也是影響幕墻質量的大問題[宋詠明，幕墻降噪設計，廣東建材，2006年第1期]。
本質上的缺陷玻璃幕墻的通病，隱框幕墻未設置附框，直接將結構膠打在主龍骨上，有些玻璃幕墻結構膠寬度不能滿足規范要求，通過現場原位荷載試驗玻璃幕墻在短暫設計水平荷載作用下，有發生雙面膠條被拉開的現象，工程層間未設置防火層留有火災安全隱患，有一個工程8層以上沒有預埋件，玻璃幕墻與主體連接采用的是膨脹螺栓連接，部分膨脹螺栓是打在磚墻上且玻璃幕墻與主體連接只是靠后置的角鋼通過拉鉚釘與主龍骨連接，靠其承重受力，強度達不到規范要求。
結構膠問題自90年代后期國產幕墻結構膠滿足要求之前，國內幕墻基本上使用的是進口結構膠，但對于膠的質量控制幾乎完全依賴于國外企業自身提供的資料，銷售環節的漏洞使許多假冒產品充斥市場，使必須使用結構膠的隱框玻璃幕墻質量大打折扣，留下隱患[尹小波，建筑墻幕亟帶待解決的幾個問題，中外建筑，2005，6]。
高能耗，與可持續發展相孛導熱，隱框型鋁合金玻璃墻幕需要使用大量的鋁材，幕墻材料由其結構表面接受熱能，因此兩側存在穩定的溫度差，從而材料內部分子和原子產生微觀運動引起的傳熱稱為導熱，幕墻結構材料的導熱量與其兩側溫度差、材料導熱系數成正比，與材料厚度成反比，鋁的導熱系數是玻璃導熱系數的270倍因此熱量集中通過鋁框傳導，形成了“冷橋”也有稱為“熱橋”，“冷橋”的能耗大，幕墻表面溫度低，容易結露，室內熱環境差，尤其是北方地區，而南方地區正好相反，在炎熱的夏天大量的向室內傳熱，在普及率極高的城市采暖、空調所消耗的大量能源玻璃幕墻作為建筑外圍護結構尤為顯著。
玻璃幕墻作為建筑外圍護結構，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是傳統墻體熱損失5～6倍，幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40％左右，幕墻與節能的原則難相吻合[高堃，玻璃幕墻的遮陽節能技術，設計研究，2005，6]。
數據說明墻體的傳熱系數K＝0.52，而采用雙層玻璃的窗戶傳熱系數K＝2.5，后者是前者的4.8倍，而玻璃幕墻與雙層窗戶相比還要高出許多，這不僅浪費大量的能源，而且給居住者帶來極不舒適的感覺[趙在春，幕墻保溫與節能分析，房材應用，2005，33(2)]。
建筑節能是創造資源節約型建筑和建筑要可持續發展的重要組成部分，是以為居住者創造衛生、文明、舒適的居住環境為前提，房地產開發商和設計、施工、監理單位都是在共同創造衛生、文明、舒適的人居環境，應該以人為本，從性價比等因素綜合考慮，慎重地選擇民用建筑外墻的材料。
國外一些發達國家早在70年代末就已經開始了建筑節能的工作，他們強制建筑業在新建建筑中執行節能標準，并因此取得了巨大的成效，整個國家的建筑能耗大幅度下降。如丹麥1985年比1972年采暖面積增加了30％，但采暖建筑能耗卻減少了318萬噸標準煤。采暖能耗占全國總能耗的比重，也由39％下降為28％，美國自從制定第一部節能標準至今天。僅佛羅里達州在電力和天然氣能源上就節約了158億美元，預計到2011年，在此基礎上又會節約430億美元。由此可見，國外的建筑節能法規30年來取得了多么顯著的社會效益和經濟效益[王素霞，國外建筑節能與保溫材料一瞥，建筑與發展導向，2005，5]。
北京的建筑節能要達到65％，那么窗的k值必須要達到2.8W/(m2·k)，根據法國圣戈班公司的資料，單片玻璃30年的使用壽命，每平方米玻璃窗的能耗是6500度電，中國工程院院士中國建筑材料科學研究院高級工程師顧真安呼吁墻材革新建筑節能與建設節約型社會，墻材的創新主要發展保溫隔熱材料保溫隔熱材料主要有兩類，一類是無機類的，包括玻璃棉、礦渣棉、巖棉，一類是有機發泡材料，包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨酯，符合防火要求的系列新型墻材[顧真安，墻體革新，建筑節能之基礎，墻體革新與建筑節能，2006，1]。
玻璃幕墻因其特別的通透性使人有居高危險感，通常需要保持離墻幕一定的距離，改善恐高感，貌似有效空間家寬其實建筑使用面積縮小，從而且減少了居室的使用面積。
隨著我國玻璃幕墻的廣泛應用，去年全國使用量已經超過150萬m2幕墻作為建筑外維護結構或裝飾性結構，它將大面積玻璃等面板應用于建筑物的外墻面，充分體現建筑師的想象力，我國玻璃幕墻在超高層建筑占有優勢北京國貿中心、深圳地王大廈、上海金茂大廈……無不采用了玻璃幕墻，正在建設中的世界最高樓———上海環球金融中心，也擬采用玻璃幕墻。據統計，目前我國每年玻璃幕墻的建筑面積達到600萬平方米左右，產值達50億元，據了解，國內玻璃幕墻行業所使用的結構膠有效期大多為10年比起國外能使用四五十年的質量差得很遠，還有20世紀90年代初，在沒有行業規范的情況下，有的隱框幕墻工程甚至使用玻璃膠來代替結構膠[錢星博，玻璃墻幕建筑物的隱患，科技時空，2005，9]。
一個嚴峻的事實，若干年后數千萬平方米的隱框型鋁合金玻璃墻幕的粘界膠到期失效，如何更換，大面積隱框型鋁合金玻璃墻幕的卸除之后換上什么樣的墻材，是非常急迫的問題。
發明內容
本發明是要提供一種具有保溫性能、抗震性能、減噪性能、減少建筑承重載荷特點的隔熱抗震幕墻復合材料。
本發明是這樣實現的三層剛性材料組成的兩個空間腔，一個空間腔填充聚氨脂發泡塑料，另一個空間腔填充蜂窩支架，蜂窩支架內填充聚氨脂發泡塑料，聚氨脂發泡塑料將三層剛性材料在發泡過程粘接組成一個整體剛性板。
生產制造時中間層剛性板與蜂窩支架緊密連接，中間層剛性板在相對蜂窩支架的穴中開通孔，聚氨脂塑料原料從中間層與里層之間的腔內注入，流過中間層剛性板在相對蜂窩支架的穴中開通孔，使蜂窩支架的穴內和中間層與里層之間的腔內都注滿聚氨脂塑料原料，在聚氨脂塑料原料發泡的過程，將聚氨脂發泡塑料將三層剛性材料和蜂窩支架在發泡過程粘接組成一個整體剛性板。
以下結合附圖作進一步詳細說明附
圖1是隔熱抗震幕墻復合材料的結構示意圖；附圖2是隔熱抗震幕墻復合材料的板材與板材垂直位式的連接結構示意圖；附圖3是隔熱抗震幕墻復合材料的在外側安裝固定型材示意圖；附圖4是隔熱抗震幕墻復合材料的板材與板材水平位式連接示意圖；附圖5是隔熱抗震幕墻復合材料的在內側與建筑物梁、柱安裝固定型材示意圖；參照附圖1，內層板(1)與中間層(3)之間的腔內填充聚氨酯發泡塑料(2)，中間層(3)與外層板(6)之間安裝有蜂窩支架(4)，生產工序從內層板(1)與中間層(3)之間的腔內注入聚氨酯發泡塑料原料時，聚氨酯發泡塑料原料從中間層(3)的通孔(9)流入蜂窩支架(4)的穴內，在蜂窩支架(4)的穴內形成發泡固體(5)，并且與外層板(6)良好的粘接，聚氨酯發泡塑料(2)、(5)將外層板(6)中間層(3)內層板(1)蜂窩支架(4)粘接連為整體。
參照附圖2，為了將隔熱抗震幕墻復合材料安裝成幕墻后具有較好的水密性在整體板的一端預制契口(8)，安裝墻幕時將契口(8)朝下，雨水可以順流而下。
參照附圖3、附圖4，安裝墻幕時將外層板(6)的邊端楔入固定型材(7)的槽(7C)內，契口(8)分別楔入固定型材(7)的槽(7a)槽(7b)內。
參照附圖4、附圖5安裝墻幕時將外層板(1)的邊端楔入固定型材(8)的槽(8C)內，契口(8)分別楔入固定型材(8)的槽(8a)槽(8b)內，建筑物的梁或柱的預制固定件楔入固定型材(8)的槽(8d)內。
按上述方法組成墻幕。
安裝墻幕的時候，將與蜂窩支架相連的一層為墻幕外層，由于蜂窩支架與外層鋼板受到聚氨酯發泡塑料粘接作用，蜂窩支架與外層鋼板整體具有良好的強度和剛度，由于蜂窩支架與外層鋼板良好的接觸，有效的擴散了外層鋼板的受熱，使外層鋼板與聚氨酯發泡塑料粘接處溫度相對均勻。
本發明與現有的聚氨酯發泡復合材料相比具有如下特點現有的聚氨酯發泡外墻板材是兩層薄鋼板組成中間一個腔，聚氨酯發泡塑料填充在其間，將兩層鋼板粘接，實際使用的時候，室外側在夏季高溫季節，外鋼板直接接受陽光爆曬，鋼板表面溫度迅速上升，由于聚氨酯發泡塑料導熱系數是0.025w/m.℃、鋼板導熱系數是45w/m.℃，聚氨酯發泡塑料溫升較慢，鋼板與聚氨酯發泡塑料之間形成溫度差，溫差愈大兩側的膨脹率相差愈大，長期處于膨脹率顯著差異的鋼板和聚氨酯結合處的聚氨酯的粘接性能就易導致疲勞，聚氨酯的粘接性能就易導致疲勞至一定值時，發生與鋼板剝離松脫，特別是在高度疲勞或達到一定的極限值，受到風壓壓強時由于鋼板彈性作用，壓迫聚氨酯發泡塑料塌陷，由于鋼板的彈性效應，導致與聚氨酯發泡塑料粘接處松脫，這是現有的聚氨酯發泡鋼板復合材料的突出問題，本發明與現有的聚氨酯發泡板材相比，采用三層剛性材料，外層與中間層的剛性板之間是蜂窩增強結構，蜂窩內填充聚氨酯發泡塑料，聚氨酯發泡塑料同時與外層鋼板粘接又與蜂窩粘接還與中間層剛性材料粘接，蜂窩采用薄鋁板結構，蜂窩還與外層鋼板接觸良好，當太陽輻射至鋼板時熱量通過鋼板傳給蜂窩鋁板，由于鋁質蜂窩具有良好的導熱，將鋼板的熱量迅速擴散至整個蜂窩，蜂窩的熱量均勻的分布在填充蜂窩內的聚氨酯發泡塑料中，聚氨酯發泡塑料與外層鋼板不會形成顯著溫差，外層鋼板與聚氨酯發泡塑料之間沒有顯著溫差也就不會造成顯著的膨脹系數差，從而緩解了疲勞系數，起到延長使用壽命的效果，其次，由于蜂窩與外層鋼板緊密接觸同時又與聚氨酯發泡塑料連為一體，形成整體剛性和強度，當風壓壓強在鋼板表面時也被蜂窩結構分布，這一作用克服了強風壓導致現有的兩層薄鋼板中間組成一個腔結構形式，聚氨酯發泡塑料填充在其間的結構有可能造成聚氨酯發泡塑料塌陷的問題，聚氨酯發泡塑料塌陷之后，隨著鋼板的自身強度和應力，在彈性作用下就可能導致外層鋼板與聚氨酯發泡塑料松脫。外層鋼板與聚氨酯發泡塑料松脫之后整體剛性和整體強度都迅速下降，其隔熱性能，維護結構的性能逐漸失去，本發明由于采用內填蜂窩結構克服了上述問題。
本發明與玻璃幕墻相比其重量是玻璃幕墻的1/6(玻璃幕墻100KG/m2，本發明15KG/m2)，顯著減輕建筑物的荷重造價，由于重量減輕使施工更為安全，使用施工建筑器材消耗減少，其傳熱系數是玻璃幕墻的1/30，無論是夏季空調還是冬季采暖都具有顯著節能效果。由于采用金屬機械固定結構施工質量易保證，不存在象粘接膠哪樣性能老化的問題。
本發明與加氣磚砌墻相比具有重量輕，是加氣磚砌墻載荷的1/46(加氣磚砌墻載荷700KG/m2)，占空是加氣磚砌墻1/8，實實在在的增大了有效使用空間。
本發明由于無須粉刷，無須帶水作業，施工不受天氣影響，還具有快速施工節約施工期，降低勞動強度，有利機械化作業等優勢。
權利要求
1.一種隔熱抗震幕墻復合材料由內層板(1)、與中間層(3)、聚氨酯發泡塑料、外層板(6)蜂窩支架(4)組成，其特征是蜂窩支架(4)與外層板(6)相連。
2.按權利要求1所述的隔熱抗震幕墻復合材料其特征是中間層(3)與蜂窩支架(4)連接。
3.按權利要求2所述的隔熱抗震幕墻復合材料其特征是中間層(3)對應蜂窩支架(4)的穴孔開通孔。
全文摘要
本發明公開了一種隔熱抗震幕墻復合材料，由內層板、中間層、聚氨酯發泡塑料、外層板、蜂窩支架組成，采用隔熱抗震幕墻復合材料結合本發明給出的固定型材安裝可以組成安全幕墻，造價低廉，隔熱節能，質輕、抗震性能優于玻璃墻幕。
文檔編號E04C2/26GK101050648SQ20061007440
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月3日 優先權日2006年4月3日
發明者鄧昌滬 申請人:褚武軍, 鄧昌滬