一种开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板 【技术领域】
本发明涉及一种用于房屋建筑和土木工程中能够承受荷载的外围护结构构件，具体是一种开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板。
背景技术
目前，我国的房屋建筑中的外墙主要采用砖或砌块组成的砌体墙或钢筋混凝土墙作为承重和围护构件。砖在烧制过程中需要浪费大量的能源，且为一次性材料，无法回收再利用。砌体或钢筋混凝土外围护墙施工过程中需要大量的人力，施工多为湿作业，易对环境造成污染，不符合工厂化制作、现场施工干作业的建筑施工发展趋势。由砌体材料或钢筋混凝土墙体组成的建筑外墙体自重大，热阻值较小，保温性能差，通常还要另加保温隔热材料才能满足国家现阶段建筑节能要求。
在国外的民用住宅建筑领域中，采用密肋轻钢墙板体系作为建筑承重和围护构件。这种墙板体系目前已引入我国，并在我国部分地区建了一些试点建筑。这种墙板体系是将壁厚约1.0mm～2.5mm的C型或U型冷弯薄壁型材作为密肋立柱，立柱间距在300mm～900mm之间，再配以U型冷弯薄壁型材做成的上下导轨，形成墙板受力体系。在C型或U型冷弯薄壁型材两侧连接有板材，但板材只作为维护构件，不参与受力。
密肋轻钢墙板体系在欧美与日本这些西方发达国家已应用多年，这些国家拥有这套体系的全部知识产权与成熟的设计、生产、施工技术。我国相关企业如照搬这套体系必然会使我国建筑领域相关的民族产业在与国外的竞争中居于劣势。同济大学曾经在2006年做了5个高度为2.7米的密肋轻钢骨架试件轴压试验，试验结果显示密肋轻钢骨架最大极限承载能力仅在23.5kN左右。试验具体数据列于表1中。
表1密肋轻钢骨架试验数据
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由于目前我国尚没有自己的密肋轻钢墙板体系规范标准，密肋轻钢墙板体系设计时仅依据北美或澳洲的规范，由于地区差异，难免存在安全性和经济性的问题。而且设计好的密肋轻钢体系的房屋无法通过技术部门和管理部门的审批。这种体系房屋由于现场装配工程量大，相当部分材料依赖于进口，建筑造价高，影响在我国的推广应用。
房屋建筑迫切需要开发研究符合我国国情，避免上述技术存在弱点，轻质且安装方便的节能复合外墙板。
【发明内容】
为了克服我国常用外墙不够节能环保，自重大，无法重复利用等缺点，本项发明提供一种开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板，该外墙板不仅能作为建筑围护结构，还能作为承重构件，而且具有轻质高强、抗震性能好、节能环保、施工速度快和重复利用等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板，包括墙板承重构件以及填充层，其特征在于：所述的墙板承重构件由开口薄壁型钢板与两侧面板通过紧固连接件连接组成，所述的开口薄壁型钢板的厚度为0.4mm～2.0mm，所述的两侧面板厚度为6mm～12mm，所述的填充层为保温芯材，该保温芯材填充在所述的开口型钢板与两侧面板围合成的封闭空间内。
所述的保温芯材材质为聚苯乙烯或岩棉。
所述的两侧面板的外面板为材质为硅酸钙板或水泥压力板的薄面板，并在该外面板表面黏贴金属基防水材料并外贴墙面瓷砖或外挂防水塑面板；所述的两侧面板的内面板为材质为纸面石膏板或定向刨花板的薄面板，并在内面板板材表面黏贴墙纸或直接粉刷乳胶漆。
本发明复合节能外墙板，开口薄壁型钢板与两侧薄面板通过紧固连接件连接，保温芯材起到保温隔热作用。其中保温芯材填充在开口型薄壁型钢板板肋与两侧薄面板围合成的封闭空间内。开口薄壁型钢板与两侧薄面板通过连接件连接形成一个共同承受竖向荷载的结构整体。
保温芯材选用聚苯乙烯或岩棉等轻质保温材料，填充在开口薄壁型钢板板肋与两侧薄面板围合成的封闭空间内，不占用额外的建筑空间。由于保温芯材不参与承重，可选用密度较低的保温材料。
为满足室内、室外不同的建筑使用功能要求，开口薄壁型钢板两侧薄面板材质、做法有所不同。在开口薄壁型钢板上表面采用材质为硅酸钙板或水泥压力板的薄面板通过连接件与薄壁型钢板相连，薄面板表面黏贴金属基防水材料并外贴墙面瓷砖或外挂防水塑面板。在开口型薄壁型钢板的内侧采用材质为纸面石膏板或定向刨花板的薄面板通过连接件与薄壁型钢板连接在一起，板材表面黏贴墙纸或直接粉刷乳胶漆。开口型薄壁型钢板与两侧薄面板共同工作，形成墙板组合受力体系，兼有围护与承重的功能。
为方便施工，节约人力，将薄壁型钢板两边做成子母扣形式，安装时单块外墙板与另一块外墙板通过钢板边缘的子母扣相连即可。
本发明的有效效果是开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板中开口薄壁型钢板与薄面板形成组合结构，作为整体共同承担外荷载。其中，开口薄壁型钢板截面为双轴对称截面，适合于承受轴心受压荷载与小偏心压弯荷载；填充的保温材料能够起到有效的保温隔热功效且不占用额外的建筑空间。
开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板集承重、保温隔热与建筑外围护于一身，单块外墙板厚度通常在80～160mm，视建筑物所在地区的气候条件和承受荷载而变化。宽度与长度可根据实际需要在工厂内加工生产。目前，已在河海大学完成了2个高度为2.6米的开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板构件试验，试验具体数据列于表2中。
表2开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外板试验数据
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从表1结果可知，单块开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板承载能力足够满足承重墙的需要。且开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板质量轻，运输、安装均很方便，薄面板能对开口薄壁型钢板与保温芯材均起到有效的保护作用，使其避免受到机械损伤，防止保温芯材的风化、隔离水与蒸汽，且防火、耐腐蚀。施工现场只需依靠人力和简单的机械即可完成外墙板的拼接安装，能够确保工程施工速度快且施工现场清洁无污染与无噪声。
【附图说明】
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的正立面图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是墙板外侧薄面板做法。
图5是墙板内侧薄面板做法。
图6是开口薄壁型钢板的横截面图。
图中：1.紧固连接件，2.外面板，3.开口薄壁型钢板，4.保温芯材，5.内面板，6.子扣，7.母扣，8.硅酸钙板或水泥压力板，9.金属基防水卷材，10.薄抹灰找平层，11.外贴墙面瓷砖或外挂防水塑面板，12.纸面石膏板或定向刨花板，13.乳胶漆。
【具体实施方式】
【具体实施方式】
如图1、图2所示，本发明复合节能外墙板的墙板承重构件由开口薄壁型钢板3以及两侧面板构成，两侧面板包括外面板2和内面板5，两侧面板采用紧固连接件1与开口型钢板连接在一起，紧固连接件1的一端垂直穿透外面板2的表面，另一端与外面板2上表面齐平。为使紧固连接件1的连接作用得到充分发挥，紧固连接件1需均匀分布于外面板2的表面。保温芯材4填充于开口型钢板3的板肋与外面板2和内面板5围合成的封闭空间内，不占用额外的建筑空间。子扣6和母扣7形成子母扣，施工安装时，单块外墙板和另一块外墙板通过子扣6和母扣7连接成整体。
在图3中，紧固连接件1起到连接作用，将外面板2、开口薄壁型钢板3以及内面板5连接在一起。保温芯材4填充在开口薄壁型钢板3的板肋与外面板2和内面板5围合成的封闭空间内，不占用额外的建筑空间。开口薄壁型钢板3的厚度为0.4mm～2.0mm，外面板2的厚度为6mm～12mm，内面板5的厚度为6mm～12mm。
在图4所示实施例中，外面板2的材质选用硅酸钙板或水泥压力板8，以满足外墙板外表面的建筑使用功能要求。紧固连接件1将硅酸钙板或水泥压力板8和开口型钢板3相连接，形成结构整体。为满足防水要求，在硅酸钙板或水泥压力板8的表面直接黏贴金属基防水卷材9，金属基防水卷材9的表面用薄抹灰找平层10找平后铺设外贴墙面瓷砖或外挂防水塑面板11。在图5中，内面板5的材质选用纸面石膏板或定向刨花板12，以满足外墙板内表面的建筑使用功能要求，纸面石膏板或定向刨花板12的表面直接粉刷乳胶漆13即可。紧固连接件1将纸面石膏板或定向刨花板12和开口薄壁型钢板3相连接，形成墙板组合受力体系，兼有围护与承重的功能。开口薄壁型钢板3的横截面图如图6所示。