结构隔热板:优点和缺点是什么?

在农村使用隔热结构板建造房屋
(图片来源:SIPS@Clays)

结构隔热板是一种建筑系统,可以作为一种替代传统的建筑方法,如砖和块。缩写为SIPs,有时被错误地称为SIPs面板,它们已经成为近年来最受欢迎的现代建造方法之一。

事实上,据估计,结构隔热板占8%自我构建这是有充分理由的。它们对您的构建有一些切实的好处,包括加快构建的初始阶段,让您快速达到防水阶段,同时为织物的首次构建提供出色的气密性。

在我们完整的结构隔热板指南中,我们不仅会更详细地探讨这些优点,还会研究缺点,以及成本等因素,以及如何使SIPs建造成功的建议。

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什么是结构隔热板?

简单地说,结构隔热板是夹在两片定向刨花板(OSB)之间的绝缘泡沫,用作建筑物的建筑系统。这些空白面板以1.2米宽的格式开始它们的生命,并有从2.4米到7.45米的各种标准化高度。

然后将面板切割成尺寸,添加木材边缘,并形成任何开口。同一类型的结构隔热板用于建筑外墙,任何内部承重墙和屋顶板。

使用结构隔热板的建筑有什么优点?

与传统木结构或现代封闭木结构系统相比,其关键优点之一是墙内垂直木钉的间距。在木结构建筑中,它们的中心为600mm,而在SIPs墙中,它们的中心为1200mm。因此,墙体中性能不佳的木材数量减少了一半。这大大减少了建筑中重复的冷桥。

工厂制造的SIPs面板将比现场切割的木框架更准确,这有助于限制施工中的间隙。这一点,连同内在的密封性定向刨花板(OSB)和刚性绝缘芯,有助于限制建筑中的空气泄漏,使sip非常适合被动式住宅项目。

由于屋顶板是结构性的,所以不需要传统的屋顶桁架-面板可以轻松跨越4.8米,从屋檐到屋脊,并安装在盒装钢梁或特色胶合木梁上。这可以将顶楼从2.4米的标准地板到天花板高度转变为3.6米的双层高度。

结构隔热板房屋建造示意图

Kingspan的这张插图展示了如何将结构隔热板组合在一起来建造房屋。 (图片来源:Kingspan)

部分施工阶段是在安全的干式工厂完成的,这对制造和建造时间有巨大的影响。

结构隔热板有什么缺点吗?

sip的主要问题是当它们暴露在水分中时,因此有一些站点不适合sip构建。不建议在洪水区或地下的地块上使用结构隔热板,因此在这里砌体建筑将占上风。

然而,没有什么可以阻止你创建一个混合的建筑,底层是砖石结构,上层是SIPs。

虽然气密性系数是sip的一个品质,但这也意味着你需要有足够的通风,以避免凝结和空气在家中变得陈腐。

您可能还会发现,由于sip是一个专业的构建系统,您可能会发现很难找到在使用它们方面有经验的构建者。

结构隔热板是否承重?

是的,结构隔热板有两种用途。首先,它们可以作为构建的完整结构系统使用。其次,SIPs也用于钢、混凝土、橡木或胶合板的填充墙木构架结构。

构建一个SIPs需要多长时间?

一栋典型的200平方米的两层楼房在工厂建造只需要12天,然后在现场安装12天。

相比之下,传统的木结构结构至少需要3-4周才能竖起框架。平均而言,使用sip构建要比使用木框架构建快55%。

这意味着可以节省脚手架、工厂租金和场地保险等成本,使整个项目成本与其他建造系统一致

有哪些不同类型的sip ?

有两种类型的sip面板。两者都使用了两块OSB板,但其中一个夹有聚苯乙烯板,而另一个则在内部泵入了聚氨酯。

两者都用木材包裹,以提高强度,面板深度在195mm到250mm之间。聚氨酯方法倾向于制造更薄的面板,具有稍好的热性能。

如果你想创造一个低能耗的家,总是选择更深的面板,可实现的U值下降到0.13W/m2K。

EPS面板的范围从95毫米到195毫米(但如果需要,可以更深)。注入的聚氨酯芯具有稍好的热性能,因此这些面板往往更小-较大的面板为172毫米。如果你想创造一个低能耗的家,总是选择更深的面板,可实现的U值下降到0.13W/m2K。

所有的空白面板都由坚固的结构级木材包围,使面板具有很大的稳定性和强度。大多数制造商使用“公母”木钉来连接面板。

建筑工人正在工地上安装结构隔热板

(图片来源:Kingspan)

结构隔热板如何连接?

大多数制造商使用'公母'木钉来连接面板。”

SIPS@Clays的合伙人Ian Clay解释说:“为了获得最好的U值,你需要最小的空气泄漏,所以sip建筑需要一个有效的连接系统。”“在大多数SIPs项目中,需要两种类型的连接。

对于结构接头,例如有结构钢、门楣或胶合木梁的点荷载,c24木材用于连接面板。在其他地方,使用花键接头。

然而,一些制造商使用独特的连接系统,这是由一个迷你面板。这有助于降低整体墙体U值,并最大限度地减少连接处的漏风。

主要有两种产品:

  • 第一个是木材工字梁-这些有一个由OSB制成的垂直网和一个实木的顶部和底部法兰
  • 第二种是正面托梁。这有相同的固体顶部和底部法兰,但与金属垂直网。

这两种产品的深度从200mm到400mm不等(取决于跨度),顶部设有结构地板甲板,可提供宽度达5m的刚性无吱吱声地板(无需额外支撑)。

扩建部分采用了结构隔热板

sip不仅适合于自我构建,还可以用于扩建了。 (图片来源:SIPs@Clay)

结构隔热板的成本是多少?

SIPs是最昂贵的一种木框架系统.根据规格、设计效率和选择的公司,预计每平方米要支付250英镑到500英镑不等的费用。与低规格的带桁架屋顶的木框架相比,其价格可能低至150英镑/平方米。

你需要能够在现场得到你的面板,以及适合它们的合适的植物。一个伸缩手柄将被用来移动墙板,而起重机则需要抬起又重又长的屋顶板。如果你去的是乡间小路,你就很难找到合适的起重机来安装屋顶。

编者按: Homebuilding.co.uk与英国最好的SIPs供应商合作,以满足您的要求。简单地回答一些关于你的项目的问题,我们会让你与合适的合作伙伴联系。

建筑用隔热板更贵吗?

当然,在比较成本时,每平方米的成本并不是全部。您还需要考虑在现场安装墙壁系统所花费的时间,加上相对于另一个墙壁系统所需的任何额外工作。

例如,由于在非现场制造,sip可以快速竖立,并且无需额外工作就可以轻松实现良好的气密性和绝缘水平。虽然结构隔热板可能比木材框架更贵,但在整个项目中,成本只会多3-5%。

用隔热板建造的自建住宅

艾伦·科菲尔德建筑事务所(在新标签页打开)用SIPs建造了这个谷仓式的家,使它尽可能地密封和节能。 (图片来源:Allan Corfield Architects)

墙体系统成本比较毫无疑问,砖和砖块是每平方米更便宜的选择,但是,它需要更长的时间来建造,并且受天气的摆布——在英国自建时并不理想。隔热不仅需要考虑到额外的费用和现场花费的时间,而且很难用砖和砌块复制相同水平的气密性建筑。

虽然可以实现,但它取决于仔细的细节,其中可能包括更厚的墙壁,以及出色的现场管理,可能会使用砖和块建筑价格区间较高的承包商。这意味着项目使用sip的总体额外成本可能比表面上看起来的更小。

我应该用sip扩建房子吗?

结构隔热板可以用于快速建立扩展,然而,当涉及到成本影响时,SIPs和砖和块之间的成本差距比自建项目更大。这是因为在现场花费的时间和能够在任何天气下进行构建所节省的时间在规模较大的构建中更为可观,因此当涉及到成本节省时,传统的构建方法对于较小的项目仍然更实惠。

用sip建造一所房子需要多长时间?

根据Kingspan(在新标签页打开)在美国,根据行业专家提供的信息,采用结构隔热板的房屋平均用时比砌体房屋少两个月。这项研究考察了一个典型的两层建筑,以及一个带坡屋顶的两层半建筑。

研究发现,SIPs建造可以在砖石建造前8周完成防水,这意味着整个项目平均完成时间为32周,而砖石建造则需要40周。

架构师如何与SIPs提供者一起工作?

我们询问了Adam Knibb建筑事务所的建筑师Adam Knibb,他目前正在与供应商SIPS@Clays合作建造一个SIPs住宅,概述了建筑公司如何与SIPs供应商合作以确保最好的建造。

  • 向SIPs专业设计师提交经批准的规划图纸,以评估设计是否适合SIPs施工
  • 与SIPs设计师紧密合作,以实现可以在预制SIPs面板中构建的设计
  • 制作一套详细的施工图纸,并在整个过程中与sip的设计图纸进行协调。在这一点上也要与玻璃供应商密切合作。
  • 在最终初步设计和结构工程签字后,制造和面板制造大约需要4-5周时间。
  • 现场施工通常需要不到一周的时间来架设和安装SIPs建筑的“外壳”。

建筑结构隔热板

(图片来源:Adam Knibb Architects)

设计时考虑到结构隔热板

一个SIPs设计师将武装与正确的信息如何建立一个SIPs家并且能够根据产品的性能进行设计,确保你的钱能得到最大的收益。

大多数建筑产品都有标准化的尺寸,所以在这些基础上制定你的设计是有意义的。由于最常见的结构隔热板是1.2米x 2.7米的薄板,因此使用1.2米的平面图网格也是有意义的。这样你就可以沿着网格布局你的墙壁,这将最大限度地减少削减面板的数量。每次制造商必须切割面板的一部分,你将被收取劳动时间和多余材料的处理费用。

最常见的一层天花板高度是2.4米,这可以通过使用2.7米高的面板和从顶部悬挂的300毫米地板托梁来实现——2.4米,这也是一块石膏板的大小。

由结构隔热板建造的住宅在Graven Hill

这栋住宅位于自建社区Graven Hill,使用来自Kingspan(在新标签页打开)公司的TEK Building System。 (图片来源:Kingspan)

当您正在制作气密织物时(目标是空气测试值低至1.0m3/小时/m2),您需要一个通风策略,例如机械通风热回收(MVHR)全屋系统。设计和管道集成必须与楼板托梁布局仔细考虑。

玻璃山墙的价格约为6000英镑(包括窗户)。大开口通常由钢框架构成,钢框架安装在开口周围的SIPs框架内,然后标准的双层或三层玻璃单元相互连接并堆叠在一起。确保您的设计团队与您的框架和窗户供应商密切合作。

由于长跨度的地板搁栅和屋顶面板,大的开放式布局,灵活的空间很容易容纳在SIPs家中。工字托梁地板系统可以有效跨越5米(600毫米中心的300毫米深托梁)。如果你想要一个更大的跨度,最具成本效益的解决方案是整合一个钢梁,隐藏在地板的建设。

确保所有主要的施工细节都已确定,包括任何重复或线性冷桥的区域。

SIPs构建的外部和内部完成

很高兴知道

渲染是主要的包层的选择其次是木材、砖和石头(按顺序)。

由于面板提供了绝缘和结构,外部饰面不需要提供任何结构支撑,只需要支撑自身。

这意味着你可以使用现代的、轻量级的包层系统,包括木材、渲染板、雨幕包层系统甚至石头砖滑落

所选择的façade处理通过50mm木条(用于通风)固定在套件的外部,其中将留有透气膜。如果你想要一个简单的水平木板,一个有能力的diy者可以自己安装。

较重的包层选择,如砖或石头的外部皮肤,将需要在自己的基础上建造。

服务进入一个服务空间,由25mm x 50mm的木条创建。这个服务空间足够宽,可以容纳您的供暖和电力服务,内部木材中有较大的管道(如MVHR或土壤废物)螺柱墙

这是一间用刨花板包覆的小木屋

这是SIPs建造的房子足迹建筑师(在新标签页打开)采用木板效果包层。 (图片来源:Footprint Architects)

sip构建持续多长时间?

结构隔热板的估计寿命为60年以上,而一些最早的SIPs建筑实例现在已经有90年的历史了,它们只是在过去的30年里才被广泛使用。

成功构建SIPs的主要技巧

  • 采访不同的SIPs公司,选择在整个项目中提供物有所值、高质量产品和帮助的公司。尝试与提供整套服务的公司合作:设计、制造和现场安装。
  • 与习惯于与sip合作的设计专业人员合作,可以最大限度地提高效益并帮助降低成本。
  • 通过使用标准面板宽度和高度,有效地设计。这将为你的钱提供最大的建筑。
  • 限制空气泄漏的一个好方法是用密封胶带密封垂直接缝,在外墙相互连接的地方。
  • 在将透气的建筑纸安装到工具包的外部之前,请让您的建筑师“障碍在发放最后一笔付款之前,通过这种方式,任何与织物有关的问题都可以被识别并纠正。

艾伦是英国皇家建筑师协会(RIBA)的特许建筑师,在英国监督了超过350个低能耗住宅的设计。他是英国现代建筑方法的领先专家之一,包括SIPs(结构隔热板),是结构木材协会的一部分,被动房屋信托和自建行业机构NaCSBA的成员。他定期为Homebuilding & Renovating杂志撰稿,是Homebuilding & Renovating show的演讲者和自助建造专家。自2009年以来,艾伦已经发展了他的定制和自建建筑实践,AC Architects,到一个16人的团队,最近创建了AC Structures,一个领先的自建项目工程业务。