结构隔热板:优缺点是什么?

在农村用结构隔热板建造房屋
(图片来源:SIPS@Clays)

结构隔热板是一种建筑系统,可以作为传统建筑方法(如砖和砌块)的替代品。它们缩写为SIPs,有时被错误地称为SIPs面板,近年来已成为最流行的现代建筑方法之一。

事实上,据估计,结构隔热板占自我构建,而且理由很充分。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,让您快速进入水密阶段,同时为织物首次构建提供出色的气密性。

在我们的结构隔热板完整指南中,我们不仅会更详细地探讨这些优势,还会研究其缺点,以及成本等因素,并为如何使sip成功建立建议。

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什么是结构隔热板?

简而言之,结构隔热板是夹在两块定向刨花板(OSB)之间的隔热泡沫片,用作建筑物的施工系统。这些空白面板的宽度为1.2米,标准高度从2.4米到7.45米不等。

然后将面板切割成尺寸,添加木材边缘片并形成任何开口。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物有什么优点?

与传统木框架或现代封闭木框架系统相比,其主要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600毫米,而在sip墙中,它们的中心为1200毫米。因此,墙体中性能差的木材的数量减半。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精确,这有助于限制施工中的间隙。这个,连同固有的密封性定向刨花板(OSB)和刚性绝缘芯,有助于限制建筑物中的空气泄漏,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-面板可以很容易地跨越4.8米,从屋檐到山脊,并安装在钢梁或特色胶合木梁上。这可以将顶层从标准的2.4米高度转变为3.6米的两倍高度。

结构隔热板住宅的建造示意图

这张来自Kingspan的插图展示了如何将结构隔热板组装在一起建造房屋。 (图片来源:Kingspan)

部分施工阶段在一个安全、干燥的工厂完成,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湿气中时,因此有一些站点不适合sip构建。不建议在洪水区或地下地块上使用结构隔热板,所以在这里,砖石建筑将占上风。

然而,没有什么能阻止你创建一个混合的建筑,用砖石的底层和sip的上层。

虽然密封性因素是sip的质量之一,但这也意味着你需要有足够的通风,以避免家里的冷凝和空气变得不新鲜。

您可能还会发现,由于sip是一个专门的构建系统,您可能会发现很难找到在使用sip方面经验丰富的构建人员。

结构隔热板是否承重?

是的,结构隔热板有两个用途。首先,它们可以用作构建的完整结构系统。其次,SIPs也用于钢、混凝土、橡木或胶合木的填充墙木构架结构。

sip构建需要多长时间?

一个典型的两层200平方米的房子只需12天的工厂制造,然后12天的现场安装。

相比之下,传统的木结构建筑需要至少3-4周的时间才能将框架竖立起来。平均而言,使用sip的建筑比木结构建筑快55%。

这意味着节省了脚手架、工厂租金和现场保险等成本,使整个项目成本与其他构建系统保持一致

sip有哪些不同类型?

sip面板有两种类型。两者都使用两个OSB板,但其中一个夹在聚苯乙烯板之间,而另一个则在里面泵入聚氨酯。

两者都包裹在木材中以增强强度,面板深度在195毫米到250毫米之间。聚氨酯方法倾向于制造更薄的面板,热性能略好。

如果你想创建一个低能耗的家庭,总是选择更深的面板,可以实现的U值低至0.13W/m2K。

EPS面板的范围从95到195mm(但可以更深入,如果需要的话)。注入的聚氨酯核心具有稍好的热性能,因此这些面板往往较小-较大的面板为172毫米。如果你想创建一个低能耗的家庭,总是选择更深的面板,可以实现的U值低至0.13W/m2K。

所有的空白面板都被坚固的结构级木材包围,使面板具有很强的稳定性和强度。大多数制造商使用“公对母”木钉来连接面板彼此。

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‘公对母’木钉来连接面板。”

“为了获得最佳的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,”SIPS@Clays的合伙人伊恩·克莱解释说。“在大多数sip项目中,需要两种类型的连接。

对于结构接缝,例如有结构钢,门楣或胶合梁点荷载的地方,c24木材用于连接面板。在其他地方,使用花键关节。

然而,一些制造商使用一种独特的连接系统,它由一个迷你面板组成。这有助于降低整体墙U值,并尽量减少连接处的空气泄漏。

主要有两种产品:

  • 第一个是木材i型托梁-这些有一个由OSB制成的垂直腹板和实木的顶部和底部法兰
  • 第二种是正托梁。这有相同的坚实的顶部和底部法兰,但有一个金属垂直腹板。

这两种产品的深度从200毫米到400毫米不等(取决于跨度),顶部有一个结构地板甲板,提供5米宽的刚性无吱吱声地板(没有额外的支撑)。

扩建部分正在建造结构隔热板

sip不仅适用于自构建,还可用于构建扩展了。 (图片来源:SIPs@Clay)

结构隔热板的成本是多少?

sip是最昂贵的一种木结构体系。根据规格、你的设计效率以及你选择的公司,你需要支付每平方米250英镑到500英镑的费用。相比之下,带有桁架屋顶的低规格木结构,其成本可能低至150英镑/平方米。

你需要能够在现场得到你的面板,以及合适的工厂来安装它们。一个可伸缩的手柄将用于操纵墙板,而起重机则需要吊起又重又长的屋顶板。如果你的入口是一条乡间小路,你将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sip供应商合作,以满足您的要求和他们的产品。只需回答几个有关您项目的问题,我们就会帮您联系到合适的合作伙伴。

有结构隔热板的建筑更贵吗?

当然,在比较成本时,每平方米的成本并不是全部。您还需要考虑现场安装墙体系统所花费的时间,以及一种墙体系统相对于另一种墙体系统所需的任何额外工作。

例如,由于sip是在非现场制造的,因此可以快速安装,并且无需额外工作即可轻松达到良好的气密性和绝缘性水平。虽然结构隔热板可能比木框架更贵,但在整个项目中,成本只会增加3-5%。

用结构隔热板建造的自建房屋

Allan Corfield建筑事务所用SIPs建造了这个谷仓风格的房子,使它尽可能地密封和节能。 (图片来源:Allan Corfield Architects)

墙体系统成本比较在英国,砖和砌块无疑是每平方米更便宜的选择,然而,它需要更长的时间来建造,并且受天气的影响——在英国自建时并不理想。隔热不仅需要考虑到在现场花费的额外费用和时间,而且很难用砖和砌块复制相同水平的密封性建筑。

虽然这是可以实现的,但它取决于细致的细节,包括更厚的墙壁,以及出色的现场管理,这可能会让承包商在砖和砌块建筑的价格范围中处于高端。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要小得多。

我应该用sip扩建房子吗?

结构隔热板可用于快速建立扩展,然而,当涉及到成本影响时,sip和砖和砌块之间的成本差距比自建项目更大。这是因为在现场节省的时间和能够在任何天气下建造的规模更大,所以当谈到成本节约时,传统的建造方法对于较小的项目来说仍然是更实惠的。

用sip建房子需要多长时间?

根据Kingspan根据行业专家的信息,在美国,使用结构隔热板的建筑比砖石建筑平均要少花两个月的时间。这项研究考察了一个典型的两层建筑,以及一个带倾斜屋顶的两层半建筑。

研究发现,SIPs建筑可以在砌筑前8周完成水密施工,这意味着整个项目平均需要32周才能完成,而砌筑则需要40周。

架构师如何与sip提供者一起工作?

Adam Knibb Architects的建筑师Adam Knibb目前正在与供应商SIPS@Clays合作设计一个sip住宅,我们请他概述一下建筑公司如何与sip供应商合作,以确保最好的建筑。

  • 带着已批准的规划图纸与专业SIPs设计师接洽,以评估设计是否适合SIPs建设
  • 与sip设计人员密切合作,以实现可以在预制sip面板中构建的设计
  • 在整个过程中,将一套详细的施工图与SIPs设计图纸相协调。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。
  • 现场施工通常需要不到一周的时间来竖立和安装SIPs建筑“外壳”。

有结构隔热板的建筑物

(图片来源:Adam Knibb Architects)

考虑结构隔热板的设计

sip设计人员将掌握有关的正确信息如何建立一个sip家并且能够根据产品的功能进行设计,确保你花的钱能得到最大的回报。

大多数建筑产品都有标准化的尺寸,所以根据这些尺寸来设计是有意义的。由于最常见的结构隔热板是1.2米x 2.7米的板材,因此利用1.2米的平面网格也是有意义的。这样你就可以沿着网格布置墙壁,这将最大限度地减少切割面板的数量。每次制造商必须切割一个面板的一部分,你将收取劳动时间和处理多余的材料。

最常见的地面天花板高度是2.4米,这可以通过使用2.7米高的面板和顶部悬挂的300毫米地板托梁来创造,这也是一块石膏板的大小。

格雷文山的住宅由结构隔热板建造

该住宅位于自建社区Graven Hill,使用结构隔热板建造Kingspan泰克建筑系统。 (图片来源:Kingspan)

当您正在创建气密织物(目标是空气测试值低至1.0m3/小时/m2)时,您需要一个通风策略,例如机械通风热回收(MVHR全屋制。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)。大开口通常是由钢框架创建的,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。确保你的设计团队与你的框架和窗户供应商紧密合作。

由于地板托梁和屋顶面板的长跨度,大型开放式、灵活的空间很容易在SIPs住宅中容纳。工字托梁楼板系统可以有效地跨越5米(300毫米深的托梁在600毫米的中心)。如果你想要一个更大的跨度,最具成本效益的解决方案是集成钢梁,隐藏在楼板中。

确保所有的主要施工细节,包括任何区域的重复或线性冷桥。

sip构建的外部和内部饰面

很高兴知道

渲染是主要的包层的选择为使用sip的自行建造者准备,其次是木材、砖块和石头。

由于面板提供绝缘和结构,因此不需要外部饰面提供任何结构支撑,除了支撑自身。

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farade处理是通过固定在套件外部的50毫米木条(通风所需)安装的,该木条将留下一层透气膜。如果你想要一个简单的水平木板,一个称职的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,将需要建立在自己的基础上。

服务空间由25mm x 50mm的木条构成。这个服务空间足够宽,可以容纳您的供暖和电气服务,较大的管道(如MVHR或土壤废物)位于内部木材中螺柱墙

由SIPs和millboard包覆而成的房子

这是SIPs建造的房子足迹建筑师覆以Millboard木材效果覆层。 (图片来源:Footprint Architects)

sip构建持续多长时间?

结构隔热板的使用寿命估计为60年以上,而一些sip建筑的第一批实例现在已经有90年的历史了,它们在过去的三十年中才得到更普遍的使用。

成功构建sip的主要技巧

  • 采访各种SIPs公司,选择在整个项目中提供物有所值、高质量产品和援助的公司。尝试与提供全套服务的公司合作: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收益并帮助降低成本。
  • 通过使用标准面板宽度和高度,有效地设计。这将使你的钱得到最大限度的利用。
  • 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。
  • 在把透气的建筑纸装到套件外面之前,让你的建筑师“障碍在支付最后一笔款项之前,我必须先购买这栋建筑。这样,织物上的任何问题都可以被识别出来并加以纠正。
艾伦Corfield

Allan是英国皇家建筑师协会(RIBA)的特许建筑师,他在英国监督了350多座低能耗住宅的设计。他是英国现代建筑方法的主要专家之一,包括SIPs(结构隔热板),是结构木材协会,被动房信托基金的成员,也是自建行业机构NaCSBA的成员。他定期为《房屋建筑与装修》杂志撰稿,并且是房屋建筑与装修展的演讲者和自建专家。自2009年以来,艾伦已经发展了他的定制和自建建筑实践,AC建筑师,到一个16人的团队,最近创建了AC结构,一个领先的自建项目工程业务。