杜继予《我国建筑幕墙面板和构件的新材料、新应用》节选

近年来，随着我国绿色建筑的发展及绿色新型建材认证工作的推广，新型建材正朝着节约资源、节省能源、健康、安全、环保的方向迅猛发展。建筑幕墙材料也在向着轻质、高强、节能、耐火、环保和集成化的方向发展，新型建材已成为建筑幕墙现代化不可缺少的环节。

当前，我国建筑幕墙面板和构件材料的选用，已从原先简单的玻璃、石材、金属板材发展到各种各样的人造板材、高性能复合材料和集成构建等，对材料的各种性能要求都有了全面的提高。下面将重点介绍几种新型的幕墙材料。

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不燃级铝复合板

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▲上海虹桥国家会展中心采用近十万平方米的不燃级铝复合板

铝塑复合板具有轻质高强、装饰多样、加工方便、耐久环保等优异性能，在金属幕墙装饰材料中占据着重要地位，目前我国已经成为世界最大的铝塑复合板生产国和出口国。铝塑复合板芯材主要为PE材料，其燃烧性能等级较低，耐火性能制约并限制了铝塑板的发展和应用。

通过材料和工艺创新，陆续研制开发了无卤阻燃改性聚乙烯芯料、无机矿物质类不燃芯料，生产出B1级铝塑复合板和建筑装饰用不燃级铝复合板。建筑装饰用不燃级铝复合板突出特性是燃烧性能达到GB8624-2012规定的A2级，可以不受建筑高度的限制地应用于建筑幕墙等外墙装饰装修工程。

不燃级铝复合板放弃传统无卤阻燃改性聚乙烯料取代纯低密度聚乙烯作为芯材的方法，采用碳酸钙、硅微粉、石英砂、珍珠岩、丙纶短纤维、氢氧化铝、钼酸锌、丙烯酸胶等原料组成的无机混合物作为芯材，芯材热值达到GB8624-2012要求的不大于3MJ/kg，产品满足标准A2级的要求，不燃级铝复合板的行业标准正在制定中。

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钛/铜/不锈钢复合板

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▲ 广州富力盈凯广场 | 不锈钢复合板

钛、铜、不锈钢有着独特的金属质感和不同的耐候特性，一直受到建筑师的喜爱，特别是在欧洲建筑上使用和流传较早。近年来在我国也开始大量的采用钛锌板、铜板和不锈钢板作为建筑外维护结构的材料，以突出建筑的特性及满足耐候的要求。

钛、铜、不锈钢虽不属于贵金属，但相比铝合金材料在建筑上的应用，就显现了昂贵的一面。所以在建筑外墙面上采用钛、铜、不锈钢板时，很少采用实心单板，通常采用小于1mm的薄板。由于面板较薄， 使得建筑表面平整度无法得到有效的控制和保证，同时受限于较小的承载能力，面板尺寸一般较小，影响了建筑立面的装饰效果。

由此而产生的钛锌复合板、铜复合板和不锈钢复合板等，可为建筑的外墙提供更多的新型材料和选择途径。钛、铜、不锈钢复合板可制成PU芯材复合板、耐火性芯材复合板和铝蜂窝芯复合板，其生产和产品的性能及加工安装工艺都非常成熟。

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双金属复合板

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▲ 世博会博物馆 | 铜铝复合板

双金属复合板是由两种或同种材料不同金属状态的板材经各种不同连接方法复合而形成的一种新型板材。双金属复合板具有单层金属材料所不具有的物理、化学性能以及力学特性，能兼顾和满足金属表面装饰、强度、刚度、耐久等性能的要求，可节省稀贵材料，降低成本。

目前已广泛应用于化工、电力、机械、船舶、航空等领域并将进入建筑幕墙行业。目前适用与建筑幕墙的双金属复合板有铜铝复合板、钛钢复合板等。

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免烧瓷质饰面再生骨料板

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▲ 深圳前海万科项目采用了瓷质饰面再生骨料板

再生骨料板是一种全无机、无毒、无味、节能环保、内部致密性高、力学性能和理化性能好的新型建筑用产品。它具有节能环保、再生循环利用率高等优越性。其生产工艺与传统人造板材相比有着其独特的优势，无需经过高温烧制，也无需经过高压压制。

在常温常压下以建筑物固体废弃物(含量30%-70%，可选取建筑废弃中的混凝土块、硬质石块、废砖废瓷块、玻璃碎块，还可选用工业矿渣、粉煤灰等)为主要原料通过化学反应即可成型，节省了大量的能源。同时生产过程中也不会排放粉尘、二氧化碳等污染物，基本上实现零排放生产。

瓷质饰面再生骨料板在技术特征上具有以下特点：

• 由于采用无机材料，其耐候性、耐酸碱性表现优异；
• 放射性达到国家建材A类标准；
• 莫氏硬度4-7级，抗压抗折性能优异；
• 采用专利制花技术，使得每一块板材质感不一，自然大气。

瓷质饰面再生骨料板的研发和生产工艺已经成熟,产品已在建筑中推广和应用。产品主要用于工业与民用建筑工程内外墙面干挂饰面和景观地面铺装，并将作为外墙板在装配式建筑中起到一定的作用。

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轻质高强陶瓷板

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▲ 韩国三星集团物业大楼项目

轻质高强陶瓷板是一种全球首创具有轻质、高强、保温、高仿真等优异功能的新型建筑装饰材料。产品通过在原料配方里面添加碳化硅材料和陶瓷废固物，使新型陶瓷板在烧制过程中不像普通陶瓷一样产生收缩，反而是膨胀的，从而使新型陶瓷板在同等板厚的条件下，具有更小的质强比，在尺寸和厚度上比传统陶瓷板更加容易做到大板面和大厚度。

新型陶瓷板的容重虽然材料容重降低了，但仍然保持了较高的抗弯强度值，远高于花岗岩的强度值。通过降低板材容重、增加板材厚度、保持较高的抗弯强度，使得新型陶瓷板降低了玻化程度和脆性，在韧性和抗震等安全性能有极大的提高，为扩大产品的适用范围提供了可靠的性能和质量保证。同时新型陶瓷板还能减轻建筑负载，方便了施工，节约安装成本等优点。

由于产品配方中引入的大量陶瓷废固物(废固物占比15%-50%),从而使新型陶瓷板具有绿色环保的特点。通过采用3D打印技术，可使板面仿真各种不同的石材、陶板等。

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人造石面板

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▲ 深圳中洲中央公园商业综合体

人造石面板是最近几年出现的一种可应用于建筑幕墙的新型板材，其前生是用于台面的实体面材，后经技术发展和抗老化和阻燃配方处理后，可用于建筑幕墙，在欧洲率先使用，国内也开始试用。例如深圳宝安中洲大厦商业裙楼采用的人造石装饰线条，外表造型可做到任意扭曲和连续无接口。

产品以氢氧化铝为主要填充体，以经过耐老化和阻燃处理后的树脂为结合体，生产的板材有一定的玉石的质感，色彩丰富，可以进行造型，因此颇具现代风采，在低层的商业建筑等颇受欢迎。

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超高性能混凝土板

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▲ 深业上城 | UHPC栅格遮阳板

超高性能混凝土板(UHPC)是一种新型高强度，高韧性，低孔隙率的水泥基材料。它通过在材料中混入有机纤维或金属纤维、提高组分的细度与活性和使用细骨料等方法，使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少，以获得超高强度与高耐久性。

指标项目	参数值
密度（kg/m³）	2200-2400
抗压强度（Mpa）	≥120
抗折强度（Mpa）	≥15
抗拉强度（Mpa）	≥7
强性模量（Gpa）	45
耐久性（300次冻融循环实验）	没变化
耐磨性（相对体积损耗指数）	≤1.7
疲劳循环120万次	无裂纹拓扩展

▲ UHPC超高性能混凝土挂板主要物理力学性能

超高性能混凝土板具有极高的强度、超高的耐久性、耐化学腐蚀性、抗冲击、耐疲劳、防火和不必二次装饰的整洁美观的外表效果。同时还具有一定的自愈能力，通过独立实验室的试验验证，当板材出现微裂缝时，可利用空气中的湿度进行水化反应从而对微裂缝进行自我弥合。

超高性能混凝土板具有良好的力学性能、耐久性能和装饰效果，目前开始在我国的建筑幕墙工程项目上应用。

比如去年完工开业的深圳深业上城UHPC幕墙工程，幕墙由2833*1640UHPC格栅标准单元和3333*750*20mm的UHP板等单元构成。格栅的标准单元由L型边框、8根扭曲变截面的竖向格栅、2根40×50的横杆构成。

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挤出成型水泥板（ECP）

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▲ 南京江北新区规划展示馆

挤出成型水泥板（ECP）是以水泥、硅酸盐以及纤维质为主要原料，在挤塑成型工艺下成为中空型的条板状制件，然后通过高温高压的蒸汽养护而最终成型的水泥预制板构件。

挤出成型水泥板的优势在于其强度高、重量相对较轻、尺度大，另外它的抗震性是经过日本阪神大地震实践证明的，材料本身不会发生断裂或脱落等异常现象。其次它的耐候性、耐火性、隔声性也非常好。作为墙体材料使用时，不需要刻意的进行防水处理。

由于以上的优异材料特性，这种板材在日本一经推出就被广泛的应用于写字楼、住宅、商业设施、工厂仓库等建筑物的外墙及内隔墙中。并以其产品系列化配套化的特点极大提高了施工效率，成为不断推进日本建筑生产工业化发展的不可缺少的建筑产品。目前已大量应用于我国的装配式建筑当中。

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预应力混凝土预制挂板

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预应力混凝土预制挂板是用高强度超微砂浆作为原材料，内置双向预应力钢丝预制而成的轻质高强混凝土板才。其通体着色，表面肌理、颜色、形状和尺寸都可以个性化定制，满足不同设计需求。

板材内含10*10CM网状式的双向预应力钢丝，可做特别的开孔设计。使用寿命长达50年以上，并且基本无需后期维护，在设计和特性方面都可作为有效的隔音隔热材料，是现代建筑的理想选择。预应力混凝土预制挂板是一种新型的绿色环保内外墙装饰材料，应用范围十分广泛，除了一般用作建筑幕墙以外，还可以用作天花板、围栏、遮阳板、地板甚至推拉门。

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建筑幕墙用高压热固化木纤维板

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建筑幕墙用高压热固化木纤维板，是由阻燃型高压热固化木纤维（HPL）芯板与装饰面层在高温高压条件下固化粘结形成的板材，是一种高科技绿色环保型建筑物墙面装饰材料，自1960年问世以来，因其卓越的物理性能及环保特性广泛应用于欧洲各国，是欧洲各国政府指定的优先采用建筑材料之一。

建筑幕墙用高压热固化木纤维板的基质是天然木纤维与热固性树脂经高温高压聚合而成，面层由特殊树脂经专利技术——EBC双电子束作用加工而成，色彩丰富，线条明快，给人耳目一新的感觉；同时，千思板具有抗撞击、抗紫外线、抗风化、耐磨、耐刻划、耐化学腐蚀、易清洗和防火、防静电、防潮湿等卓越特性。

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无机防火保温一体化板

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无机防火保温一体化板是一种由无机矿物经特殊工艺加工而成的新型防火保温板，它集防火、保温、吸声、隔声、节能、环保等综合性能于一体，广泛的应用于建筑用防火门、各种建筑防火封堵构造和建筑室内节能保温装修等。

采用该板材构建建筑幕墙层间防火封堵构造时，其构造形式简单可靠、安装工艺简便易行、施工质量易于控制，且具有极高的防火性能。通过实验测试，板材能够有效地阻止火焰从燃烧室沿幕墙与外墙之间的空腔以及破损幕墙的外侧向观测楼层蔓延，并且能够有效阻止火灾高温从燃烧室沿幕墙与外墙之间的空腔和破损幕墙的外侧向上层建筑蔓延，避免火场高温破坏上层建筑物结构和引燃上层建筑物内的可燃物。

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陶瓷太阳能集热板

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陶瓷太阳能集热板是一种集幕墙板功能与太阳能收集功能为一体的新型陶瓷板。陶瓷板将吸收的太阳转变为热能，加热板中流过的水。被初步加热的水进入下一块陶瓷板继续加热，如此通过多块陶瓷板加热到足够温度的水被储存在蓄热水箱中储存起来，作为供暖或供热水使用。

它整体为陶瓷材质，表面采用能吸收太阳能的面层，太阳能吸收比可高达93%，日得热量可达8.6MJ/m2，内部为通水管网，可承受0.1MPa的管内使用压力，管壁为不渗水的釉面层，每块陶瓷板各设一个进出水接口。

该产品的最大特点就是将白天被浪费的太阳能以热水的形式储存起来，可以极大地节约建筑能源消耗，同时陶瓷产品的超长寿命又为这种节能工程提供了长期寿命。

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智能调光玻璃

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智能调光玻璃，它是普通玻璃与液晶调光膜组合在一起形成的一种新型的特种光电玻璃产品。其采用的智能液晶调光膜由两层柔性透明导电薄膜与一层聚合物分散液晶材料(PDLC)构成。通过外加电场，便可实现调光膜在无色透明与乳白色不透明两种状态之间的快速变换。透明状态下的调光玻璃的透光率高达80%，与普通的玻璃幕墙相差无几;乳白色不透明状态下，其雾度高达90%。

智能调光玻璃可用于室内装饰装修，也可应用于建筑外墙。调光膜可直接贴在玻璃上使用，该种方式操作简单，应用广泛，凡是有玻璃的地方均可采用；也可将调光膜复合在两层玻璃中间，经高温高压胶合形成夹层调光玻璃作为建筑玻璃使用，这种玻璃已有现行标准进行规范《电致液晶夹层调光玻璃》JC/T 2129-2012。比较原有建筑外墙广告采用的LED显示屏，智能调光玻璃具有优越的性能，是未来建筑室内外装饰的必选产品。

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免烧釉面涂料

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几千年来，釉作为陶瓷制品的饰面，一直沿用着高温焙烧的生产工艺。在建筑装饰中大量采用釉面陶瓷制品的当今，高温焙烧时所产生的大量能耗，与当现代倡导节能环保的基本 国策显现出巨大的不和谐和冲突。为此，产生了具有传统釉面装饰效果，同时又能大量减少能耗，可涂覆在不同的建筑材料表面并形成各式各样釉面装饰效果的免烧釉面制品的涂料，并将广泛的应用于建筑室内外装饰。

在常温非烧结条件下，将免烧釉面涂料施加在纤维水泥板、玻璃、天然石板或铝板等板材表面，经化学反应固化可在板材表面形成具有釉面装饰效果及满足使用性能的釉面饰面层。采用免烧釉面的装饰板可适用于建筑墙面和地面的室内外装饰装修，产品的建筑工业行业标准《建筑用免烧釉面装饰板》已通过了专家审查并将发布实施。

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水性纳米烤瓷涂料

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水性纳米烤(陶)瓷涂料是具有绿色环保、无毒健康的新一代涂料，它不产生任何有毒气味、气体和对环境及人体有害的物质。它由纳米氧化物、着色颜料、无机硅固化剂及助剂等组成，是无机硅单体和无机纳米氧化物在原子或分子状态通过缩合反应成为水性无机的纳米结合物。

将水性纳米烤(陶)瓷涂料涂覆于铝合金板面，经低温烘烤(180℃)可形成具有超耐候、抗划伤、防火不燃、自清洁等特点的低温釉，其寿命可达30年以上。目前水性纳米烤(陶)瓷涂料已用于铝板幕墙和室内装饰用铝单板、铝蜂窝板等金属装饰材料的涂装。