保溫裝飾一體板由裝飾面板，保溫芯材，背板（巖棉類專用）等復合而成，其中裝飾面板和背板材料多以纖維增強硅酸鈣板為主選，金屬面板/輕質陶瓷面板等也在個別項目上得到應用。裝飾面板提供體系面層防護和裝飾功能，保溫芯材則賦予體系保溫功能。在行業標準JG/T287《保溫裝飾板外墻外保溫系統材料》中，依據單位面積質量，保溫裝飾一體板可分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型板單位面積質量≤20kg/㎡，Ⅱ型單位面積質量為20 kg/㎡~30 kg/㎡。從安全角度考量，所用保溫芯材單位面積質量越小，一體板體系整體單位面積質量越輕，墻面整體荷載尤其是剪切荷載越小，這樣就大大降低墻體安裝一體板后的安全隱患。近年來，國內輕質化一體板技術開發與應用已經成為一種發展趨勢。選擇適宜的保溫芯材，在很大程度上能確保體系保溫性能及體系牢靠和穩定，保溫芯材主要包括無機保溫板和有機泡沫塑料保溫板。
1、有機保溫芯材
市場上常見保溫裝飾一體板有機保溫芯材有模塑聚苯板（EPS板）、擠塑聚苯板（XPS）、石墨模塑聚苯板（GEPS板）和硬泡聚氨酯板（PU板）等?？紤]到全國不同區域氣候特征和對外墻外保溫體系的關注側重點，不同省份對一體板保溫芯材的種類和性能指標有不同要求，以江蘇省、山東省和安徽省為例，表1給出了相關省份地方標準中對保溫裝飾一體板保溫芯材主要性能指標的要求。在江蘇省地標DB32/T4117-2021中，指定了四種有機保溫芯材：EPS板、GEPS板、XPS板和PU板；在部分區域地方標準中增加了酚醛發泡板（PF板）；安徽省地標DB34/T5080-2018僅指定了GEPS板和PU板兩種有機材料作為保溫芯材。
表1常見保溫裝飾一體板有機保溫芯材主要性能指標
EPS板和GEPS板
EPS板是由含有揮發性發泡劑和阻燃劑的可發性聚苯乙烯珠粒，經加熱預發后在模具中加熱進一步發泡，充分發泡后的單顆粒封閉而顆粒間擠壓粘結存在一定空隙，成型后的聚苯乙烯泡沫塑料，既有一定防水性又保有一定量的透氣性。作為有機發泡材料，EPS板防火性能只能達到B1級，對于防火性能要求高的建筑有著應用局限性，但可以與無機保溫材料組合使用；GEPS板，全稱為絕熱用石墨模塑聚苯乙烯泡沫塑料板，是一種新型的聚苯乙烯類保溫板。在可發性聚苯乙烯（EPS）中添加5%～50%質量比的膨脹石墨和2%～20%的磷酸化合物作為阻燃劑，通過懸浮聚合的方法制備膨脹PS顆粒。在可發性聚苯乙烯(EPS)中導入石墨，使其在保持優良的保溫性能基礎上，具有更加良好的阻燃性能。
有機保溫芯材，以B1級EPS和GEPS為主，導熱系數較低且容重小，國內各地供應充足同時性價比高，一直是保溫裝飾一體板和薄抹灰外墻外保溫體系的首選可用芯材，但因其防火性能無法達到A級，在消防要求較高的部分樓宇上的應用受限。EPS/GEPS應用于薄抹灰體系中時，抹面砂漿和玻璃纖維網格布復合形成防護層，系統荷載被較均勻分布于墻體，板材抗剪切要求較低，可以選擇18Kg/m³；應用于保溫裝飾一體板時，若選擇常用的硅鈣板面板，單位面積荷載達到薄抹灰防護層（按5mm厚計算）的兩倍左右，需要選用容重較大的EPS/GEPS板材， 但當其容重超過25Kg/m³后，導熱系數會隨著容重上升而迅速增大。建議選用B1級20-22 Kg/m³的EPS和GEPS芯材復合制備一體板，可以在確保實現保溫功能的基礎上避免系統安全風險。
圖1 模塑聚苯板（左：EPS，右：GEPS）
不同于薄抹灰系統，江蘇/安徽/山東三個地標都未將熱固型復合聚苯板（TEPS板）作為保溫裝飾板的保溫芯材，只有部分地區在推薦選用TEPS。改性聚苯板主要以聚苯乙烯作為基礎材料，通過不同方式將無機阻燃材料引入其中，達到隔離、分散、包裹的目的，制備工藝大致分為三種：顆粒包覆、混合成型和基板滲透。
改性聚苯板導熱系數與燃燒性能等級：保溫性能（導熱系數）和燃燒性能等級是建筑保溫材料的兩個關鍵指標。改性聚苯板的燃燒性能等級與導熱系數二者不可兼得，改性聚苯板獲得良好阻燃性能歸因于在改性過程中大量摻混入了具有阻燃性能的無機材料，大部分的無機材料的導熱系數要遠高于有機材料，這必然導致增加板材的導熱系數，可以說改性聚苯板是在犧牲導熱系數的基礎上提高了燃燒性能等級。從標準中可以看出改性聚苯板的導熱系數要求設定不大于0.040 [W/(m•K)]，但大部分都在0.050 [W/(m•K)]以上，高于普通EPS板（導熱系數≤0.039 [W/(m•K)]）。保溫效果好的改性聚苯板燃燒性能等級只能達到B1級，如上表的TEPS板040級，其改性工藝是采用有機類的熱固型樹脂進行包覆，而不是采用無機材料包覆。達到A2級燃燒性能等級的改性聚苯板其導熱系數指標必然下降，比未改性的模塑聚苯板保溫效果差了許多。
表觀密度：從相關標準中可以看出，改性聚苯板的表觀密度要遠遠的大于普通EPS板，與發泡水泥板屬于相差無幾，有的甚至高于巖棉的（80~160）kg/m³的密度區間。這就導致了外墻使用G型高密度的TEPS板材上墻后的單位面積質量重，整個體系在墻體上的剪切荷載大，有嚴重的安全隱患，很難大面積用于外墻，也不符合未來更高的建筑節能設計要求。若使用D型低密度TEPS板，其保溫效果和燃燒性能等級與石墨聚苯板相比并無優勢，密度和安全性反而存在明顯劣勢。
改性聚苯板的吸水率要明顯的大于普通聚苯板，這是因為改性聚苯板中添加了無機材料（水泥、二氧化硅類等）的緣故，這些無機材料本身就很容易吸收水分。材料吸水后，架構之間的凝聚力就會下降，同時內聚力也被破壞，所以板材特別容易掉粉掉渣，進而造成面板與芯材之間分層剝離。江西省于2019年出臺《關于建筑節能產品（技術）推廣應用有關事項的通知（試行）》， 熱固復合聚苯板（D型、G型）限制使用，不再列入建筑節能產品推廣目錄。江蘇省徐州市住房和城鄉建設局在2022年4月16日發布《關于建筑工程外墻外保溫系統使用有關問題的通知》中要求，暫停設計面密度超過20kg/m2的各類薄抹灰外墻外保溫系統。意味著徐州市熱固復合聚苯板（G型）的使用受到了限制。2021年4月1日新疆維吾爾自治區住房和城鄉建設廳發布的《新疆維吾爾自治區建筑外保溫技術和產品推廣、限制和禁止使用目錄》中熱固復合聚苯板高密度型（G型）被列為限制使用的技術和產品，僅適用于防火隔離帶。吉林省住房和城鄉建設廳發布的2021年版《吉林省建筑節能技術及產品推廣、限制和禁止使用目錄》中關于熱固復合聚苯板被列為推廣應用的技術及產品只有“導熱系數不大于0.050W/(m·K)，表觀密度140(±10%)kg/m³，尺寸穩定性不大于0.6%，燃燒性能等級A(A2)級”，相當于G型（050級）。
從技術層面考量，現有工藝條件下制備的熱固復合聚苯板（TEPS板）都不應該用作保溫裝飾一體板的保溫芯材。
酚醛發泡板：
XPS板
XPS板與EPS板類似，都是以聚苯乙烯為主要原料，但二者成型工藝不同。XPS板是以聚苯乙烯樹脂輔以阻燃劑等輔料，在加熱熔融混合的同時，注入發泡劑，而后擠塑壓出連續性閉孔發泡的硬質泡沫塑料板。XPS成型工藝決定了連續生產出來的板材需要較長時間釋放熱應力。
XPS板的密度、抗拉強度和壓縮強度均明顯高于EPS板，這一點是XPS板的優勢所在，且其導熱系數低于EPS/GEPS板，意味著相同厚度的板材，XPS板的保溫性能略優于EPS/GEPS板，是常用有機保溫材料中熱導率僅高于聚氨酯材料的產品。EPS/GEPS板的吸水率高于XPS板，良好的拒水性能是外保溫所需要的，能使保溫芯材的不受水的侵害，但是與此同時也給XPS板帶來另外一個問題：XPS板較強的拒水性能不易被濕砂漿濕潤，濕砂漿很難對XPS板形成滲透，干燥后無法形成機械互鎖，進而無法形成有效的抗拉強度。尤其在未使用界面處理的XPS板上，時有發生板材光面脫落的現象。XPS高溫熔融擠出成型工藝，不但引起較多低沸點有機阻燃劑逸散損耗，致使板材阻燃效果差，遇火極易收縮且發生滴落直至汽化，形成瞬間爆燃；同時也不可避免地在造成板材內部形成較長時間無法緩釋的殘余應力，用XPS板材復合制作一體板時，隨著后續板材殘余應力的釋放，一體板整體翹曲變形無法逆轉。在工程項目上，不建議選擇XPS板作為保溫芯材用于保溫裝飾一體板體系。
PU板一種硬質多孔材料，主要優點在于：1.導熱系數低（≤0.024W/(m·K），是目前建筑保溫材料中最低的，可有效降低保溫板材的設計厚度；2.粘結性能強，化學穩定性好，耐酸，耐腐蝕，硬泡聚氨酯板中的泡孔為閉孔結構，使得聚氨酯材料有良好的耐水性，能夠適應于南方比較濕熱的地區，3.聚氨酯材料屬于熱固性材料，遇火不收縮、不熔滴，燃燒性能等級可以達到B1。市場上常見聚氨酯泡體板材，基本只能達到B2級，要想達到B1級，需要付出較高成本。出于成本因素和成功工程案例較少等方面的考慮，較少項目選用B1級發泡聚氨酯板材作為保溫芯材復合制備保溫裝飾一體板。
2、無機保溫芯材
相較于有機保溫芯材，無機保溫芯材在防火安全性方面有著天然的優勢，不參與燃燒反應且力學性能均衡穩定，但在導熱系數上與有機保溫材料相比存在較大差距，個別芯材的拒水性和尺寸穩定性較差，如潮濕環境下芯材吸潮導致導熱系數大增和尺寸穩定性下降。常見的保溫裝飾一體板所涉及到的無機保溫芯材主要是巖棉條，部分地區會涉及到真空絕熱板。江蘇省和山東省地方標準中對保溫裝飾一體板的無機保溫芯材只指定了巖棉條，安徽省在巖棉條的基礎上增加了真空絕熱板。
巖棉條
|
項目 |
性能指標 |
||
|
巖棉條 |
巖棉條 |
巖棉條 |
|
|
表觀密度(kg/m3) |
≥130 |
≥140 |
≥100 |
|
導熱系數[W/(m·K)] |
≤0.046 |
≤0.048 |
≤0.048 |
|
酸度系數 |
-- |
≥1.8 |
≥1.8，且≤3.0 |
|
憎水率(%) |
-- |
≥98 |
≥98 |
|
壓縮強度(kPa) |
≥40 |
≥40 |
≥40 |
|
抗拉強度(kPa) |
≥100 |
≥150 |
≥80 |
|
尺寸穩定性(%) |
≤1.0 |
≤0.2 |
≤1.0 |
|
燃燒性能等級 |
A級 |
A級 |
A級 |
|
標準 |
DB32/T 4117-2021 |
DB34/T 5080-2018 |
DB37/T 1992-2011 |
|
分類 |
江蘇地標 |
安徽地標 |
山東地標 |
巖棉條纖維均勻排列垂直于墻面，抗拉強度/抗壓抗剪切等能力明顯高于巖棉板，是非常適合于保溫裝飾一體板的無機保溫芯材?；趪鴥榷嗟貐^技術規范規程要求和數年來的工程應用經驗，在需要滿足A級防火要求時，120-140Kg/m³的巖棉條無疑是目前保溫裝飾一體板芯材的最佳選擇。
真空絕熱板（VIP板）：
真空絕熱板（VIP板）的導熱系數低于0.012W/(m·K)一種優良的保溫材料，主要由芯材、包裹芯材的膜材以及吸氣劑三部分組成。其中，芯材是為了保證真空絕熱板有一定的強度;膜材是為了維持真空絕熱板內部的真空度;吸氣劑是為了吸除真空絕熱板真空封裝時的參與氣體以及由于長期使用滲入的氣體。VIP板之所以具有絕佳的保溫隔熱性能，是因為其在真空絕熱原理的基礎上采用低導熱率芯材以降低固體熱傳導，同時盡可能地提高板內真空度并輔以吸氣劑和干燥劑來吸附芯材中的水汽和氣體以減少氣體熱傳導，再輔以高性能膜材來降低熱輻射，從而達到高效保溫節能的目的。在同等厚度條件下，VIP具有10倍于傳統材料的絕熱性能，是一種高效保溫材料。表3給出了安徽省地標DB34/T5080-2018給出的真空絕熱板的相關性能指標，不同于常規的保溫芯材的性能指標測試，VIP板增加了穿刺強度測試，這主要是由于VIP板表面是由膜材覆蓋，膜材一旦破壞會極大影響VIP板的保溫性能及耐久性。雖然VIP板擁有優異的保溫性能，但其生產成本價格較高，現場無法簡易切割，極大的影響了施工便利性，在房屋建筑保溫領域尤其是一體板體系中尚無大面積推廣應用的可能性。