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有支承外保温墙体技术是如何突破节能墙体技术瓶颈的?
发布日期:2013-01-18    浏览次数:2357
 ——吴淑环    哈尔滨吴淑环建设工程技术研究有限公司——

    

摘要:突破节能墙体技术瓶颈、节能保温超过薄抹灰保温墙体、满足耐火极限、形成户间防火分区、保证民生安全、不危及国防战略安全、建设绿色城市、建设美丽中国

  

一、技术背景:

 

我国现在大量应用的是薄抹灰保温墙体。因薄抹灰保温墙体技术手段单一,存在防火不安全、结构不安全的问题,目前只在北欧少数国家和中国应用。我国的建筑情况与北欧大不相同:我国建设规模大、建筑高度高、密度大,而北欧恰恰相反。薄抹灰保温墙体存在的防火不好的隐患涉及民生安全,并且是我国国防战略安全的软肋,但是以前因为节能保温墙体技术的瓶颈没有攻克,我国为了能源安全只好应用薄抹灰保温墙体技术。即使薄抹灰保温墙体设置达300mm高的防火隔离带,但牺牲层范围仍太大(三层~一层),且因失火时风力大小、气温高低不定,防火隔离带有时不能把火阻隔住。 

世界上许多国家并不认同薄抹灰保温墙体技术,例如美国、俄罗斯等国。因不仅平时防火不安全,且一旦发生战争或恐怖活动发生时,薄抹灰保温墙体的城市就很容易四处着火,甚至变成一片火海,人们没有躲藏之处,将使国家处于极端被动、危险的局面。

联合国曾在20073月发布报告显示,绿色建筑和建筑节能蕴藏的减排效果要大于《京都议定书》中要求的所有温室气体排放量,相当于《京都议定书》预定减排量的三倍。多年来,墙体节能保温技术始终没有重大突破,使得很多国家并不进行建筑节能,这种状况极大地影响控制全球温室气体排放。 

仅依靠新型保温材料的薄抹灰保温墙体即使满足防火要求,但还存在以下问题:

1、不能消灭洞口热桥(除真空保温材料外,但也有需研究的问题),薄抹灰保温墙体增加墙体传热系数0.15~0.2w/m2.k计算墙体传热系数麻烦,使得墙体传热系数不具有透明度。因窗口数量多,周长长,热桥影响大,对墙体节能保温影响很大,使得严寒地区难以真正达到节能65%的目标,并影响华北地区达到节能75%的目标。特别是幕墙装饰时还有大量的幕墙型钢龙骨热桥,这就更不能满足墙体节能要求,幕墙装饰的公共建筑要不要节能? 

2、结构安全性不好,表现在:1)、人的脚不能站在外窗台上;2)、不能在保温层外的保护层安装幕墙装饰、安装太阳能集热设备、进行墙面垂直绿化等,除非安装的型钢龙骨与基层墙体连接,但是又增加传热,不满足墙体节能要求;

3、造价高,不利推广建筑节能政策;

4、不能形成有利建筑主体结构抗震的保温墙体,不能降低建筑主体结构造价。这似乎是对节能保温墙体的苛刻要求。我国地震多发,若墙体技术既能做到高效节能保温、防火好,又抗震好、造价低,这难道不是一举多得的好事吗?

5耐久性差,将来大量的建筑、特别是高层建筑如何维修?这将给社会造成沉重的负担,是影响社会可持续发展的大问题。

每种建筑材料都各有其优缺点,各有其应用范围和价值。墙体技术与材料并举,采用多种技术手段与多种材料相结合优化墙体构造,发挥不同材料的优点,避免其缺点,才能突破墙体技术的瓶颈。我经过10年半研究,提出“有支承外保温墙体技术”(简称有支承墙体技术),就是按着这个思路,全面攻克了墙体节能保温性与防火安全性、与结构安全性矛盾的瓶颈。

有支承墙体技术简介。 

有支承墙体技术2006年通过了黑龙江省建设厅组织的专家鉴,但当时存在不方便施工等问题,现已全部解决。

1、技术措施:

有支承墙体技术是从构造上优化了墙体构造,利用结构手段和化学粘接相结合,将多种材料配合应用,全面攻克了墙体节能保温性与防火安全性、与结构安全性矛盾的瓶颈,见图1~5具体技术措施为:
    1)、将薄抹灰保护层变作厚抹灰保护层;
    2)、设置钢桁架支承(斜钢筋)吊挂钢筋、钢丝网或耐碱网布厚抹灰保护层;
    3)、用Φ2不锈钢软态钢丝将保护层内钢筋与基层墙体拉接;
    4)、洞口采取隔热断桥构造,既方便施工,又能消灭普遍存在的洞口周边热桥
    5)、层间和户间设30mm防火隔离带(保温砂浆或胶粉聚苯颗粒)
    6)、提出加强抹灰防止保护层空鼓开裂的技术措施。

2技术特征:

1、防火好。

保护层耐火极限可达1h,给消防以救助足够的时间。即使发生爆炸等最不利情况,也可将火灾控制在户间防火小分区内,维修量小,对保障建筑长期使用中的防火安全及保证国防战略安全有利,我可以放心进行墙体节能保温。

2节能保温好,节能保温效果超过薄抹灰保温墙体

“支承”热桥很小,增加墙体传热系数约0.015 w/m2.k有支承墙体因消灭窗口热桥、阳台热桥使设计计算墙体平均传热系数简单,计算误差小,墙体平均传热系数具有透明度,可保证墙体真正达到预期的节能目标。

洞口隔热断桥构造时,有支承墙体比薄抹灰保温墙体降低墙体传热系数0.15~

0.2w/m2.k按窗墙比0.4EPS板厚120mm140mm的普通装饰,有支承墙体墙体传热系数分别为0.39w/m2.k0.35w/m2.k而薄抹灰保温墙体,因为有洞口周边热桥,若达到相同传热系数,则分别需要EPS板厚200mm250mm

幕墙装饰,有支承墙体幕墙龙骨不必穿过保温层,可直接与保护层内钢筋上的钢板连接,仅增加墙体传热系数约0.05~0.1w/m2.k而薄抹灰保温墙体幕墙龙骨必须穿过保温层与基层墙体连接,或幕墙龙骨卧在保温层内,含洞口周边热桥和龙骨热桥,幕墙装饰的薄抹灰保温墙体龙骨热桥增加墙体传热系数约0.4~0.6 w/m2.k,在EPS板厚120mm200mm时,墙体平均传热系数约1.05~1.2w/m2.k0.9~1.1w/m2.k幕墙装饰时怎能达到要求的节能目标?

在要求墙体传热系数较低时,每降低墙体0.1w/m2.k的传热系数都是很困难的,需增加很多保温层厚度,浪费宝贵的土地资源。我国正处于城乡建设模式的科学转型时期,由节能建筑向绿色建筑转型,建设绿色城市,十八大报告中又提出建设美丽中国。若不消灭洞口热桥增加的0.15~0.2w/m2.k的传热系数,就难以建设低能耗建筑的墙体,而低能耗建筑是建设绿色建筑的重要条件,也就是建设绿色城市、建设美丽中国的重要条件。我们的节能墙体技术要不要消灭洞口周边多流失的热量?

3)、结构安全性好,还可形成有支承抗震墙体,方便在外保护层上安装幕墙装饰、太阳能集热设备,进行墙面垂直绿化等,并满足节能墙体要求

有支承墙体的室外窗台安全,人的脚可以踏在窗台上,甚至形成大窗台。特别是框架结构采用有支承墙体,可减薄砌筑的基层墙体厚度大幅度减少砌筑墙体重量,或室内基层墙体为轻钢骨架填充墙体,就不需要砌筑墙体了,不仅增加墙体节能保温效果,还形成有支承抗震墙体。有支承抗震墙体保温层外的钢筋、钢丝网抹灰层将保温层捆绑在基层墙体及主体结构,且层层粘结为一体,地震时墙体不会向外、也不会向内倒塌。且弹性保温层如EPS板可消耗地震能量,以柔克刚。有支承抗震墙体因取消或大幅度减轻砌筑墙体重量,有利建筑主体结构抗震,可较大地降低建筑主体结构造价,减少施工阶段能耗。 

我国地震区范围广、地震多发,有支承抗震墙体对保障地震安全意义

4施工方便

有支承体技施工手段都是现有技术,施工方便,因此“有支承外保温墙体是一个成熟的墙体节能保温技术

5、耐久性好。

有支承墙体的厚抹灰保护层使胶粘剂位于不受紫外线照射条件下。其技术标准是让施工技术人员直接用化工厂生产的合成树脂胶粘剂原料配制粘接砂浆或界面剂(因为就是几种材料的简单混合搅拌,用聚丙烯酸酯乳液或醋酸乙烯-乙烯乳液或干粉原料配制),不仅降低成本,且因减少中间环节的低价竞争可保证粘接砂浆或界面剂中胶粘剂的有效含量。并提出比钢丝网架水泥夹芯板更为可靠的保护层抹灰施工工艺,可保证复合保温墙体粘接的可靠性、耐久性,预计耐久年限不低于50.,有利于社会的可持续发展

6)、造价低。

在相同保温层厚度条件下,有支承墙体比薄抹灰保温墙体造价高约30/m2。但洞口隔热断桥可减少保温层厚度,按相同节能保温效果比较,有支承墙体造价与薄抹灰保温墙体造价接近。采用EPS板的有支承墙体与采用岩棉等高价保温材料的薄抹灰保温墙体比,造价低约50~100/m2从可降低保温层厚度、节约土地分析,及从性价比及对社会的巨大意义分析,其造价是所有节能保温墙体最低的,特别是有支承抗震墙体还可降低建筑主体结构造价。

7)、应用范围广。  

有支承墙体技术可应用于新建建筑和既有建筑节能改造中,及应用于框架结构形成有支承抗震墙体,有支承墙体技术适用于各种建筑高度。

三、关于墙体技术的思考

由上述可见,单单依靠新型墙体材料因为不能优化墙体构造,不能发挥不同材料的优点,就不能突破节能墙体技术的瓶颈。 有支承墙体术对推动我国和全世界的建筑节能进程,对全球减少温室气体排放可发挥重大作用。

四、对建筑节能的呼吁

每年新增建筑排放的粉尘是今冬严重空气污染的重要原因之一,我国必须要进行城市化进程,难道空气污染要年复一年、越来越严重地发展?可怕呀!

包括墙体在内的围护结构肩负着节能减排、保护环境、保障民生安全、国防安全、建设绿色城市、建设美丽中国的重任。

为此,向建筑业呼吁,我们不仅要达到现在规定的节能标准,还应努力超过标准的规定,最大限度地发挥建筑节能潜力,为环保多尽一份力。例如:

1、北京地区、哈尔滨地区墙体保温层厚度可分别不低于100mm150mm

2、窗户传热系数应为2.0w/m2.k

3、在以封闭式阳台代替外墙时,阳台窗应为真空玻璃,可率先从严寒地区开始,否则哈尔滨地区不能达到节能65%的设计标准。

4、采暖地区应普遍提高建筑节能标准至65~75%,而不仅仅是少数大城市。设计单位负有重要的节能减排责任,设计的传热系数应为包括各种热桥影响的平均传热系数。

电话:0451-8253499213836039920,邮箱:

wushuhuan@hotmail.com
 

 

附图:

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