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有支承外保溫墻體技術是如何突破節能墻體技術瓶頸的?
發布日期:2013-01-18    瀏覽次數:3058
 ——吳淑環    哈爾濱吳淑環建設工程技術研究有限公司——

    

摘要:突破節能墻體技術瓶頸、節能保溫超過薄抹灰保溫墻體、滿足耐火極限、形成戶間防火分區、保證民生安全、不危及國防戰略安全、建設綠色城市、建設美麗中國

  

一、技術背景:

 

我國現在大量應用的是薄抹灰保溫墻體。因薄抹灰保溫墻體技術手段單一,存在防火不安全、結構不安全的問題,目前只在北歐少數國家和中國應用。我國的建筑情況與北歐大不相同:我國建設規模大、建筑高度高、密度大,而北歐恰恰相反。薄抹灰保溫墻體存在的防火不好的隱患涉及民生安全,并且是我國國防戰略安全的軟肋,但是以前因為節能保溫墻體技術的瓶頸沒有攻克,我國為了能源安全只好應用薄抹灰保溫墻體技術。即使薄抹灰保溫墻體設置達300mm高的防火隔離帶,但犧牲層范圍仍太大(三層~一層),且因失火時風力大小、氣溫高低不定,防火隔離帶有時不能把火阻隔住。 

世界上許多國家并不認同薄抹灰保溫墻體技術,例如美國、俄羅斯等國。因不僅平時防火不安全,且一旦發生戰爭或恐怖活動發生時,薄抹灰保溫墻體的城市就很容易四處著火,甚至變成一片火海,人們沒有躲藏之處,將使國家處于極端被動、危險的局面。

聯合國曾在20073月發布報告顯示,綠色建筑和建筑節能蘊藏的減排效果要大于《京都議定書》中要求的所有溫室氣體排放量,相當于《京都議定書》預定減排量的三倍。多年來,墻體節能保溫技術始終沒有重大突破,使得很多國家并不進行建筑節能,這種狀況極大地影響控制全球溫室氣體排放。 

僅依靠新型保溫材料的薄抹灰保溫墻體即使滿足防火要求,但還存在以下問題:

1、不能消滅洞口熱橋(除真空保溫材料外,但也有需研究的問題),薄抹灰保溫墻體增加墻體傳熱系數0.15~0.2w/m2.k計算墻體傳熱系數麻煩,使得墻體傳熱系數不具有透明度。因窗口數量多,周長長,熱橋影響大,對墻體節能保溫影響很大,使得嚴寒地區難以真正達到節能65%的目標,并影響華北地區達到節能75%的目標。特別是幕墻裝飾時還有大量的幕墻型鋼龍骨熱橋,這就更不能滿足墻體節能要求,幕墻裝飾的公共建筑要不要節能? 

2、結構安全性不好,表現在:1)、人的腳不能站在外窗臺上;2)、不能在保溫層外的保護層安裝幕墻裝飾、安裝太陽能集熱設備、進行墻面垂直綠化等,除非安裝的型鋼龍骨與基層墻體連接,但是又增加傳熱,不滿足墻體節能要求;

3、造價高,不利推廣建筑節能政策;

4、不能形成有利建筑主體結構抗震的保溫墻體,不能降低建筑主體結構造價。這似乎是對節能保溫墻體的苛刻要求。我國地震多發,若墻體技術既能做到高效節能保溫、防火好,又抗震好、造價低,這難道不是一舉多得的好事嗎?

5耐久性差,將來大量的建筑、特別是高層建筑如何維修?這將給社會造成沉重的負擔,是影響社會可持續發展的大問題。

每種建筑材料都各有其優缺點,各有其應用范圍和價值。墻體技術與材料并舉,采用多種技術手段與多種材料相結合優化墻體構造,發揮不同材料的優點,避免其缺點,才能突破墻體技術的瓶頸。我經過10年半研究,提出“有支承外保溫墻體技術”(簡稱有支承墻體技術),就是按著這個思路,全面攻克了墻體節能保溫性與防火安全性、與結構安全性矛盾的瓶頸。

有支承墻體技術簡介。 

有支承墻體技術2006年通過了黑龍江省建設廳組織的專家鑒,但當時存在不方便施工等問題,現已全部解決。

1、技術措施:

有支承墻體技術是從構造上優化了墻體構造,利用結構手段和化學粘接相結合,將多種材料配合應用,全面攻克了墻體節能保溫性與防火安全性、與結構安全性矛盾的瓶頸,見圖1~5具體技術措施為:
    1)、將薄抹灰保護層變作厚抹灰保護層;
    2)、設置鋼桁架支承(斜鋼筋)吊掛鋼筋、鋼絲網或耐堿網布厚抹灰保護層;
    3)、用Φ2不銹鋼軟態鋼絲將保護層內鋼筋與基層墻體拉接;
    4)、洞口采取隔熱斷橋構造,既方便施工,又能消滅普遍存在的洞口周邊熱橋
    5)、層間和戶間設30mm防火隔離帶(保溫砂漿或膠粉聚苯顆粒)
    6)、提出加強抹灰防止保護層空鼓開裂的技術措施。

2技術特征:

1、防火好。

保護層耐火極限可達1h,給消防以救助足夠的時間。即使發生爆炸等最不利情況,也可將火災控制在戶間防火小分區內,維修量小,對保障建筑長期使用中的防火安全及保證國防戰略安全有利,我可以放心進行墻體節能保溫。

2節能保溫好,節能保溫效果超過薄抹灰保溫墻體

“支承”熱橋很小,增加墻體傳熱系數約0.015 w/m2.k有支承墻體因消滅窗口熱橋、陽臺熱橋使設計計算墻體平均傳熱系數簡單,計算誤差小,墻體平均傳熱系數具有透明度,可保證墻體真正達到預期的節能目標。

洞口隔熱斷橋構造時,有支承墻體比薄抹灰保溫墻體降低墻體傳熱系數0.15~

0.2w/m2.k按窗墻比0.4EPS板厚120mm140mm的普通裝飾,有支承墻體墻體傳熱系數分別為0.39w/m2.k0.35w/m2.k而薄抹灰保溫墻體,因為有洞口周邊熱橋,若達到相同傳熱系數,則分別需要EPS板厚200mm250mm

幕墻裝飾,有支承墻體幕墻龍骨不必穿過保溫層,可直接與保護層內鋼筋上的鋼板連接,僅增加墻體傳熱系數約0.05~0.1w/m2.k而薄抹灰保溫墻體幕墻龍骨必須穿過保溫層與基層墻體連接,或幕墻龍骨臥在保溫層內,含洞口周邊熱橋和龍骨熱橋,幕墻裝飾的薄抹灰保溫墻體龍骨熱橋增加墻體傳熱系數約0.4~0.6 w/m2.k,在EPS板厚120mm200mm時,墻體平均傳熱系數約1.05~1.2w/m2.k0.9~1.1w/m2.k幕墻裝飾時怎能達到要求的節能目標?

在要求墻體傳熱系數較低時,每降低墻體0.1w/m2.k的傳熱系數都是很困難的,需增加很多保溫層厚度,浪費寶貴的土地資源。我國正處于城鄉建設模式的科學轉型時期,由節能建筑向綠色建筑轉型,建設綠色城市,十八大報告中又提出建設美麗中國。若不消滅洞口熱橋增加的0.15~0.2w/m2.k的傳熱系數,就難以建設低能耗建筑的墻體,而低能耗建筑是建設綠色建筑的重要條件,也就是建設綠色城市、建設美麗中國的重要條件。我們的節能墻體技術要不要消滅洞口周邊多流失的熱量?

3)、結構安全性好,還可形成有支承抗震墻體,方便在外保護層上安裝幕墻裝飾、太陽能集熱設備,進行墻面垂直綠化等,并滿足節能墻體要求

有支承墻體的室外窗臺安全,人的腳可以踏在窗臺上,甚至形成大窗臺。特別是框架結構采用有支承墻體,可減薄砌筑的基層墻體厚度大幅度減少砌筑墻體重量,或室內基層墻體為輕鋼骨架填充墻體,就不需要砌筑墻體了,不僅增加墻體節能保溫效果,還形成有支承抗震墻體。有支承抗震墻體保溫層外的鋼筋、鋼絲網抹灰層將保溫層捆綁在基層墻體及主體結構,且層層粘結為一體,地震時墻體不會向外、也不會向內倒塌。且彈性保溫層如EPS板可消耗地震能量,以柔克剛。有支承抗震墻體因取消或大幅度減輕砌筑墻體重量,有利建筑主體結構抗震,可較大地降低建筑主體結構造價,減少施工階段能耗。 

我國地震區范圍廣、地震多發,有支承抗震墻體對保障地震安全意義

4施工方便

有支承體技施工手段都是現有技術,施工方便,因此“有支承外保溫墻體是一個成熟的墻體節能保溫技術

5、耐久性好。

有支承墻體的厚抹灰保護層使膠粘劑位于不受紫外線照射條件下。其技術標準是讓施工技術人員直接用化工廠生產的合成樹脂膠粘劑原料配制粘接砂漿或界面劑(因為就是幾種材料的簡單混合攪拌,用聚丙烯酸酯乳液或醋酸乙烯-乙烯乳液或干粉原料配制),不僅降低成本,且因減少中間環節的低價競爭可保證粘接砂漿或界面劑中膠粘劑的有效含量。并提出比鋼絲網架水泥夾芯板更為可靠的保護層抹灰施工工藝,可保證復合保溫墻體粘接的可靠性、耐久性,預計耐久年限不低于50.,有利于社會的可持續發展

6)、造價低。

在相同保溫層厚度條件下,有支承墻體比薄抹灰保溫墻體造價高約30/m2。但洞口隔熱斷橋可減少保溫層厚度,按相同節能保溫效果比較,有支承墻體造價與薄抹灰保溫墻體造價接近。采用EPS板的有支承墻體與采用巖棉等高價保溫材料的薄抹灰保溫墻體比,造價低約50~100/m2從可降低保溫層厚度、節約土地分析,及從性價比及對社會的巨大意義分析,其造價是所有節能保溫墻體最低的,特別是有支承抗震墻體還可降低建筑主體結構造價。

7)、應用范圍廣。  

有支承墻體技術可應用于新建建筑和既有建筑節能改造中,及應用于框架結構形成有支承抗震墻體,有支承墻體技術適用于各種建筑高度。

三、關于墻體技術的思考

由上述可見,單單依靠新型墻體材料因為不能優化墻體構造,不能發揮不同材料的優點,就不能突破節能墻體技術的瓶頸。 有支承墻體術對推動我國和全世界的建筑節能進程,對全球減少溫室氣體排放可發揮重大作用。

四、對建筑節能的呼吁

每年新增建筑排放的粉塵是今冬嚴重空氣污染的重要原因之一,我國必須要進行城市化進程,難道空氣污染要年復一年、越來越嚴重地發展?可怕呀!

包括墻體在內的圍護結構肩負著節能減排、保護環境、保障民生安全、國防安全、建設綠色城市、建設美麗中國的重任。

為此,向建筑業呼吁,我們不僅要達到現在規定的節能標準,還應努力超過標準的規定,最大限度地發揮建筑節能潛力,為環保多盡一份力。例如:

1、北京地區、哈爾濱地區墻體保溫層厚度可分別不低于100mm150mm

2、窗戶傳熱系數應為2.0w/m2.k

3、在以封閉式陽臺代替外墻時,陽臺窗應為真空玻璃,可率先從嚴寒地區開始,否則哈爾濱地區不能達到節能65%的設計標準。

4、采暖地區應普遍提高建筑節能標準至65~75%,而不僅僅是少數大城市。設計單位負有重要的節能減排責任,設計的傳熱系數應為包括各種熱橋影響的平均傳熱系數。

電話:0451-8253499213836039920,郵箱:

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附圖:

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