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节能建筑外墙自保温技术发展研究

   摘要:分析建筑墙体节能现状和新型建筑墙体材料目前存在的问题,比较节能建筑中常用的外墙内保温、外墙外保温各自的技术特点。指出外墙自保温技术的综合优势,是国内节能建筑外墙保温技术发展趋势。全国各地应加大力度研究开发自主品牌的墙体自保温节能技术,把优异性价比的秸秆节能新型墙体材料在新农村建设中大力推广。 

      关键词:墙体节能 保温技术 发展趋势 秸秆节能材料 

  Key words: energy-saving wall;insulation technology;trends;straw materials of energy-saving 

  中图分类号:TU5文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)20-0090-02 

  1建筑墙体节能现状 

  我国墙材革新和节能建筑推广工作已有20多年,各地新型墙体材料发展和“禁实”任务的完成都取得了很大成绩,新墙材的比例已接近墙材总量的1/2,全国已有426个城市在城区禁用实心黏土砖,2009年2月国家发改委等四部门又公布了第三批限时“禁实”的151个城市名单,按照国办发[2005]33号文件要求,截止2010年底所有城市城区将完成限时“禁实”的任务。从“禁实”任务完成情况来看,目前仅仅是在公布城市的城区范围内完成,城郊和广大农村尚未全面展开。从发展和应用优质新墙材任务来看,离国办发33号文件要求可能还相差很远。 

  2节能墙体材料目前存在的问题 

  目前我国节能墙体材料主要存在以下几点问题:主要表现为产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因有:①对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争;②因新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用;③材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制,部分产品质量不稳定,墙体容易产生收缩裂缝或空鼓剥落等弊病;④个体利益驱动影响了新型墙体材料的开发应用和推广等等。针对这种情况,国家建设部、农业部、国土资源部和国家建材局墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作,结合各地实际情况,出台了多项墙改政策,有力地促进了新型墙体材料的发展。 

  3节能建筑外墙常用保温技术及特点 

  节能建筑中常用的外墙保温技术主要有内保温、外保温、自保温等方法。 

  3.1 外墙内保温技术及其特点外墙内保温施工是在外墙结构的内部加做保温层。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。 

  3.2 外墙外保温技术及其特点外墙外保温技术是将保温隔热体系置于外墙外侧,以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。除了保温隔热功能以外,由于将绝热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,因而外墙外保温对结构墙体能起到保护作用并可有效阻断冷桥(热)桥,有利于结构寿命的延长。目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种:①外挂式外保温。外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。②聚苯板与墙体一次浇注成型。该技术是在混凝土框一剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。③聚苯颗粒保温料浆外墙保温。将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。外墙体保温由保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层组成。 

  外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用范围广,技术含量高。但由于这类外墙保温材料本身材性上的缺陷,在使用期内不可避免的要出现开裂,局部脱落等问题,无法与建筑同寿命,按我国建筑寿命70年计,在整个寿命期,外保温材料至少要更换3~5次,除材料、施工费用外,对建筑功能的破坏还将影响建筑的使用寿命,大量不可降解的废弃物会造成严重的环境污染。面对我国能源短缺的大环境,严厉的建筑节能政策在建筑节能材料市场必然会产生强烈市场反应,相对质优价廉、节能可靠的新型自保温节能墙体材料将在我国建筑行业墙体材料扮演主角。 

  3.3 外墙自保温技术及其特点节能建筑自保温技术是指不通过内、外保温技术,其自身的热工作指标达到现行国家和地方节能建筑标准要求的墙体结构。目前,我国应用较多的自保温墙体材料有加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型砌块、多孔砖、复合墙板等。自保温材料中最为常见的就是加气混凝土砌块,加气混凝土砌块是用含钙的材料(水泥、石灰)、含硅材料(石英砂、粉煤灰、页岩)和加气剂(铝粉)等原材料,经磨细、配料、搅拌、浇注、切割、蒸压养护等工序生产而成,具有轻质、高强、保温、隔热、吸声、防火、可锯、可刨加工等特点。但自保温加气混凝土外墙,由于强度低,吸水率大,同样容易产生收缩裂缝。有些地方利用当地充裕的农作物秸秆已制成秸秆承重与非承重保温砌块、秸秆承重保温板自保温墙体材料。还有对烧结砖进行技术更新后生产的烧结节能保温空心砖(以内河淤泥、粉煤灰为主要原料,添加秸杆、木屑等废弃物,经挤压成型、焙烧而成)。江苏省墙体自保温技术开发与应用居全国领先水平,目前已形成包括以SJN系列江河淤泥烧结节能砖、W.R高性能加气混凝土砌块、轻质复合保温板、JMS轻质保温砂浆、陶粒节能砖等多种自保温墙体材料为砌筑材料的墙体,强度高、自重轻、保温隔热性能好、建筑成本低。 

  节能建筑墙体自保温技术与其他墙体保温技术比较,具有与建筑同寿命、降低造价、施工方便、便于维修改造、安全等优点;利于降低能源消耗、减少环境污染、促进节能减排、实现可持续发展,发展前景广阔。 

  4墙体保温技术发展趋势 

  从发展建筑节能工程技术的目的出发,外墙节能技术应该追求节能达标并长期有效,建筑原始投入合理,住户居住舒适,使用寿命长,维修费用低,也就是从建、用、管、修都具有合理性。所以对不同地区、不同类别的建筑,不同高度、不同功能的建筑以及不同节能标准的建筑,应该根据个性建筑具体情况合理选择不同的墙体节能技术。目前我国自主研制生产的各种节能砌块的导热系数已达到(0.12~0.3)W/m.K的水平,在北方采暖地区砌体厚300mm~370mm,蓄热系数墙体传热系数可以低于0.5W/(m2.k),在南方砌体厚240mm,传热系数可以低于1W/(m2.k),均能满足当地50%或者65%节能标准。自保温墙体在南北方都可以缩短施工周期,降低工程造价和维护费用,大大提升墙体和建筑主体结构同寿命等十分明显的综合效益。全国不少大中城市正在逐步推广应用各种自主研发的自保温墙体节能技术,江苏省已经在全省范围内实行推广,而成都、武汉、合肥等城市也相继在2009年、2010年组织召开相应的研讨推广会议,四川省已经编制出“建筑自保温墙体热工性能技术导则”来指导和推动四川地区建筑自保温墙体材料的生产应用。 

  由此可以看出,自保温墙体技术的快速发展,不仅技术上可行,经济上有益,标准上无障碍,市场上有需求,在实现建筑节能的同时大大促进建材行业技术进步,也对因节能提房价的某些理由产生一定约束力,一举多得,既符合国家相关政策又符合市场发展规律。各省市应学习全国先进的墙体保温节能经验,依据自己的地域特征、材料来源和技术水平等,加大力度研究开发自主品牌的墙体自保温节能技术,把优异性价比的墙体自保温技术在全国各地极力推广。 

  5新农村建设应大力推广秸秆节能新型墙体材料 

  秸秆墙体就是利用可再生资源一切农作物、农林废弃物,添加强化材料(全国各地易购),经科学配方,生产具有防火、阻燃、耐水、耐酸碱、抗冲击力强、抗老化等特点的新型墙体建筑材料,生产秸秆墙体既解决了秸秆焚烧所造成的污染问题,成本更低,并在许多地区得到了广泛应用。常见的秸秆建筑墙体材料有:①组合式轻质空心墙体。由秸秆、无机材料和添加剂等材料经冷压、养护而成,具有防火、防水、防朽等功能,可用作建筑物的非承重墙体。②挤压法秸秆墙体材料。该产品直接以秸秆为原料,不添加胶黏剂,通过加热、加压便可制成,墙体两面一般贴有面纸,又称为“斯强板”。③秸秆轻质墙体保温材料。利用秸秆单元中空、导热性差的特点,将秸秆按一定长度加工,添加少量的异氰酸酯胶,经铺装、加压制成低密度的轻质板,作为隔热保温材料,用于龙骨结构的墙体。④秸秆保温纤维材料。用爆破法等把秸秆单元膨化成纤维,代替传统的岩棉或玻璃纤维,用作墙体内衬材料,两面用硬质石膏板和木质板材夹持。 

  我国每年新建农村建筑面积几乎占全国建筑总量的1/2,目前绝大多数农村建筑采用实心黏土砖,建造的房屋保温隔热性能差,居住舒适度差,为了建成节能省地型农村住宅,让广大农民同城市居民一样,享受新墙材应用和建筑节能的好处。新型墙材在农村市场的推广,得着眼于农村的实际情况,考虑农民的经济承受能力,优先选用利用当地的农作物秸秆生产的高性价比的节能材料――秸秆节能墙体材料,其好处是显而易见的。 

  目前对利用秸秆生产新型节能材料的企业国家虽然有扶持政策,但是没有硬性措施落实,企业仍然游离于政策扶持之外。秸秆“宁烧不卖”的现象普遍,带来的危害也是众所周知,每年秸秆焚烧引起的环境污染和车祸频发经济损失惨重。其实秸秆加工产业也是发展低碳经济的一个有力措施,如果政府能引起政府的高度重视,政府出台具体的经济补偿措施扶持只要在秸秆产量大的农村附近建厂,既解决了秸秆加工企业没有原料便成了无米之炊的难发展问题,也给农民带来一定的经济收入,不再出现“农民在送秸秆的过程中所付出的劳动价值,大抵和卖秸秆所得的钱相当”的“宁烧不卖”的现象。同时农民盖房用新型节能墙体材料取代粘土砖可以保护耕地,有效的促进对社会的新农村建设的可持续发展。 

  参考文献: 

  [1]陈福广.对墙材革新的战路思考[J].新型建筑材料,2010(1):23-27. 

  [2]SCJ144―2004外墙外保温工程技术规程[s]. 

  [3]GB50176―93民用建筑热工设计规范[s]. 

  [4]中国建筑科学研究院.建筑节能工程施工质量验收规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2007. 

  [5]建设部科技发展促进中心.外墙外保温技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,2005. 

  [6]赵秀峰,刘开平,关博文.浅谈建筑墙体的保温节能技术[J].砖瓦,2008,(2):65-66. 

  [7]周定国,张洋.我国农作物秸秆材料产业的形成与发展[J].木材工业,2007(1):5-8. 

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