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集大成：創新的四位一體外墻外保溫系統
“集大成干掛式外墻防火保溫裝飾系統(下稱集大成系統)實際上是HQL(輕鋼輕混凝土)建造體系的一部分。當HQL建造體系有保溫要求的時候，集大成系統相當于給它穿了一件安全、暖和、漂亮的衣服。同時，這套外墻外保溫系統也適用于新建建筑和既有建筑的節能改造。”北京門窗發展有限公司常務副總經理沈執丹說這句話的時候，他辦公室外的院子里，工人們正在給一套HQL建造體系樣板房鋪掛外墻保溫系統。 實際上，從研發者的角度，集大成系統擁有HQL體系綠色節能、產業化程度高和施工便捷這些一以貫之的產品理念和商業血統。“集大成系統正是考慮到施工、防火、保溫和裝飾等多方面的要求而形成的一個綜合體系。”沈執丹說，“這或許是我們把這套系統稱作集大成的主要原因吧。” 不得不說的是，相較于HQL體系復雜的產業化進程來說，集大成系統從研發到推入市場，其過程要相對單純得多。2012年1月，由中國建筑科學研究院所屬的中國建筑技術集團牽頭組織的“十二五”國家科技支撐計劃《標準化綠色建筑研究與工程示范》課題正式立項，其中《綠色建筑外墻保溫裝飾一體化研究與示范工程》子課題由北京門窗發展有限公司承擔。2013年5月，課題研究成果——集大成系統正式面世。2013年8月，集大成系統通過住建部科技創新成果項目評估?！ 》阑鸷捅夭豢傻眉? 沈執丹是參與集大成系統研發的主要負責人之一，在他看來，集大成系統的研發是政策和市場雙驅動的結果。“這件事是從去年開始討論的。研發這個系統的主要原因是住建部要頒布新的建筑防火規范。這個新規范將對新建高層建筑防火提出較高要求，據悉50米以上的建筑要求達到A級防火。另外，近幾年發生了幾起影響巨大的高層建筑火災，大家把導致火災發生的原因歸罪到有機保溫材料上。”沈執丹說。2009年元宵節，中央電視臺新址附屬文化中心發生重大火災;2010年11月15日，上海膠州路高層住宅發生58人遇難的特大火災;2011年2月3日凌晨，沈陽五星級酒店皇朝萬鑫大廈發生火災……業內和媒體解讀這幾起火災事故的幫兇時，都將矛頭指向了耐火等級較低的建筑外保溫材料?！ ∪绻唵蔚貋斫忉屔鲜鍪录慕Y論，那就是常用的有機物外墻保溫材料不能很好地兼顧保溫和防火兩大功能。傳統上，符合嚴格保溫要求的材料多為有機材料，其耐火性能相對較低。若施工方法不當、構造不夠合理，遇到火情，這些有機材料往往會成為“助燃”材料。為此，公安部和住建部聯合發布了《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》。這個被業內稱為46號文的規定的核心內容，就是高層民用建筑保溫材料的燃燒性能為A級，且不應低于B2級。但現實的情況是，當前市場上B2級以上的保溫材料基本為有機材料，A級防火標準的無機材料可選空間并不大。而且，無機材料雖然防火性能強，但因應用體系少，給施工應用造成一定的困難?！ ?001年開始就從事建筑節能保溫研究的沈執丹，深知傳統外保溫系統生產商們應對政策調整時所做的努力。“大家往往把無機材料想象成磚、瓦、灰石這類不容易燃燒的物質，認為把這類材料做成輕質的，里面帶氣泡的，保溫性能就提高了。但即便確實提高了，這類材料的保溫性能也沒法與有機材料、傳統巖棉相比，并且它們的體積更大，強度又很低。如果施工方的施工方法和構造不夠完善，這類材料就極易脫落，從而引發安全事故。”沈執丹說。他認為，既然保溫材料的選擇是有限的，那就應該從結構和應用體系上著手來解決問題，這才是關鍵?！ ?012年1月，由北京門窗發展有限公司承擔的“十二五”國家科技支撐計劃的子課題《綠色建筑外墻保溫裝飾一體化研究與示范工程》正式啟動。這一子課題的研究目標和需要解決的問題是如何確保建筑外墻保溫材料在嚴格滿足防火安全等級的前提下，實現保溫性能和裝飾效果的全面提升，并最大限度地滿足綠色建筑的節能降耗要求。經過1年多的研發，這一課題研究取得重大性突破?！ 〗衲?月，課題研究成果——集大成系統正式面世。該系統的面世，有效化解了節能保溫與防火安全這對看似不可調和的矛盾。這套系統的特色在于全部采用A級不燃材料;并通過結構創新實現其優秀的保溫性能;與傳統的外保溫系統相比，克服了保溫和防火不能同步達標的難題?！ ∷奈灰惑w外墻外保溫系統 今年8月，集大成系統通過了住建部的科技創新成果項目評估。評估委員會認為，該成果在建筑外墻外保溫系統構造及施工工藝方面具有創新性，達到國內領先水平。在這段評估意見中，有兩個關鍵詞——系統構造和施工工藝。也就是說，集大成系統并非一個材料創新的產品，而是一個應用體系創新的成果?！ 〖蟪上到y的保溫材料采用巖棉，支撐結構為鋼龍骨，裝飾面是硅酸鈣板，均為A級不燃材料。這套系統使用了特殊的斷橋結構，有效解決了冷橋問題，在提升保溫性能的同時，確保了系統的整體安全和可靠。這套體系中的可調節連接件設計，實現了保溫層厚度的可調，能滿足不同地區的節能保溫要求，同時無需對基層墻體平整度進行預處理?！ ?ldquo;干掛式是一個重點。”沈執丹指出。他拿出一個集大成系統的剖面模型解釋道：“目前外保溫施工以濕法施工居多，干法施工雖有人研究，但研究得比較理想的不多。主要矛盾在一個地方，就是冷橋問題。凡是采用干法施工的，要么有龍骨作為支撐，要么有其他的一些要跟基礎墻體發生關系的連接固定點或者固定裝置。因為龍骨和這些連接構件都是金屬件，導熱快速，這樣就形成了冷橋。冷橋會對整個保溫系統的保溫性能產生影響。為了規避冷橋問題，我們專門研究設計了一套具有特殊構造的裝置。” 沈執丹口中的“特殊構造”的重點在于這套系統中的斷橋設計。“目前檢測出來的斷橋效果比較理想，對整體保溫系統的影響約等于零，即損耗非常少。”沈執丹介紹。這一特殊的斷橋結構有效地解決了施工中的冷橋問題，目前已經申請國家發明專利?！ 某ＷR上來理解，干法施工在便捷性、安全性、對氣候的依賴性、施工周期控制等方面，都遠遠優于濕法施工?？梢韵氲降那樾问?，從生產線上出來的成型構件加上巖棉和裝飾板，只需要根據施工說明文件，按圖索驥地進行安裝，幾乎就是一整套的標準流程，質量控制也更加得心應手。以集大成系統的單元式系統安裝過程為例，基本流程為進行測量放線，安裝脹栓，安裝連接件、龍骨，填充巖棉，粘貼密封條，安裝裝飾面層，補釘眼，勾板縫。整個過程沒有任何濕作業，工藝簡單，工期短?！ 〔坏貌惶岬降囊稽c是，集大成系統的裝飾功能也非常強大。北京門窗發展有限公司在山西的配套生產基地生產的具有不同裝飾效果的裝飾面板，讓這一體系的應用滿足了建筑師的個性化設計及用戶的各種裝飾效果需求?！ 〖蟪傻氖袌隹臻g 今年1月，北京推出《居住建筑節能設計標準》，在全國率先要求實現建筑節能75%的設計標準。這一地方標準從今年4月1日起強制執行。這也就意味著，新建建筑必須實現節能目標才能通過驗收。這對于從設計之初就注重綠色節能的集大成系統來說，是一個利好消息?！ ∨c此同時，沈執丹還透露，在住建部不久出臺的新的建筑防火規范中，可能對外墻保溫材料的防火級別提出更嚴格的要求，比如50米以上的高層建筑的外墻保溫材料的防火級別必須達到A級。這一規范的出臺，將對完全采用A級不燃材料的集大成系統帶來積極的市場反饋?！ ?ldquo;在新的防火規范實施后，我覺得主要的影響因素不是價格。傳統外保溫系統在高層的施工難度大，并且完工后質量很難保證。50毫米厚的水泥砂漿或其他A級材料的板材掛在高層，不僅重而且不安全。想象一下，它如果掉下來，后果會多么可怕。所以說這方面存在很多隱患。”沈執丹如是說?！ 〖蟪上到y既適用于新建建筑，也適用于既有建筑的節能改造。尤其是對于既有建筑而言，這套四位一體的外墻保溫系統在綜合成本和施工難度上，相對其他的外保溫系統，擁有較為明顯的競爭優勢?！ 墓こ添椖糠降慕嵌葋砜?，選擇何種外墻保溫系統，一般取決于兩個因素，即政策和價格。毫無疑問，工程項目的建設必須符合國家或地方的政策規范，方可通過驗收。在此前提下，價格越低越好。對比目前較常用的兩類外墻保溫系統，集大成系統的綜合性價比很高。在滿足北京地區75%節能目標的前提下，相較于EPS系統，集大成系統雖然綜合造價略高，但其在工法實施上的難度要小得多，比如其就不存在厚抹灰問題?！ 姆阑鸾嵌葋砜?，集大成系統也無需C類防火窗、防火隔離帶等工程附加措施;與發泡水泥系統相比具有明顯的成本優勢，且工法更為簡單可靠，外裝飾效果更加多樣化。除此之外，工期較短、受氣候影響小，都讓集大成系統的綜合成本更具優勢?！ 〖蟪上到y的絕大部分工作都在工廠完成。比如，龍骨、連接件、固定件等零部件是在工廠加工好的，巖棉要用的規格尺寸也是在工廠里完成的，裝飾面板是按要求在配套工廠生產的。這樣，該系統到現場就剩下相對較為簡單的安裝過程了。這是一個工業化程度很高的產品體系，和HQL體系的產業化思路一脈相承?！ ∧壳?，北京門窗發展有限公司已經建成了擁有11條生產線的集大成系統生產基地，年產能達到300萬平方米?！ 〖蟪烧?，金聲而玉振。這是孟子夸贊孔子全面而深厚的音樂修為的一句古語。在沈執丹和所有的集大成系統的參與者心中，早日實現防火保溫裝飾節能一體化，就是他們追求的最美樂章?！ ”本╅T窗發展有限公司是集大成干掛式防火保溫裝飾系統的主研單位。本公司成立于1958年，至今已有50余年的門窗、幕墻生產歷史，積累了豐富的門窗和幕墻的生產、施工、安裝經驗，具備年產量50萬平方米建筑節能門窗和幕墻的生產、安裝能力。該公司主要產品包括節能保溫木、塑、斷橋鋁合金、鋁木復合等各類門窗和各類幕墻，是集研發、設計、制作、安裝、服務于一體的現代化生產企業。50年來，該公司以技術開發，產品創新為生存理念，在門窗、幕墻的研發和引進中創造了多項全國第一。曾榮獲“全國科學大會重大貢獻獎”，該獎項是目前為止門窗、幕墻界的最高獎。近年又主持、參與研發了鋼塑共擠門窗、“羅寶”外墻保溫裝飾系統等應用技術和產品?！ ?010年，中國建筑科學研究院所屬的中國建筑技術集團與北京門窗發展有限公司在北京通州共同建立了低碳建筑研發生產基地。近兩年來，北京門窗發展有限公司在中技集團輕鋼輕混凝土結構體系的基礎上，研發了HQL部品裝配式建造體系，進而開發研制了具有自主知識產權的集大成干掛式防火保溫裝飾系統?！ QL體系 HQL體系是一種由薄壁冷軋的輕鋼構架和輕質混凝土現澆墻體所構成的結構體系。這套體系是由中國建筑科學研究院研發的一項國際首創、具有自主知識產權的專利技術。這套體系的獨創性在于，它采用實心墻，不同于輕鋼體系運用的是輕質保溫材料，墻體是空的;它用的是現澆輕質混凝土，不同于傳統鋼筋混凝土體系運用的是強度較高的混凝土?！ ?010年7月，中國建筑科學研究院和北京門窗發展有限公司達成合作意向。同年12月28日，中國建筑科學研究院直屬企業中國建筑技術集團與北京門窗發展有限公司合作成立的低碳建筑生產基地正式落成。中國建筑技術集團負責該體系軟件設計、產品實驗、規范編制等，北京門窗發展有限公司負責體系核心產品的研發和生產。至此，一套以HQL體系為核心技術體系的完備科研產業化架構搭建完成?！ QL建造體系采用了先進的墻體技術，主張大量采用當地材料，其墻體既不是由黏土磚或者水泥砌塊構成，也不是由加氣混凝土或者鋼筋混凝土構成，而大部分是由當地的廢棄物構成，比如工業廢棄物，少量是由水泥和石膏構成。在沒有廢棄物的情況下，以當地土壤為主，不需要燒結。因此，它不僅可以有效降低成本，也體現出循環經濟的發展模式?！ ∥覈滦统擎偦ㄔO浪潮洶涌，城鎮化已上升為國家經濟發展的重要戰略之一。據了解，目前有兩類HQL建造體系產品可在中國城鎮化建設中大有作為。一類是低層輕鋼輕混凝土建筑，適用于新農村建設;一類是中高層輕鋼加重鋼加輕混凝土建筑，可用于保障房建設?！ QL建造體系不僅在國內受到歡迎，而且在中東的阿富汗、沙特，非洲的坦桑尼亞、肯尼亞、尼日利亞，南美洲的巴西、委內瑞拉等住房需求量很大的發展中國家也很受歡迎。
