標簽： 建筑節能
黃振利談建筑節能：低能耗建筑實驗檢測數據分析
非常高興能夠有機會跟大家共同研究關于建筑結構熱環境的問題。首先給大家匯報一下，我們搞建筑節能以來對墻體保溫層做到建筑上以后，對建筑結構運動狀態的影響。保溫層構造位置應該在哪里，什么樣的保溫層構造位置是合理的，什么樣的保溫層構造是不合理的，這個問題往往被人忽視。我們現在所有建筑節能的要求和標準都提出了關于保溫層墻體的傳熱系數和對熱阻斷的能力。具體保溫層放在哪個地方對建筑的壽命是有益，放在什么地方對建筑結構是有害的，這一點現在還沒有被人們廣泛、清楚的了解。今天給大家介紹一下保溫層構造位置措置給建筑結構生命帶來的危害。我們在最近六七年的時間里面，共在全國普查了幾十個工廠，積累了上千張圖片，對建筑結構的溫度場進行了測試，分析了保溫層構造對建筑結構壽命的影響。第一，外保溫構造。外保溫構造做的比較徹底的時候可以使建筑結構整體溫度比較好。外墻外保溫的外表面溫度比較均勻，就是說它對墻體的保護作用比較好。內保溫的做法會出現結構的熱橋，除了結構熱橋的影響，還會使外墻和內墻分別處于兩個不同的溫度。外墻受室外溫度影響，內墻受室內溫度影響，這樣就使住房溫度整體受兩個環境的影響，這兩個環境會造成不協調。內保溫的熱橋可以看到要比其他的地方低十度，就是外墻和內墻的溫差在十度以上，冬天的時候外墻要比內墻冷，夏天的時候外墻要比內墻熱，所以這樣就出現了冬夏兩種不同的變形方向，這樣就引發了壽命的安定性。內外保溫在同樣的條件下進行測試也可以看到，外墻外保溫，外表面溫度很均勻，外墻內保溫的環境溫度是很不均勻的。外墻內保溫室內保溫層發生裂縫的幾率也比較大。還有內外混合保溫做法，這個也是引發內外結構不好的因素。我們在北京測試了一個內外混合保溫的公房，這種內外混合保溫做法因為一段墻是內保溫，一段墻是外保溫，使維護結構一段受室外溫度影響，一段受室內溫度影響，這樣就使維護墻體產生了特別不均勻的形變，特別不協調的熱脹冷縮，一段脹，一段縮，這樣使整個建筑結構受到了很大的破壞。這個墻面是外保溫墻面，因為這段室內不能做內保溫，所以把內保溫拿到室外來做，其他的地方是外保溫。所以這個建筑每個單元只有一段是外保溫，其他都是內保溫。我們看外保溫的墻面裂縫是這種狀態，這種狀態是外保溫的墻面裂縫，這種狀態是內保溫的外墻外表面裂縫。就是外墻面出現了不同規律、不同類型的裂縫狀態，這個就說明墻體的熱脹冷縮變形對于外墻外表面的斷熱層的影響是不一樣的。這種做法引發了女兒墻的斷裂，就是說外墻變形不一樣的時候把女兒墻拱起來了，這種做法就會使建筑結構更加的不穩定。這種做法我們可以回顧到過去已經做過的一些公房，前些年有一個階段搞了一些大板樓的技術，酒席把現成的板材現場吊裝一焊接就完成了，當時都是這種建設路線。但是一板樓我們發現北京前三門大板樓的工程墻面上都抹了很多黑的，因為墻面漏水了，墻面進水的問題引發了很多無法居住的問題。這個大板樓后來整個退出了市場，因為它的墻體防水的問題和保溫的問題太多，冬天很冷，夏天很熱。大板樓的構造是這樣的，這種技術當時國家投了很多的錢來搞，光北京一到三購有很多的構建廠，每個構建廠都有火車通進去，所以國家的投資很高。但是因為這種保溫層在大板樓的中間，這構造典型是夾心保溫構造，這種保溫構造中間五公分是巖棉，然后還有珍珠巖，珍珠巖當時算是一種比較新的保溫材料，導熱性能在0.1到0.2之間，也算不錯。但是保溫層夾到構建中間以后，因為它的絕熱能力比較差，但是他也是阻熱材料，這個對珍珠巖兩側形成了不同的溫度環境，這種夾心保溫構造使兩側的溫差變化，然后引發體積變化，體積變化以后就拉裂了板材。這種技術推出市場以后我們沒有認真的進行研究為什么會出現這些裂縫，也沒有認真分析這個事情。若干年以后這種事情又發生了，去年我們解決了天津的一個工程，天津的工程是鋼結構，外掛板，兩邊鋼筋混凝土各五公分，中間五公分不用珍珠巖改成巖了，巖的導熱系統更小，絕熱能力更強。就是使用這種鋼結構的外掛板，中間做夾心保溫層的構造是一種最新的技術。它搞了兩個鋼結構的高層作為住宅，這個高層住宅因為是最新的技術，很快就評了詹天佑獎。但是得獎了以后這個樓房不能住，因為滿墻進水，只要有外墻的地方都進水。進水的原因就是說中間五公分巖棉，巖棉的阻熱能力使夏天的時候外面這層五公分的鋼筋混凝土比里面五公分要熱得多，冬天則是要冷的多，中間巖棉起到了很強的阻熱的能力。就是說外面五公分一脹把里面五公分冷的混凝土的板拉斷。等到外面五公分冷的時候，里面五公分不冷。所以這樣就構成了冬天的時候里面這塊板把外面這塊拉斷，就是說里面有多少裂縫，外面有多少裂縫。這個在安裝的時候非常結實，運行一年以后里外都是裂縫。這個就是沒有吸取我們過去一個覆滅產業的教訓，這個教訓是非常厲害的。他找到我讓我幫助解決，我說這個問題很好解決，你就重新做一遍外保溫，再把整個包起來，使得內外五公分都在同樣的溫度環境下，這樣就可以穩定下來。最后他們重新做了外保溫，所有的問題都解決了。所以我們說保溫層的構造位置對建筑結構的壽命影響是非常大的。建筑節能工作開展以來，全國全面的開始了。原來建筑上沒有保溫層，保溫層不是有利于建筑壽命的延長，就是加速你建筑結構的破壞。保溫層出來以后對建筑和結構壽命沒有影響的情況不存在。說做了保溫層，然后建筑結構壽命原來什么樣，現在還是什么樣，這個是不可能的?；蛘吣惆驯貙幼龅姆浅：侠?，使建筑結構所處的溫度環境穩定下來，他熱脹冷縮的破壞被削減。對于保溫層構造位置，對建筑結構全生命周期影響的問題是我們過去忽視的一個問題。原來說保溫層的導熱系數多少，節省系數多少，你節省再多使你的建筑壽命縮減了，建筑被破壞了這是最大的浪費。所以我們建筑節省考慮發展的時候，我們對建筑節能的技術理論研究還是比較缺乏的。保溫層對建筑結構運動場的變化所引發的各個部位不同的狀態下熱應力的破壞力，熱應力的變化方面我們還是缺乏比較詳細的研究。我們在研究結構運動狀態，研究保溫層對溫度變化的影響，我們搞了一個小實驗樓，并且還進行了一些實驗。這個實驗樓在我們的生產基地里面，我們用自己的辦公樓做了一些實驗。這些實驗主要是體現低能耗技術，低能耗技術當中要解決的問題是維護結構對它的溫度場的形成，維護結構對供暖系統成為末端的想法。就是說我們想搞一個搖動理念的，我們用整體結構預熱和制冷來完成取暖和制冷的問題。這個是屋面，有105毫米的聚氨紙，墻紙也是105高密的聚氨紙。這個保溫層用了不同的構造來解決，我們從2004年11月開始對小樓進行測試，這個小樓一共有600個點進行測試。2003年的夏天我們測了一些數據，外墻外保溫最表面的時候溫度最高到58度，它的結構溫度變化比較小，比較平緩。墻體內外表面的溫差在零點幾度，外墻的外表面因為有了聚氨紙，所以溫差在1.12度左右，它的內表面是0.8度，所以整個墻體的溫度變化是非常小的?？諝鉁囟茸兓莾啥?，室外空氣變化18度，外墻外表面，聚氨紙外表面溫度溫差是37度。我們對西墻和東墻都進行了測試，可以看到比較平緩的線，就是外墻內表面，外墻外表面，室內空氣溫度這都是比較平緩的線。外墻外保溫的外表面溫度和室外空氣溫度變化是比較大的，就是只要保溫層做好了以后結構溫度是很穩定的及基本上不會有太大的變化。四面墻我們都做了測試，我們可以看到墻面的溫差很小。從這點也可以看出來基層表面溫度變化是非常小的，室外溫度變化是非常大的。我們可以看到室外空氣溫度的變化是比較大的，室內空氣溫度比較小，墻體溫度變化更小。數據比較多，我就不一一跟大家分析了。通過這些夏天的測試可以看處理，在這種情況下室內溫差比較小，結構變化比較小。這是冬天的測試，我這里不再集中的分析了，只是給大家看一下圖像。我們看到變化比較大的是太陽能的熱水，我們用太陽能熱水做地板采暖，所以太陽能熱水的變化比較大，其他不管是內墻、外墻還是屋頂的結構溫度變化都是比較平緩的。就是在聚氨紙保護完以后，所有的溫度都得到了控制。大氣溫度是下面這條線，我們可以看到基本是在0度到20度的范圍里面。太陽能的溫度最高溫度可以達到57度，最低溫度跟大氣溫度差不多。從夏天和冬天的反映來看基本上都是一樣的，結構溫度比較穩定，環境溫度變化比較大。我們總的可以看出來，在室內溫度基本步變的情況下室外溫度發生比較大的波動。開始我們準備涉及用搖動的技術理念解決現在低能耗的技術路線，搖動什么呢，就是四壁都是穩定的溫度環境，這樣的話人們就會感到冬暖夏涼，并不是冬天室內溫度很高，夏天室內溫度很低，就是不用一點能源，可以少用化學能源，用可再生能源替代，然后使它來調整室內環境。我們整個的造假在400塊錢左右，保溫層一百塊錢，太陽能多花了200塊錢，窗多花100塊錢，就是我們在多花400塊錢的情況下完成了低能耗的技術應用。按照北京地區的制冷和取暖費用的分析，三年可以收回投資。
