林子彥+梁磊+夏素芬
一、目的、意義及國內外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢:
1.目的和意義
中國每年新建建筑竣工面積大于各發(fā)達國家每年新建建筑竣工面積總和,目前建筑能耗已占全國總能耗的近30%。與氣侯條件相近的發(fā)達國家相比,我國每平方米建筑采暖能耗約為他們的2~3倍,而建筑熱舒適程度則遠不如他們,而且中國北方城市冬季由于燃煤導致空氣污染指數(shù)是世界衛(wèi)生組織推薦的最高標準的2~5倍。《中華人民共和國節(jié)約能源法》修訂版強調建筑節(jié)能是民用建筑工程必須內容,而我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民目前還以居住磚瓦結構的傳統(tǒng)房屋為主,普遍存在建筑質量差、缺乏設計、不安全和不舒適等問題,亟待解決。同時,農房實際使用年限短、翻建更新頻繁、能耗大能效低,基本沒有保溫措施,只有個別民宅在屋頂用聚苯乙烯泡沫塑料做保溫層,表現(xiàn)在河北等北方地區(qū)主要是冬季保溫和夏季隔熱的效果不佳,防風抗震能力較弱,房屋老化速度快等方面。
推進綠色農房建設,有利于提高農房建筑質量,改善農房舒適性和安全性,強化農房節(jié)能減排;有利于延長農房使用壽命。怎樣在不增加農民負擔的情況下建造高品質的節(jié)能新民居是我國新農村建筑的發(fā)展趨勢,有著重要意義。
2.國內外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
國內外建筑節(jié)能技術的研究現(xiàn)狀早在上個世紀初,歐美等發(fā)達國家普遍都把建筑的節(jié)能管理作為國家的大政方針,從經濟上加以引導,鼓勵,并已取得顯著成效。我國也用法律形式明確了“節(jié)能是國家發(fā)展經濟的一項長遠戰(zhàn)略”;《“十二五”建筑節(jié)能專向規(guī)劃》中提到到“十二五”末城鎮(zhèn)新建建筑執(zhí)行不低于65%的節(jié)能標準, 鼓勵有條件的地區(qū)實施75%的節(jié)能標準。目前,全國絕大多數(shù)省市居住建筑執(zhí)行65%節(jié)能標準,即在當?shù)?980-1981年住宅通用設計能耗水平的基礎上節(jié)約65%。從現(xiàn)行的65%節(jié)能標準提升到75%節(jié)能標準后,每平方米采暖面積一個采暖季能耗標煤可節(jié)約2.5公斤。若河北每年新建居住建筑4000萬平方米全部執(zhí)行節(jié)能新標準,每年可節(jié)約10萬噸標煤,對當前節(jié)能減排和大氣污染防治意義重大。
3.發(fā)展趨勢:2016年起,石家莊開始執(zhí)行居住建筑節(jié)能75%標準。今后,石家莊將大力推廣建筑保溫與結構一體化技術,加快建筑保溫與結構一體化進程。建筑保溫與結構一體化技術,是實現(xiàn)建筑保溫功能與墻體圍護功能于一體,具有較長的耐久性且有利于建筑防火要求的新技術。該技術具有保溫與結構同壽命、施工方便等優(yōu)點。推廣應用一體化技術,是有效解決節(jié)能保溫工程質量通病和消防安全問題的重要措施,符合國家節(jié)能減排發(fā)展方向和產業(yè)政策,這也是科研工作者和相關企業(yè)應該努力的方向。
二、研究內容、依據、擬采用的工藝技術路線、規(guī)模與地點(五點內容分別列小題依次填寫):
1.研究內容
(1)EPS空腔模塊保溫結構一體化建筑的經濟性研究:通過工程造價分析,建造費用不應超出傳統(tǒng)磚瓦結構20%。
(2)EPS空腔模塊保溫結構一體化建筑的保溫性能研究:在滿足使用要求基礎上,使建筑能耗降低30%左右。
(3))EPS空腔模塊保溫結構一體化建筑的防火性能研究:滿足《建筑設計防火規(guī)范》要求。
2.依據
《EPS模塊低層現(xiàn)澆混凝土復合墻技術規(guī)程》(DB13(J)T190-2015)
《EPS模塊現(xiàn)澆混凝土剪力墻保溫系統(tǒng)技術規(guī)程》(DBJT02-103-2015)
《EPS模塊低層現(xiàn)澆混凝土建筑構造》(DBJT02-104-2015)
《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016-2014)
《建筑材料及制品燃燒性能分級》(GB8624-2012)
3.擬采用的工藝技術路線
EPS模塊低層現(xiàn)澆混凝土是將模塊經“積木式”錯縫插接拼裝后在其內置入鋼筋并澆筑混凝土(或再生混凝土),內外表面用厚抹灰防護面層抹面(或安裝水泥板),經飾面處理后組合構成的結構與保溫一體的房屋建筑。采用空腔模塊直接代替粘土磚,建房時直接實現(xiàn)了保溫層與混凝土的牢固結合,一次性形成永久的內外保溫層,終身無需更換,徹底封堵了冷橋,避免了傳統(tǒng)建筑存在的結露,長毛,開裂,空鼓,脫落的質量缺陷現(xiàn)象發(fā)生,主體結構得到較好保護,完全做到了建筑節(jié)能一體化。在吸收國內外先進技術的基礎上,使EPS空腔模塊保溫結構一體化建筑的建筑能耗降低約30%左右,建造費用不應超出傳統(tǒng)磚瓦結構20%。
4.規(guī)模
本研究針對華北地區(qū)的城鎮(zhèn)和農村的低層住宅。
5.地點
準備在麗建麗筑集成房屋有限責任公司內采用EPS空腔模塊現(xiàn)澆混凝土技術建造兩套別墅作為試驗用房,檢驗建造施工技術、建筑質量及使用后能否達到預期效果??偨Y經驗,技術成熟后可在全省推廣。
三、主要技術關鍵及預期達到的技術經濟指標:
1.技術關鍵
(1)聚苯乙烯保溫層壽命是否等于結構壽命:
近年來媒體曝光光的保溫板開裂、粉化、空鼓、脫落等事件屢有發(fā)生, 墻體保溫工程技術必須具有完善的抗風、抗?jié)B、防火、抗凍以及緩解熱應力變形等綜合性能。墻體外保溫工程承擔著建筑物圍護結構保溫隔熱節(jié)能、外立面裝飾、延長使用壽命、居住安全與舒適等綜合功能。保溫技術不完善、技術構造不合理、施工不規(guī)范、整體性能不良等等均會產生開裂、表面防護層滲水、凍脹或正負風壓作用而產生繼發(fā)性深層次破壞,嚴重的則造成局部或大面積脫落發(fā)生保溫工程整體破壞。能否采取措施做到保溫層壽命等于結構壽命,這也影響到此技術的推廣和應用。
(2)怎樣避免模塊間的接縫處熱橋:
如果保溫層產生貫通縱橫雙向貫通組合縫(或稱熱橋),它是墻體透寒和結露的根源,直接影響到墻體的保溫效果。
(3)燃燒性能:對于建筑高度不大于27米的住宅保溫材料的燃燒性能應不低于B2級,直接在EPS模塊內外測抹灰, 保溫層與抹灰層間沒有空腔,防護面層厚度首層應不低于15mm,其他層不小于5mm。建筑結構與建筑保溫建筑結構與建筑保溫同時施工,一次完成,并有效杜絕施工和使用期間復合墻體的火災危險性。