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研發(fā)高效保溫技術(shù) 推動建筑節(jié)能進(jìn)步

來源:中國建設(shè)報 2010-10-15 閱讀:1944
  

一、建筑節(jié)能事業(yè)發(fā)展對外保溫技術(shù)的挑戰(zhàn)

  目前,國內(nèi)建筑節(jié)能已經(jīng)從新建住宅向公共建筑和既有建 筑等各類建筑推進(jìn)。其中北京市從2004年開始進(jìn)入第三步節(jié)能階段(即建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)由50%%提高到65%%),該項工作的展開,對推動全國特別是北方采 暖省區(qū)的節(jié)能工作產(chǎn)生積極影響。公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)在2004年末前后公布已是不爭的事實,近300億平方米既有住宅的節(jié)能改造也提上日程,由此帶來的 不僅僅是外保溫工程量的數(shù)字巨大,更重要的是對外保溫技術(shù)適應(yīng)性發(fā)展的技術(shù)水平的多角度、全方位、高標(biāo)準(zhǔn)的要求更為突出,而這種要求中蘊含著南北方各地氣 候條件所決定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、各地區(qū)人文文化所決定的建筑外觀風(fēng)格的裝飾多樣化及其不斷提高的標(biāo)準(zhǔn)要求等。

  隨著城市管理化水平的不斷提高,特別是施工中沙塵源管 理所決定的無濕作業(yè)化要求、保溫工程國家技術(shù)規(guī)程及國家對建筑工程質(zhì)量長期可靠性的要求、建筑行業(yè)隨著外保溫技術(shù)的不斷成熟而逐步提高的施工工藝性所決定 的外保溫技術(shù)施工簡便性要求等,這些實質(zhì)上是對外保溫技術(shù)提出了節(jié)能高效性、施工簡便性和裝配化、工程質(zhì)量長期可靠性、外保溫工程表觀質(zhì)量長期穩(wěn)定性、建 筑物外觀色彩及裝飾風(fēng)格、施工現(xiàn)場對環(huán)境無污染性、技術(shù)上對外墻和屋面適用性的高層次要求。應(yīng)該說是對現(xiàn)有外保溫技術(shù)提出的挑戰(zhàn)性要求。

  二、外墻(屋面)外保溫面臨的技術(shù)問題

  外墻(屋面)外保溫技術(shù)同其他建筑專業(yè)技術(shù)一樣,都必 須隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展和市場需求而不斷發(fā)展,目前面臨著五大市場需求變化:一是建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)由50%提高到65%;二是外裝飾要求較高的公共建筑即將實施節(jié) 能標(biāo)準(zhǔn);三是南北方大量的既有住宅節(jié)能改造;四是屋面保溫標(biāo)準(zhǔn)和裝飾標(biāo)準(zhǔn)同步提高;五是外保溫施工由手工濕作業(yè)轉(zhuǎn)向裝配化干作業(yè)。無疑,每個需求變化都有 對外保溫技術(shù)提高的新要求。就我國大量推廣使用的粘接EPS薄抹灰技術(shù)、膠粉聚苯顆粒外保溫技術(shù)、鋼絲網(wǎng)架聚苯板技術(shù)、砼現(xiàn)澆聚苯板技術(shù)系統(tǒng)等對應(yīng)以上所 述市場需求變化,今后尚有以下幾個技術(shù)問題需求解決。

 ?。ㄒ唬┑谌浇ㄖ?jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)對外保溫技術(shù)提出的新課題

  第三步建筑節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)實施后,各地區(qū)以往按第二步 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實施的保溫層厚度都相應(yīng)要增加30%以上。保溫層厚度增加后,其表面粘貼面磚或涂飾涂料發(fā)生裂縫的可能性也會增加,特別是在沿海和嚴(yán)寒地區(qū),由于 氣候溫差大、負(fù)風(fēng)壓、凍脹破壞等因素的影響,裂縫產(chǎn)生的可能性會加劇。以膠粉聚苯顆粒保溫系統(tǒng)、薄抹灰系統(tǒng)、發(fā)泡聚氨酯系統(tǒng)為例,因為保溫層厚度增加,會 導(dǎo)致施工周期延長、工程造價上升等情況發(fā)生,使用戶難以接受。這種增加保溫層厚度對外保溫工程影響是一種最直接的影響。另外,隨著對建筑物外飾造型風(fēng)格的 需求,采用EPS類保溫,也會因為保溫層過厚,使建筑風(fēng)格多樣化的愿望受到影響,造成此類外保溫技術(shù)推廣的障礙。相比之下,發(fā)泡聚氨酯材料由于導(dǎo)熱系數(shù) 小,現(xiàn)場發(fā)泡時又能有效填塞建筑物孔縫等而形成大面積無縫隙連續(xù)保溫層,故在同樣保溫效果下,保溫層厚能比EPS減少40%%左右。同時又因其線性收縮率 小,與墻體實現(xiàn)無空腔粘接,不論其飾面為涂料或面磚,均能有效克服飾面缺陷產(chǎn)生,大幅度提高工程可靠性和壽命。不難看出,研制、開發(fā)、應(yīng)用發(fā)泡聚氨酯外保 溫系統(tǒng),是解決建筑物外立墻面厚度不易均勻、保護(hù)層材料選擇及施工工藝等疑難問題的有效手段。目前,現(xiàn)場噴涂聚氨酯的外保溫技術(shù)國內(nèi)已有應(yīng)用,如果再能選 擇一種既符合外墻裝飾要求又具有良好耐候性的裝飾板材,通過錨固干掛方式,在預(yù)留空腔內(nèi)澆注發(fā)泡聚氨酯,將能進(jìn)一步提高施工效率和減少施工難度,也大大降 低施工成本,并能夠達(dá)到保溫、防水、裝飾一體化,將使發(fā)泡聚氨酯在外墻(屋面)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)生重大飛躍,無疑是外保溫技術(shù)的一次革新。

  (二)公共建筑節(jié)能重要核心技術(shù)目標(biāo)

  公共建筑不同于民用建筑的最大特點之一是,外墻和屋面 裝飾檔次要求高,裝飾材料品種多。因此其外墻(屋面)保溫技術(shù)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于民用住宅建筑,就目前已有的幾種外保溫技術(shù)系統(tǒng)而言,都存在在某一方面不易滿足 公共建筑外保溫工程要求的技術(shù)問題。例如當(dāng)采用EPS、XPS等保溫板外保溫再飾以玻璃幕墻或鋁塑板幕墻或干掛石材等,都有一個施工復(fù)雜、施工周期長的問 題,同時造價又比較高,并且有很多節(jié)點性熱橋難以處理。另外大城市公共建筑近年來向高層發(fā)展勢頭強勁,實行節(jié)能后粘貼面磚帶來技術(shù)上的難度也大,為此應(yīng)從 兩個方面解決。

  一是研制可以從裝飾效果和使用壽命方面與鋁塑板、面磚 等裝飾材料等效,且造價較低、施工方法又簡便的外飾材料,解決飾面施工難度大、周期長、造價高的問題,通過選擇多種飾面產(chǎn)品,形成高、中、低檔次俱全,裝 飾風(fēng)格和效果各異的套餐制,可供南北方各地區(qū)、各功能建筑和人文習(xí)俗需求,提高適應(yīng)性。二是研制合適保溫材料及應(yīng)用技術(shù),利于處理節(jié)點性熱橋,確保外墻 (屋面)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的保溫效果。因此將保溫板和裝飾板工廠化復(fù)合成型材,現(xiàn)場錨固安裝或?qū)⒀b飾板錨固安裝后現(xiàn)場澆注發(fā)泡聚氨酯技術(shù),是解決公共建筑 節(jié)能的最佳技術(shù)途徑之一。

 ?。ㄈ┘扔凶≌?jié)能改造的技術(shù)特點。

  既有建筑節(jié)能改造對于外墻保溫施工最突出的問題是這些建筑外墻表面都完成了飾面(涂料、面磚、馬賽克等)?,F(xiàn)有各種外墻保溫技術(shù)施工都要求必須先去除外飾面,不僅工程難度大,也易干擾居民正常生活,同時也增加節(jié)能改造的工程造價。

  我國幾十年來是以平屋面為主要型式,近年來坡屋面盛 行,屋面保溫隔熱防水問題日益突出。坡屋面往往采用現(xiàn)澆砼屋面,而后用EPS或XPS板材再施工瀝清瓦、水泥瓦或輕鋼彩板,但都存在滲漏或保溫隔熱效果不 理想的問題。實驗證明,采用機械錨固方式將保溫裝飾復(fù)合型材裝配或?qū)⒀b飾面板錨固后澆注發(fā)泡聚氨酯材料,或者采用機械錨固XPS、EPS,表面復(fù)合膠粉聚 苯顆粒保溫漿料,均可以在既有建筑外墻表面直接完成外墻保溫施工。而現(xiàn)場澆注發(fā)泡聚氨酯這類既有優(yōu)越保溫隔熱性能,又有卓越防水功能的新材料應(yīng)用于坡層面 極其有限。主要是目前能有效解決發(fā)泡聚氨酯應(yīng)用的配套技術(shù)尚不完善,通過錨固裝飾瓦現(xiàn)場澆注發(fā)泡聚氨酯,用完善的技術(shù)系統(tǒng)解決脊、縫、檐等結(jié)點密封問題是 最理想的方式。

  (四)裝配化干作業(yè)的外保溫技術(shù)勢在必行

  采用工廠化生產(chǎn)保溫裝飾復(fù)合型板,在現(xiàn)場機械錨固或先 機械錨固裝飾板而后澆注發(fā)泡聚氨酯保溫材料,完成外墻(屋面)保溫隔熱工程,都不需手工涂抹作業(yè),可以大大縮短施工周期,實現(xiàn)外保溫技術(shù)的無水化、零污 染。這是現(xiàn)行其他類外保溫技術(shù)系統(tǒng)難以達(dá)到的。在國內(nèi)眾多研制、開發(fā)、推廣外保溫系統(tǒng)技術(shù)的企業(yè)中,哈爾濱天碩工業(yè)有限公司獨辟蹊徑,對發(fā)泡聚氨酯材料進(jìn) 行復(fù)合,開創(chuàng)了實現(xiàn)第三步節(jié)能的新天地。

  三、TS保溫防水裝飾干掛外保溫成套技術(shù)

  天碩公司TS保溫防水裝飾干掛外保溫成套技術(shù)是以發(fā)泡 聚氨酯為主,同時應(yīng)用XPS、EPS、PU保溫板材及PU和PVC裝飾板、人工合材薄板、鋁塑板、纖瓷板、彩色金屬板、搪瓷瓦等多種墻面、屋面飾面材料組 合,以現(xiàn)場先錨固飾面板后澆注發(fā)泡聚氨酯或工廠化生產(chǎn)保溫裝飾復(fù)合型材后再現(xiàn)場錨固兩種施工方式完成,施工全過程無濕作業(yè),簡便快捷,在現(xiàn)場一次完成外墻 (屋面)保溫、防水、裝飾工程,既能滿足公共建筑各種高中檔外飾面多種風(fēng)格要求,也可以應(yīng)用既有建筑節(jié)能改造工程,具有對我國各地區(qū)各類工程外墻(屋面) 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、各種多檔次裝飾現(xiàn)實要求的無濕作業(yè)方式,有著廣泛的適應(yīng)性,符合從第二步節(jié)能向第三步節(jié)能及今后持續(xù)提高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。

  (一)TS干掛保溫防水裝飾外保溫技術(shù)研究

  該技術(shù)以持續(xù)適應(yīng)高效節(jié)能長遠(yuǎn)目標(biāo)為基本指導(dǎo)原則,在 保溫材料選用上,充分考慮各地經(jīng)濟(jì)狀況,以熱工及綜合性能最優(yōu)秀的產(chǎn)品和技術(shù)為主,同時滿足個性用戶需求。保溫材料以發(fā)泡聚氨酯為主要產(chǎn)品,裝飾板為置入 式構(gòu)件,完成發(fā)泡聚氨酯現(xiàn)場澆注施工后一次形成保溫、防水、裝飾一體化,在國內(nèi)外為首家,目前已獲得國家專利授權(quán)。另外,為適應(yīng)低售價住宅等節(jié)能工程需 求,該技術(shù)也是在首家推出將EPS、XPS保溫板等與裝飾板復(fù)合。這兩種應(yīng)用方法都可以實現(xiàn)對建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)需要。

  不論用于外墻或屋面的裝飾材料、都必須具有良好的耐侯 性,以保證工程壽命,同時要具有良好的防紫外線能力,以確保裝飾效果穩(wěn)定,吸水率應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時應(yīng)使用薄形材(≤4㎜)以盡量減輕單位面積荷載。 TS干掛保溫防水裝飾外保溫技術(shù)以滿足不同地區(qū)、不同建筑、不同裝飾檔次外墻和屋面不同裝飾要求為基本原則。同時,以全面滿足外墻和屋面保溫隔熱技術(shù)需 求,選用裝飾效果不同檔次、工程造價不同檔次的裝飾材料PU、PVC擠出板、人工合成石材薄板、纖瓷薄板、鋁塑板、彩色金屬板、搪瓷材料等多種,分別用于 外墻及屋面裝飾。

  在現(xiàn)場澆注聚氨酯時,裝飾板與金屬構(gòu)件工廠批量化生產(chǎn),現(xiàn)場為裝配化施工,保溫板裝配預(yù)留縫用PU密封,使保溫、裝飾、防水功能一次施工實現(xiàn)。

 ?。ǘ㏕S干掛外保溫技術(shù)的可靠性

  外保溫技術(shù)可靠性應(yīng)從外保溫工程安全長期可靠性、外觀質(zhì)量長期穩(wěn)定性、熱工性能指標(biāo)可靠性三大方面給予保證。TS干掛外保溫技術(shù)是由裝飾層、保溫層、金屬結(jié)構(gòu)架和粘接劑及施工技術(shù)完整形成保證體系。

  1、熱工性能指標(biāo)技術(shù)保證途徑:TS干掛保溫防水裝飾 外保溫技術(shù)使用現(xiàn)場澆注聚氨酯發(fā)泡保溫材料技術(shù)方式時,預(yù)錨固裝飾板與墻體或屋面基層的空腔尺寸是由可調(diào)節(jié)金屬構(gòu)架系統(tǒng)實現(xiàn)。一經(jīng)設(shè)定,將不會在施工中發(fā) 生變化,使保溫層厚度得到強制性保證。保溫層經(jīng)現(xiàn)場發(fā)泡形成大面積無縫連續(xù)保溫層,加之保溫材料極佳熱工性能,形成節(jié)能效果由材料選擇和施工技術(shù)能得到根 本上的保證。同時,使用工廠化生產(chǎn)保溫裝飾復(fù)合型材,現(xiàn)場干掛安裝技術(shù)方式時,其保溫板厚度按設(shè)計厚度切割制成為不可變尺寸、批量生產(chǎn)尺寸一致性得到保 證,在現(xiàn)場安裝縫用發(fā)泡聚氨酯封閉,成為大面積連續(xù)保溫層。因而從材料和施工技術(shù)方面保證了熱工效果穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)。

  2、外保溫工程安全性、長期可靠性技術(shù)保證途徑:TS 干掛保溫防水裝飾外保溫技術(shù)采用了膠粘接和機械錨固相結(jié)合方式,發(fā)泡聚氨酯保溫材料將裝飾板和墻面(屋面)基層粘接成為多重復(fù)合粘接,實現(xiàn)裝飾板與墻面 (屋面)的連接。保溫板與裝飾板工廠化生產(chǎn)復(fù)合型材時,用高性能膠粘劑實現(xiàn)保溫板與裝飾板的高可靠粘接。經(jīng)過應(yīng)用性檢驗和檢測,膠粘可靠性達(dá)到航空試驗標(biāo) 準(zhǔn)。金屬構(gòu)件經(jīng)熱鍍鋅防腐處理,所有金屬構(gòu)件均嚴(yán)密地被發(fā)泡聚氨酯保溫層和硅硐膠封閉其中,無任何腐蝕破壞發(fā)生。其與墻面(屋面)連接還需用德國TOX尼 龍?zhí)卒撫?,和各種墻體材料都能形成單釘拉拔力在570-1600N范圍的可靠連接。發(fā)泡聚氨酯保溫材料與墻面(屋面)形成100%%無空腔粘接,不僅使保 溫層牢固地與基層形成一體,而且對裝飾板實現(xiàn)二次固定。同時金屬構(gòu)件與墻面(屋面)之間連接構(gòu)造也成為發(fā)泡聚氨酯保溫層的“錨釘構(gòu)造”,故而保溫系統(tǒng)形成 互相交叉連接復(fù)合成為一體,成為永久性結(jié)合,不會發(fā)生任何脫落、變形的現(xiàn)象。

  3、外保溫飾面層的長期穩(wěn)定性:TS干掛保溫防水裝飾 外保溫技術(shù)飾面層使用多種裝飾板或在裝飾板表面涂料飾面,其長期穩(wěn)定性應(yīng)由飾面層表面平整度穩(wěn)定性、色彩穩(wěn)定性、飾板不開裂破損穩(wěn)定性等方面形成技術(shù)保 證。各種裝飾材料從生產(chǎn)工藝、性能試驗、檢測等方面確保其技術(shù)保證。有些板材已在工程作為其他功能材料長期應(yīng)用得到考驗,并且又在大連理工大學(xué)、黑龍江石 油化工研究院等地權(quán)威校、院、所做了耐紫外線試驗,高低溫循環(huán)試驗、抗折強度試驗。其耐紫外退色性能、吸水率、抗凍性能、抗風(fēng)壓性能、耐火性能、抗沖擊強 度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指標(biāo)。其有效穩(wěn)定使用壽命都在25年以上。

  從以上可以看出,建筑外保溫技術(shù)向無濕作業(yè)的干掛技術(shù) 方向發(fā)展已成行業(yè)發(fā)展趨勢。隨著建材技術(shù)的迅速發(fā)展和新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn),建筑外墻(屋面)外保溫實現(xiàn)多種裝飾靚麗外觀也必將成為現(xiàn)實,推廣使用發(fā)泡聚氨酯 保溫材料是適應(yīng)今后不斷提高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的最佳選擇。工廠化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)產(chǎn)品、規(guī)范化推廣技術(shù)、裝配化施工、實現(xiàn)外保溫技術(shù)現(xiàn)場零污染化干作業(yè),必將成 為我國外保溫行業(yè)未來的技術(shù)發(fā)展方向。(作者:康玉范 于國臣:哈爾濱天碩建材工業(yè)有限公司 張貞浴 黑龍江大學(xué)化工學(xué)院)

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