非常高興能夠有機(jī)會(huì)跟大家共同研究關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)熱環(huán)境的問題。首先給大家匯報(bào)一下，我們搞建筑節(jié)能以來對(duì)墻體保溫層做到建筑上以后，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。保溫層構(gòu)造位置應(yīng)該在哪里，什么樣的保溫層構(gòu)造位置是合理的，什么樣的保溫層構(gòu)造是不合理的，這個(gè)問題往往被人忽視。我們現(xiàn)在所有建筑節(jié)能的要求和標(biāo)準(zhǔn)都提出了關(guān)于保溫層墻體的傳熱系數(shù)和對(duì)熱阻斷的能力。具體保溫層放在哪個(gè)地方對(duì)建筑的壽命是有益，放在什么地方對(duì)建筑結(jié)構(gòu)是有害的，這一點(diǎn)現(xiàn)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(gòu)造位置措置給建筑結(jié)構(gòu)生命帶來的危害。
我們?cè)谧罱吣甑臅r(shí)間里面，共在全國普查了幾十個(gè)工廠，積累了上千張圖片，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的溫度場進(jìn)行了測試，分析了保溫層構(gòu)造對(duì)建筑結(jié)構(gòu)壽命的影響。
第一，外保溫構(gòu)造。外保溫構(gòu)造做的比較徹底的時(shí)候可以使建筑結(jié)構(gòu)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(duì)墻體的保護(hù)作用比較好。
內(nèi)保溫的做法會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的熱橋，除了結(jié)構(gòu)熱橋的影響，還會(huì)使外墻和內(nèi)墻分別處于兩個(gè)不同的溫度。外墻受室外溫度影響，內(nèi)墻受室內(nèi)溫度影響，這樣就使住房溫度整體受兩個(gè)環(huán)境的影響，這兩個(gè)環(huán)境會(huì)造成不協(xié)調(diào)。內(nèi)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(nèi)墻的溫差在十度以上，冬天的時(shí)候外墻要比內(nèi)墻冷，夏天的時(shí)候外墻要比內(nèi)墻熱，所以這樣就出現(xiàn)了冬夏兩種不同的變形方向，這樣就引發(fā)了壽命的安定性。
內(nèi)外保溫在同樣的條件下進(jìn)行測試也可以看到，外墻外保溫，外表面溫度很均勻，外墻內(nèi)保溫的環(huán)境溫度是很不均勻的。外墻內(nèi)保溫室內(nèi)保溫層發(fā)生裂縫的幾率也比較大。
還有內(nèi)外混合保溫做法，這個(gè)也是引發(fā)內(nèi)外結(jié)構(gòu)不好的因素。我們?cè)诒本y試了一個(gè)內(nèi)外混合保溫的公房，這種內(nèi)外混合保溫做法因?yàn)橐欢螇κ莾?nèi)保溫，一段墻是外保溫，使維護(hù)結(jié)構(gòu)一段受室外溫度影響，一段受室內(nèi)溫度影響，這樣就使維護(hù)墻體產(chǎn)生了特別不均勻的形變，特別不協(xié)調(diào)的熱脹冷縮，一段脹，一段縮，這樣使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)受到了很大的破壞。
這個(gè)墻面是外保溫墻面，因?yàn)檫@段室內(nèi)不能做內(nèi)保溫，所以把內(nèi)保溫拿到室外來做，其他的地方是外保溫。所以這個(gè)建筑每個(gè)單元只有一段是外保溫，其他都是內(nèi)保溫。我們看外保溫的墻面裂縫是這種狀態(tài)，這種狀態(tài)是外保溫的墻面裂縫，這種狀態(tài)是內(nèi)保溫的外墻外表面裂縫。就是外墻面出現(xiàn)了不同規(guī)律、不同類型的裂縫狀態(tài)，這個(gè)就說明墻體的熱脹冷縮變形對(duì)于外墻外表面的斷熱層的影響是不一樣的。這種做法引發(fā)了女兒墻的斷裂，就是說外墻變形不一樣的時(shí)候把女兒墻拱起來了，這種做法就會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)更加的不穩(wěn)定。
這種做法我們可以回顧到過去已經(jīng)做過的一些公房，前些年有一個(gè)階段搞了一些大板樓的技術(shù)，酒席把現(xiàn)成的板材現(xiàn)場吊裝一焊接就完成了，當(dāng)時(shí)都是這種建設(shè)路線。但是一板樓我們發(fā)現(xiàn)北京前三門大板樓的工程墻面上都抹了很多黑的，因?yàn)閴γ媛┧?，墻面進(jìn)水的問題引發(fā)了很多無法居住的問題。這個(gè)大板樓后來整個(gè)退出了市場，因?yàn)樗膲w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(gòu)造是這樣的，這種技術(shù)當(dāng)時(shí)國家投了很多的錢來搞，光北京一到三購有很多的構(gòu)建廠，每個(gè)構(gòu)建廠都有火車通進(jìn)去，所以國家的投資很高。但是因?yàn)檫@種保溫層在大板樓的中間，這構(gòu)造典型是夾心保溫構(gòu)造，這種保溫構(gòu)造中間五公分是巖棉，然后還有珍珠巖，珍珠巖當(dāng)時(shí)算是一種比較新的保溫材料，導(dǎo)熱性能在0.1到0.2之間，也算不錯(cuò)。但是保溫層夾到構(gòu)建中間以后，因?yàn)樗慕^熱能力比較差，但是他也是阻熱材料，這個(gè)對(duì)珍珠巖兩側(cè)形成了不同的溫度環(huán)境，這種夾心保溫構(gòu)造使兩側(cè)的溫差變化，然后引發(fā)體積變化，體積變化以后就拉裂了板材。這種技術(shù)推出市場以后我們沒有認(rèn)真的進(jìn)行研究為什么會(huì)出現(xiàn)這些裂縫，也沒有認(rèn)真分析這個(gè)事情。
若干年以后這種事情又發(fā)生了，去年我們解決了天津的一個(gè)工程，天津的工程是鋼結(jié)構(gòu)，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(dǎo)熱系統(tǒng)更小，絕熱能力更強(qiáng)。就是使用這種鋼結(jié)構(gòu)的外掛板，中間做夾心保溫層的構(gòu)造是一種最新的技術(shù)。它搞了兩個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的高層作為住宅，這個(gè)高層住宅因?yàn)槭亲钚碌募夹g(shù)，很快就評(píng)了詹天佑獎(jiǎng)。但是得獎(jiǎng)了以后這個(gè)樓房不能住，因?yàn)闈M墻進(jìn)水，只要有外墻的地方都進(jìn)水。進(jìn)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(shí)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(qiáng)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(shí)候，里面五公分不冷。所以這樣就構(gòu)成了冬天的時(shí)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(gè)在安裝的時(shí)候非常結(jié)實(shí)，運(yùn)行一年以后里外都是裂縫。這個(gè)就是沒有吸取我們過去一個(gè)覆滅產(chǎn)業(yè)的教訓(xùn)，這個(gè)教訓(xùn)是非常厲害的。他找到我讓我?guī)椭鉀Q，我說這個(gè)問題很好解決，你就重新做一遍外保溫，再把整個(gè)包起來，使得內(nèi)外五公分都在同樣的溫度環(huán)境下，這樣就可以穩(wěn)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(gòu)造位置對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的壽命影響是非常大的。
建筑節(jié)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(jié)構(gòu)的破壞。保溫層出來以后對(duì)建筑和結(jié)構(gòu)壽命沒有影響的情況不存在。說做了保溫層，然后建筑結(jié)構(gòu)壽命原來什么樣，現(xiàn)在還是什么樣，這個(gè)是不可能的?；蛘吣惆驯貙幼龅姆浅：侠恚菇ㄖY(jié)構(gòu)所處的溫度環(huán)境穩(wěn)定下來，他熱脹冷縮的破壞被削減。對(duì)于保溫層構(gòu)造位置，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)全生命周期影響的問題是我們過去忽視的一個(gè)問題。原來說保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)多少，節(jié)省系數(shù)多少，你節(jié)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(fèi)。所以我們建筑節(jié)省考慮發(fā)展的時(shí)候，我們對(duì)建筑節(jié)能的技術(shù)理論研究還是比較缺乏的。保溫層對(duì)建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)場的變化所引發(fā)的各個(gè)部位不同的狀態(tài)下熱應(yīng)力的破壞力，熱應(yīng)力的變化方面我們還是缺乏比較詳細(xì)的研究。
我們?cè)谘芯拷Y(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，研究保溫層對(duì)溫度變化的影響，我們搞了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)樓，并且還進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)樓在我們的生產(chǎn)基地里面，我們用自己的辦公樓做了一些實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)主要是體現(xiàn)低能耗技術(shù)，低能耗技術(shù)當(dāng)中要解決的問題是維護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)它的溫度場的形成，維護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)供暖系統(tǒng)成為末端的想法。就是說我們想搞一個(gè)搖動(dòng)理念的，我們用整體結(jié)構(gòu)預(yù)熱和制冷來完成取暖和制冷的問題。這個(gè)是屋面，有105毫米的聚氨紙，墻紙也是105高密的聚氨紙。這個(gè)保溫層用了不同的構(gòu)造來解決，我們從2004年11月開始對(duì)小樓進(jìn)行測試，這個(gè)小樓一共有600個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試。2003年的夏天我們測了一些數(shù)據(jù)，外墻外保溫最表面的時(shí)候溫度最高到58度，它的結(jié)構(gòu)溫度變化比較小，比較平緩。墻體內(nèi)外表面的溫差在零點(diǎn)幾度，外墻的外表面因?yàn)橛辛司郯奔?，所以溫差?.12度左右，它的內(nèi)表面是0.8度，所以整個(gè)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(duì)西墻和東墻都進(jìn)行了測試，可以看到比較平緩的線，就是外墻內(nèi)表面，外墻外表面，室內(nèi)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(jié)構(gòu)溫度是很穩(wěn)定的及基本上不會(huì)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(diǎn)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(nèi)空氣溫度比較小，墻體溫度變化更小。數(shù)據(jù)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(nèi)溫差比較小，結(jié)構(gòu)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(nèi)墻、外墻還是屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)溫度變化都是比較平緩的。就是在聚氨紙保護(hù)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(dá)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(jié)構(gòu)溫度比較穩(wěn)定，環(huán)境溫度變化比較大。
我們總的可以看出來，在室內(nèi)溫度基本步變的情況下室外溫度發(fā)生比較大的波動(dòng)。開始我們準(zhǔn)備涉及用搖動(dòng)的技術(shù)理念解決現(xiàn)在低能耗的技術(shù)路線，搖動(dòng)什么呢，就是四壁都是穩(wěn)定的溫度環(huán)境，這樣的話人們就會(huì)感到冬暖夏涼，并不是冬天室內(nèi)溫度很高，夏天室內(nèi)溫度很低，就是不用一點(diǎn)能源，可以少用化學(xué)能源，用可再生能源替代，然后使它來調(diào)整室內(nèi)環(huán)境。
我們整個(gè)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?cè)诙嗷?00塊錢的情況下完成了低能耗的技術(shù)應(yīng)用。按照北京地區(qū)的制冷和取暖費(fèi)用的分析，三年可以收回投資。
