建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板＊

龐 峰 賀劉花 周 媛

（咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽 712000）

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)到整個(gè)社會(huì)能耗的32%，加上每年建筑物使用的建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的能耗約13%，建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗的45%。我國現(xiàn)有建筑物的建筑面積為400多億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新增建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑，如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)帶來巨大的能耗負(fù)擔(dān)和治理難度。

我國是建筑大國，建筑能耗已成為我國能源消耗大戶，我國的單位面積采暖能耗量是國際氣候條件相近的發(fā)展中國家的2～3倍。雖然近幾年我國在建筑節(jié)能方面取得了很大的進(jìn)展，但我國城鎮(zhèn)累計(jì)建成的節(jié)能建筑面積僅占城鎮(zhèn)既有建筑面積的16.1%。我國在能源發(fā)展過程中主要存在以下4個(gè)問題：

1）人均能源擁有量低、儲(chǔ)備量低；

2）能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%，全國年耗煤量已超過13億t；

3）能源資源分布不均，主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足，造成北煤南運(yùn)、西氣東輸、西電東送；

4）能源利用效率低下，能源終端利用率僅為33%，比發(fā)達(dá)國家低10%左右。

龐大的建筑能耗已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的沉重負(fù)擔(dān)，同時(shí)我國又面臨著能源緊缺的嚴(yán)重威脅。因此，建筑行業(yè)的全面節(jié)能勢(shì)在必行。

開展建筑節(jié)能工作是貫徹國家《節(jié)約能源法》的一項(xiàng)長期工作，具有節(jié)能、環(huán)保等社會(huì)效益。節(jié)能建筑因其舒適度比普通建筑有較大的提高，而受到市場(chǎng)的青睞。建筑節(jié)能是一項(xiàng)全方位的綜合性的系統(tǒng)工程，涉及到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑材料、施工工藝和質(zhì)量驗(yàn)收技術(shù)等方面。特別是建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，有利于從源頭上杜絕能源浪費(fèi)，而具有節(jié)能保溫性能良好的材料是最基本的保證，應(yīng)在設(shè)計(jì)中要多研究、多嘗試、多積累、多總結(jié)，在有限的條件下將建筑功能與藝術(shù)和技術(shù)更好地結(jié)合起來，使建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面既符合建筑學(xué)原理，又符合節(jié)能原則。

2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能及其材料使用現(xiàn)狀

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部分（屋頂、外墻、門窗、遮陽等設(shè)施）的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗與用戶所處熱舒適環(huán)境有重要的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用僅占總投資的3%～6%，而節(jié)能效果卻可達(dá)到20%～40%。通過改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得到改善，從而減少建筑的冷、熱消耗。

我國房屋住宅的能量損失的狀況為：墻體約占50%；屋面約占25%；門窗約占25%；地下室和地面約占15%。因此，筆者僅以外墻節(jié)能設(shè)計(jì)及其新用材料方面作以重點(diǎn)描述。

近30年來，全球都在關(guān)注節(jié)能降耗。外墻保溫體系是20世紀(jì)70年代全球石油危機(jī)時(shí)期，歐洲國家為緩解能源危機(jī)而展開的一次大量的改革性工作的產(chǎn)品。國外開始使用節(jié)能保溫性能的生態(tài)建材有植物纖維板、聚苯板和聚氨酯板，這些材料保溫性能雖然優(yōu)良，但存在消耗石油資源的問題，存在著強(qiáng)度低，剛度差，變形較大的缺點(diǎn)，特別是防火、防水、耐酸堿性能也較差。

據(jù)悉，近幾年全球?qū)Ρ夭牧系南M(fèi)量以每年平均3.8%的速度增長，2012年已達(dá)到215億美元的消費(fèi)量。就地區(qū)而言，亞洲地區(qū)將出現(xiàn)增長趨勢(shì)，未來建筑市場(chǎng)的發(fā)展將帶動(dòng)對(duì)保溫材料的需求。

建筑外墻保溫節(jié)能在我國起步較晚，目前在國家改革的支持下和市場(chǎng)的需求下，已促進(jìn)更多的企業(yè)和投資者積極選擇建筑外墻保溫節(jié)能這種新型外墻保溫體系。我國建筑節(jié)能規(guī)范由以前的30%提高到65%，北京、上海等部分一線城市的節(jié)能規(guī)定要求最低達(dá)到75%。此規(guī)范的發(fā)布引起國家相關(guān)部門高度的重視，各地對(duì)房地產(chǎn)、建筑行業(yè)出臺(tái)了多條相關(guān)政策，對(duì)不達(dá)標(biāo)的建筑不予審核，這給整個(gè)建筑外墻保溫的全面節(jié)能與設(shè)計(jì)以及新型保溫材料帶來了良好的發(fā)展前景。

3 一種新型無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板介紹

3.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板屬于新型外墻保溫材料，由中國建材集團(tuán)咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院研制成功。該產(chǎn)品較之前的保溫材料，有以下突出特點(diǎn)：

1）導(dǎo)熱系數(shù)≤0.04W／m·K，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能良好。

2）防火等級(jí)：A級(jí)，在保溫基礎(chǔ)上防火特性突出，可大大提高了產(chǎn)品的安全性。

我對(duì)此不敢茍同。長這么大，我還沒看到有不客氣一番就把禮物收下的。但現(xiàn)在說什么都晚了。老婆便猜測(cè)蔣利學(xué)是不是嫌錢少，王姐說不會(huì)，氣管鏡一個(gè)小手術(shù)，他還想要多少？可能是他怕取不出來，所以才不敢收。

3）抗凍性好，在20～25℃，反復(fù)循環(huán)50次性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)。該產(chǎn)品耐久性良好，可與建筑物同壽命。

4）抗壓強(qiáng)度＞1.2MPa，強(qiáng)度高。

5）該產(chǎn)品另一突出特點(diǎn)是施工方便，不用提前布網(wǎng)，使用砂漿直接粘貼，既人性化又節(jié)約成本，產(chǎn)品價(jià)格低廉。

3.2 無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板與其他常用保溫材料主要性能比較（見表1）

表1 無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板與其他保溫材料性能比較

1）巖（礦）棉和玻璃棉它統(tǒng)稱為礦物棉，它們都屬于無機(jī)材料。巖棉板的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸熱、不燃燒，有一定的隔音效果，但其強(qiáng)度低，憎水性能和耐久性能不佳。

2）聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孔的材料，不僅表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸水率低，隔音性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，而且尺寸精度高，結(jié)構(gòu)均勻，但其具有防火性能和耐久性能差等缺點(diǎn)。

3）聚氨酯是目前最好的保溫材料，各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的XPS、EPS外保溫系統(tǒng)，硬質(zhì)聚氨酯塑料具有質(zhì)量輕、非常優(yōu)越的絕熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)之低（0.025W／（m·K））是其他材料所無法與之相比的，但其成本較高，歐美等發(fā)達(dá)國家使用的建筑保溫材料中約49%為聚氨酯材料。

4）泡沫陶瓷（玻璃）防火、防潮、防腐方面性能優(yōu)異，但是仍具有導(dǎo)熱系數(shù)較大、成本較高等缺點(diǎn)。

6）無機(jī)輕質(zhì)陶瓷外墻保溫板克服傳統(tǒng)膨脹珍珠巖吸水率較高，在墻體溫度變化時(shí)，因珍珠巖吸水膨脹產(chǎn)生鼓泡開裂導(dǎo)致材料的保溫性能降低和因珍珠巖與水泥結(jié)合體，出現(xiàn)的難以解決的強(qiáng)度與導(dǎo)熱系數(shù)的矛盾而制備的一種低導(dǎo)熱阻燃的輕質(zhì)無機(jī)材料保溫材料。

3.3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

因?yàn)樵摦a(chǎn)品屬于一種新型外墻保溫材料，國內(nèi)還沒有專門的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，該產(chǎn)品使用的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法主要有：

1）《泡沫塑料及橡膠表現(xiàn)密度的測(cè)量》；

2）《砌墻磚試驗(yàn)方法》；

3）《膨脹聚苯薄抹灰外墻保溫方法》；

4）《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》；

5）《建筑材料不燃性試驗(yàn)方法》。

3.4 產(chǎn)品市場(chǎng)的前景

該產(chǎn)品因其突出的保溫性能，施工方便，防火性能為A級(jí)，又具有與建筑同壽命等優(yōu)點(diǎn)而備受人們青睞，必將成為實(shí)現(xiàn)國家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的選擇，因而該產(chǎn)品具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

1 劉純.無機(jī)防火外墻保溫材料成套技術(shù)與裝備［J］.中國科技成果，2015（2）：33～34

2 段亞洲，姚忠?guī)X.淺析土木工程建筑節(jié)能措施.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（13）：214

3 肖健.淺談建筑節(jié)能的重要性及建筑節(jié)能設(shè)計(jì)［J］.今日科苑，2009（20）：121