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李晓明:我国外墙外保温技术应用及标准编制情况

发布时间:2016-08-08    

 节约能源和保护环境是我国经济建设发展进程中的基本国策。我国曾经宣布白山、盘锦、石嘴山、阜新、伊春、辽源、白银、个旧、焦作、萍乡、大冶、大兴安岭为首批资源枯竭城市。为有效地应对国际金融危机,促进资源型城市可持续发展和区域经济协调发展,国务院在2009年3月5日又确定了第二批资源枯竭城市,其中包括9个地级市、17个县级市和6个市辖区。在各类资源消耗中,我国建筑耗能在全部能源消耗中占有较大的比例,同时由于我国以燃煤为主的能源构成导致中部地区酸雨增多等问题都亟待解决,如何做好建筑节能工作迫在眉睫。
  按照现行的、1995年建设部颁发的JGJ26-95《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)要求,将采暖能耗在住宅通用设计的基础上节能50%。在这50%中,建筑物承担30%,采暖系统承担20%。据国外资料显示,在普通住宅外围护结构的能量损耗中,外墙未做保温处理时能量损耗约占50%,做保温处理后能量损耗可降至10~15%。由此可见,对建筑外墙采取保温处理对于建筑节能是十分重要的。
  我国的墙体保温工作始于上世纪80年代初,建设部“七五”重点科技发展计划项目就开始了对建筑节能的研究工作。我参加了建设部该项目《轻质材料复合砖墙体及屋面的应用研究》课题的研究工作。该课题是由中国建筑科学研究院建筑物理研究所和中国建筑技术发展研究中心建筑标准设计研究所(中国建筑标准设计研究院的前身)共同负责,并且联合中国建筑科学研究院工程抗震研究所、东北内蒙古煤炭工业联合公司基本建设局、吉林省建筑材料工业设计研究院、济南市城市建设开发总公司、辽源市建材研究所、天津市第六建筑工程公司共同参与。该课题的研究内容是砖混建筑技术改造的组成部分,对外墙内保温、外墙外保温以及夹心保温进行了研究。其中,重点研究的是冷桥现象处理、夹心复合外墙的结构整体性和抗震性能、专用黏结材料的配制、外保温防水性及耐久性等。课题立项初期,课题组做了大量的工作:1980~1984年,课题负责单位的有关人员对北方采用大板建筑体系和复合外墙板的结构性能和热湿性能进行了专题研究;1984~1987年,详细调查国内外相关情况,包括同国外开展技术合作,如同法国CSTB建筑物理研究所在建筑保温节能技术方面建立科技合作,双边进行了互访和交流;1987年4月,同建设部科技司正式签订科技专项合同。在遵循建设部关于砖混建筑技术改造规划并满足建筑节能设计标准和建筑热工设计规程的条件下,研究提出适用于北京地区的两种实心砖复合外墙的复合方式和复合技术。我们先后在黑龙江、吉林、辽宁、天津、济南等省、市开展了21060平方米的示范工程,效果比较明显,为课题顺利开展研究打下了坚实的基础。1989年,该课题通过部级鉴定,并获得中国建筑科学研究院科技进步二等奖。
  众所周知,在我国开展建筑节能的初期阶段,外墙内保温的做法占有较大的比例。随着节能标准的提高和节能技术的改进,外墙内保温显露出了很多缺点,诸如:由于材料、构造、施工等方面因素,面层开裂;不便于用户二次装修和吊挂饰物;占用室内使用空间;在圈梁、楼板、构造柱等部位产生热桥现象,热损失较大等等。而外墙外保温由于具有适用范围广、保温效果明显、可塑性强、施工工艺简便快捷、施工技术易于掌握且利于旧房改造等优越性,更受市场青睐。
  随着外墙外保温技术的日趋成熟,更多单位参与了外墙外保温的研究工作,如中建一局科研所、北京市住宅总公司等均开展了外墙外保温试点工程,并获得良好的效果。此后,随着美国和欧洲技术的引进,外墙外保温的技术水平不断提高,外墙外保温在中国开始了更广泛的应用。
  当时,聚苯板薄抹灰技术在国外已经有30多年的应用历史,拥有较成熟的标准和技术体系。我们深感要发展我国自有的外保温技术,应该结合我国国情,通过借鉴国外的成熟技术来走自主创新之路。于是,我们与美国专威特公司合作编制了我国第一本外墙外保温技术产品国家标准图集《外墙外保温建筑构造(专威特外墙外保温与装饰系统)》。该图集是根据我国有关规范和标准,对相关材料和系统的性能进行试验测试后,结合我国外围护墙体材料和构造的具体情况及施工条件编制的,对引导建筑师对薄抹灰外保温系统进行正确的建筑构造设计起到了一定的作用。
  在编制图集的过程中,我们意识到只有图集是不够的,需要建立我国自己的材料标准。于是,我国开始了第一部外墙外保温技术产品标准JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的编制工作。该标准的主要负责起草单位是中国建筑标准设计研究所和北京专威特化学建材有限公司。参加起草的单位还有中国建筑科学研究院、北京中建建筑科学技术研究院等科研单位以及业内多家实力企业。该标准非等效采用EOTA ETAG 004《有饰面层的复合外墙外保温系统欧洲技术认证指南》、NORM B6110《膨胀聚苯乙烯泡沫塑料与面层组成的外墙复合绝热系统》、CEN/TC 88/WG18 N 166《膨胀聚苯乙烯外墙外保温复合系统规范》、ICBO ES AC24《外墙外保温及饰面系统的验收规范》,我们根据我国国情,调整了部分技术性能指标。在试验方法上,该标准非等效采用EIMA 101.86《外保温与装饰系统抗快速变形冲击标准试验方法》、ASTM D 2794-93《有机涂层抗快速变形试验方法(冲击)》、PrEN 13497《建筑保温产品外墙外保温复合系统的抗冲击性规定》、EIMA101.01《外保温及饰面系统抗冻融试验方法》、ASTM E 2134-01《外保温及饰面系统拉伸黏接强度测定方法》、PrEN 13494《建筑用保温产品胶黏剂和抹面胶浆与保温材料之间的拉伸黏接强度测定》、ASTM E 2098-00《外墙外保温及饰面系统PB类用增强玻璃纤维网布在氢氧化钠溶液中浸泡后的拉伸断裂强度测试》、PrEN 13496《建筑保温产品玻璃纤维网布机械性能测定》。
  近年来,我国外墙外保温技术迅速发展,相应的标准和规范也在不断地建立和完善。配套的产品标准有JC561.2-2006《聚合物外墙外保温用玻璃纤维网布》、JG/T 229-2007《外墙外保温柔性耐水腻子》;相关的工程建设行业标准有GB50411-2007《墙体节能工程施工质量验收规范》、GB50404-2007《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范》。目前,有很多标准处于修编当中,如产品标准JG149- 2003将上升为国家标准,JGJ144-2004、JG158-2004也在修编。新编的产品标准有上海建筑科学研究院为主编单位编制的《挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》、中国建筑材料检验认证中心为主编单位编制的《保温装饰板外墙外保温技术要求》、建设部科技发展促进中心为主编单位编制的《外墙外保温用增强材料技术要求》、中国建筑科学研究院为主编单位编制的《建筑外墙外保温系统防火试验方法》等。另外,我国现有外墙外保温技术产品国家标准图集有02J121-1《外墙外保温建筑构造(一)》、99J121-2《外墙外保温建筑构造(二)》、06J121-3《外墙外保温建筑构造(三) 》、06J123《墙体节能建筑构造》、06J908-1《公共建筑节能构造》(严寒寒冷地区)、06J908-2《公共建筑节能构造》(夏热冬冷夏热冬暖地区)、06J908-7《既有建筑节能改造(一)》、03J122《外墙内保温建筑构造》等。
  随着我国墙体保温技术的进一步发展,有关墙体保温的各种标准必将更加配套和完善,并将在符合我国国情的基础上不断地向国际先进水平靠拢,我国的墙体保温市场大有可为。
  受访者资料:
  李晓明,教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师。现任中国建筑标准设计研究院顾问总工程师、中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会委员、中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会理事。作为主编人员之一,参加了我国第一部外墙外保温技术产品标准JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》以及产品标准《外保温用塑料锚栓》的编制;作为技术负责人和主编人员之一,参加了我国第一本外墙外保温技术产品国家标准图集《外墙外保温建筑构造(专威特外墙外保温与装饰系统)》的编制,该标准图集获全国优秀工程建设标准设计银奖;作为主要编制成员,参加了工程建筑标准JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》、产品标准JG158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》等多部外墙外保温技术标准和规范的编制;作为主编人员之一,参加了工程规范《装配式大板居住建筑设计和施工技术规程》的编制;作为课题负责人之一,参加了建设部“七五”重点科技发展计划项目《轻质材料复合砖墙体及屋面的应用研究》课题的研究工作,该课题获中国建筑科学研究院科技进步二等奖。多年来,负责或参加了北京、深圳、香港等地几十项工程项目的结构设计(包括多层建筑、高层建筑、公共建筑和居住建筑),并多次获奖。

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