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淺析火災(zāi)后建筑節(jié)能系統(tǒng)的發(fā)展方向

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-05-07  來源:北京環(huán)益美高分子聚合物研究所(北京101113)  作者:周廣德  瀏覽次數(shù):1485
中國新型涂料網(wǎng)訊:
        摘 :09年2月9日央視大樓火災(zāi)、2010年11月15日上海高層住宅火災(zāi)和11年2月2日沈陽皇朝萬鑫高層建筑發(fā)生重特大火災(zāi)事故,導(dǎo)致大量財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,引起政府和民眾的警醒,我們?nèi)绾稳?yīng)對(duì)已經(jīng)上墻的易燃XPE、XPS、XPU塑料泡沫保溫材料,還有在建、擬建的要求達(dá)到節(jié)能65 %目標(biāo)等問題。作為業(yè)內(nèi)人土,筆者一抒已見。
        關(guān)鍵詞建筑防火;建筑節(jié)能;防火材料 ;保溫材料 
 
        前 
        我國對(duì)建筑要求節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地,而大規(guī)模發(fā)展高層建筑,在寒冷的北方,高層建筑的能耗比小高層建筑的能耗更高,產(chǎn)生更多的能源需求,造成城市能源供需矛盾,為降低建筑能耗,首先在北方的一些較大城市推行建筑節(jié)能政策,并逐步向全國強(qiáng)制推廣。從建筑節(jié)能工作開始至現(xiàn)在,對(duì)材料、系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策等,爭論和呼聲很多,比如:要求全國所有建筑必須達(dá)到節(jié)能65 %目標(biāo);淘汰聚苯顆粒、無機(jī)保溫漿料;若干年后,我們將面臨大量的塑料類保溫材料的重大污染問題;不分建筑物朝向,在建筑外墻上使用同一種材料、一樣的做法、同樣厚度;不考慮材料資源、環(huán)保、適用與否等等。
        我國南方幾個(gè)夏熱冬冷的省市,冬季沒有采暖設(shè)施,當(dāng)太陽當(dāng)空時(shí),室外比室內(nèi)暖和,可是,很多建筑也被規(guī)定和設(shè)計(jì)使用EPS、XPS、XPU保溫系統(tǒng)。
        聚苯板薄抹灰等系統(tǒng)中使用的EPS、XPS、XPU等發(fā)泡塑料材料本身的能耗、資源的問題和穩(wěn)定性、防火性、安全性、環(huán)境災(zāi)害等,是誰都能想到的事情,央視、上海5.11,沈陽等幾起重特大火災(zāi)和全國其它數(shù)起因使用EPS、XPS、XPU等發(fā)泡塑料材料引發(fā)的火災(zāi),造成多起人傷亡和多達(dá)數(shù)十億元的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境災(zāi)難,還有這么多安全隱患極大、難以補(bǔ)救、已經(jīng)使用上墻的EPS、XPS、XPU等發(fā)泡塑料保溫材料的建筑。重新審視聚苯板薄抹灰等系統(tǒng),可想,在項(xiàng)目立項(xiàng)、制定標(biāo)準(zhǔn)、專家審議、審核批準(zhǔn)過程中,是多么草率行事,其責(zé)任何在?
        值得慶幸的是,在中央高層的指令下,徹底解決保溫材料的防火問題,再一次被提出來,一些地方已停止使用EPS、XPS、XPU材料,應(yīng)該說這是件好事,但問題是,我們該改用哪些保溫材料,既達(dá)到節(jié)能65 %的目標(biāo),又安全可靠,還防火、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。這是一件難度很大、又需要盡快妥善解決的事情!
        一、回 
        建筑保溫材料、工藝技術(shù)及系統(tǒng),從開始的粘土、火磚、秸桿、茅草、膨脹珍珠巖、聚苯顆粒、閉孔珍珠巖、到EPS、XPS、XPU、保溫磚等,從內(nèi)保溫到外保溫,人類經(jīng)歷了上千年的實(shí)踐,有成功的經(jīng)驗(yàn),也有不少失敗的教訓(xùn),特別是近幾十年的建筑與保溫材料發(fā)展。
        住建部仇保興副部長早就指出了我國建筑節(jié)能工作中存在主要問題:北方地區(qū)城市供熱計(jì)量改革進(jìn)展緩慢,影響建筑節(jié)能工作的整體進(jìn)度;南方地區(qū)建筑模仿北方模式重圍護(hù)結(jié)構(gòu)輕遮陽,節(jié)能效率不高;冬冷夏熱地區(qū)建筑設(shè)計(jì)盲目套用國外寒冷地區(qū)方案;農(nóng)村建筑盲目追求城市模式,造成全社會(huì)建筑能耗增長過快;建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與施工、質(zhì)量監(jiān)督、竣工驗(yàn)收脫節(jié);公共建筑設(shè)計(jì)追求“新、奇、特”,管理粗放,已經(jīng)成為浪費(fèi)能源的“樣板”;高強(qiáng)度鋼筋水泥等新型建筑材料應(yīng)用滯后;住宅二次裝修施工造成巨大浪費(fèi);長江流域推廣不合理的能源供給模式將引發(fā)高能耗;可再生能源在建筑中的應(yīng)用進(jìn)展緩慢。這些問題說明我國建筑節(jié)能的研究與應(yīng)用環(huán)節(jié)還很薄弱。
        浙江省建設(shè)科技科技推廣中心束小前主任,對(duì)建筑節(jié)能工作提出了新觀念:因地制宜,科學(xué)發(fā)展。
        2010年,筆者應(yīng)邀參加在上海舉辦的一場有關(guān)建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能技術(shù)的研討會(huì),席間西安交大一位教授談到資源與能耗問題,表示現(xiàn)代生活方式和習(xí)慣,照此下去,不改變思維和行為方式,根本不可能節(jié)能降耗。
        四川一位高校老師談到,每年四川冬季最寒冷、夏季最炎熱的時(shí)候,老師和學(xué)生都放假回家了,我們學(xué)校還被要求做墻體保溫。
        有老教授講,現(xiàn)在外墻采用塑料泡沫板保溫是給外墻穿棉衣,試問,在炎熱的夏天,是穿棉衣舒服,還是打傘遮陽舒服。
        北京市是我國建筑節(jié)能開展最早、也是實(shí)行建筑節(jié)能65 %達(dá)標(biāo)最好的一個(gè)城市,但從近年政府調(diào)查統(tǒng)計(jì)出來的數(shù)據(jù)顯示,北京的建筑能源消費(fèi)并沒有降下來,反而增長了約47 %,全國其它大城市的情況也不容樂觀。
        建筑外墻外保溫系統(tǒng),特別是聚苯板薄抹灰系統(tǒng),就不斷受到專業(yè)人士、和一些有膽識(shí)的政府官員們廣泛的置疑和批評(píng)。別小看這事,它關(guān)系到國家環(huán)境保護(hù)、人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全,可這么長的時(shí)間里,當(dāng)權(quán)者沒有重視,當(dāng)面對(duì)一次又一次重特大火災(zāi),產(chǎn)生漫天毒煙、煙塵,50多條生命沒了,數(shù)十億財(cái)產(chǎn)化為灰燼,造成這么多的嚴(yán)重后果,人們感到十分悲憤!這就是我們耗費(fèi)了大量的資源、能源,花費(fèi)了大量的人力、物力、金錢換來的結(jié)果。
        保溫材料要達(dá)到A級(jí)防火要求,就是應(yīng)該使用不燃性的保溫材料,這個(gè)規(guī)定是對(duì)的,也是今后保溫材料、建筑材料、裝飾材料的主要性能要求之一。
        保溫材料是否會(huì)朝著以下方向發(fā)展:
        1. 通過對(duì)EPS、XPS、XPU性能進(jìn)行改進(jìn),使其完全達(dá)到A級(jí)防火材料的標(biāo)準(zhǔn)。
        2. 外墻保溫直接采用無機(jī)類保溫材料,如膨脹珍珠巖、;⒅椤㈤]孔珍珠巖、聚苯顆粒、發(fā)泡水泥、發(fā)泡混凝土、工業(yè)爐渣、粉煤灰等。
        3. 墻體自保溫,采用輕質(zhì)復(fù)合材料,同時(shí),增加墻體一定厚度,再結(jié)合保溫砂漿,來達(dá)到節(jié)能65 %要求。
        4. 其它材料,如相變材料、防輻射涂料、酚醛泡沫、巖棉、礦物棉等。
        自然界中具有保溫性能的材料很多,有天然的、有人工生產(chǎn)的、還可以對(duì)這些材料進(jìn)行復(fù)合和優(yōu)化。這些材料都是可以利用的,但從資源、節(jié)能、環(huán)保、安全、健康、經(jīng)濟(jì)實(shí)用多方面來權(quán)衡,在研究與應(yīng)用上,我們就必須慎之又慎!
        二、能 
        1. 建筑能耗構(gòu)成因素
        古代民用建筑,由于氣候和環(huán)境因素,南方天氣炎熱潮濕地區(qū),建筑比北方寒冷地區(qū)要高大一些,門窗、屋頂透氣性好,有利空氣對(duì)流,在夏季濕熱時(shí),會(huì)感到舒適些,;而北方寒冷地區(qū),房屋低矮,墻體厚實(shí),門窗密封性好,有利保溫。
        現(xiàn)代建筑,為了節(jié)地、節(jié)材,不論氣候與環(huán)境,城市建筑基本上都是由小高層向高層建筑發(fā)層,南方與北方?jīng)]什么差異,建筑二面或者四面都有窗戶,而且開窗較大,據(jù)測算:建筑門窗占約61 %以上,而墻體只占約39 %,F(xiàn)代高層建筑的發(fā)展,是建筑產(chǎn)生高能耗的主要原因之一。
        2. 室內(nèi)人居環(huán)境因素
        由于人們對(duì)居住環(huán)境與自然生態(tài)環(huán)境及其系統(tǒng)缺乏經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí),過多地使用非環(huán)保的化學(xué)建材,如防水涂料、化學(xué)密封膠、油漆、乳膠漆涂料、建筑裝飾用粘合劑、化學(xué)合成壁紙等、塑鋼門窗、釉面地磚、木地板(或復(fù)合木地板)、皮革沙發(fā)、家具、大理石等、還包括一些常用的化學(xué)清潔劑,化學(xué)除味劑等,這些產(chǎn)品中的有害物質(zhì)如VOC、放射性物質(zhì)、有害菌類等,會(huì)長期污染室內(nèi)空氣,加之這些產(chǎn)品封閉性強(qiáng),導(dǎo)致墻體不透氣、不調(diào)濕,室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生塵埃,并導(dǎo)致室內(nèi)空氣不能微循環(huán),室內(nèi)CO2、VOC、氡、氨等濃度會(huì)不斷升高,即使采用硅澡泥等空氣凈化材料,也不能從根本上解決實(shí)際問題。面對(duì)室內(nèi)污濁的空氣,我們要保持室內(nèi)空氣清新,就必須頻繁地開窗透氣,這與我們建筑保溫的“隔絕冷熱空氣、不讓空氣形成對(duì)流”理念是十分矛盾的,當(dāng)遇到寒冷季節(jié)或炎熱天氣,為室內(nèi)空氣良好而增加開窗戶的次數(shù),這勢必又會(huì)增加能源的使用量。
        3. 人為因素
        建筑能耗產(chǎn)生的根本原因,不是建筑本身,而是人的行為,歸根到底一句話:是人在耗能,而不是建筑在耗能!如果不從這個(gè)觀點(diǎn)上看問題,我們就是在建筑外墻噴貼40公分聚氨脂或塑料泡沫板,也不可能把能耗降下來!
        我們屬于發(fā)展中國家,要充分吸取西方發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),實(shí)際上發(fā)達(dá)國家的資源與能耗的人均消耗量,比我國要高的多,經(jīng)驗(yàn)與事實(shí)告訴我們,發(fā)達(dá)地區(qū)的能耗人均消耗量是欠發(fā)達(dá)地區(qū)的數(shù)倍。
        我國面對(duì)資源、能源與能耗問題,應(yīng)該全面審視,首先從節(jié)約和高效利用上下功夫,要在政策和法制上,加大對(duì)高能耗項(xiàng)目、高能耗行為的懲治力度,嚴(yán)格控制能源消耗,加強(qiáng)節(jié)能思想教育,提高全民意識(shí)。
        三、思 
        工業(yè)化、城市化,導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,由于碳排放量不斷增加,產(chǎn)生溫室效應(yīng),全球氣溫在上升,試想:如將來氣溫達(dá)到45 ℃或50 ℃以上、能源已經(jīng)枯竭時(shí),我們會(huì)如何?
        人工恒溫環(huán)境、舒適環(huán)境、生活奢侈,既不利于節(jié)能、也不利于環(huán)保、更不利于健康,只有融入自然的生活,才是節(jié)能、環(huán)保、健康。
        記憶中的兒時(shí)生活環(huán)境,無論是在室外或室內(nèi),冬冷時(shí),穿著厚實(shí)的棉衣、棉鞋、棉帽,夏熱時(shí),穿背心、甚至光膀子、手搖扇子、汗漓漓的樣子,夏季夜晚悶熱時(shí)、人們走出戶外,三五成群一起聊天、納涼。這些生活景象,看似窮苦,但卻非常健康、環(huán)保。
        究竟是人體保溫好,還是建筑保溫好,這是一個(gè)需要轉(zhuǎn)變觀念的問題。人體保溫,就是根據(jù)氣候變化、體質(zhì)狀況和人的意愿,往身上增減保暖衣物就可以了,而建筑保溫,當(dāng)室外環(huán)境溫度處于-40 ℃或40 ℃時(shí),我們需要用能源將整個(gè)房間、甚至是整棟建筑的空氣加熱或制冷到18~26 ℃的恒溫,可以想象,需要消耗多少能源才能做到。有的建筑,有的家居,利用率并不高,甚至經(jīng)常空置著,但暖氣卻照常開著。
        建筑墻體的保溫層無論用什么材料、保溫層做多厚,導(dǎo)熱系數(shù)無論多小、熱阻值多高,對(duì)于節(jié)能效率的貢獻(xiàn)都是十分有限的,頂多也是高幾度溫度、低幾度溫度的事;當(dāng)春暖、秋涼季節(jié)(約180天時(shí)間),太陽當(dāng)空時(shí),室外溫暖舒適,室內(nèi)反而陰冷不適,這時(shí)候外墻上的保溫層會(huì)阻隔暖氣流、阻礙自然能源的有效利用。
        解決能源問題的根本出路:充分利用自然能源,高效利用現(xiàn)有能源,控制能源消費(fèi)。
        四、保溫材料及系統(tǒng)
        一年中,實(shí)際上我們處在極冷、極熱氣候環(huán)境需要保溫隔熱的時(shí)間,只有6個(gè)月左右,其余6個(gè)月左右,是不需要保溫隔熱、甚至還十分需要太陽輻射的熱量來溫暖我們的生活和居住環(huán)境,夏天室內(nèi)更需要的是涼爽的自然風(fēng),而不是冰冷的空調(diào)機(jī)冷氣。建筑是永久性的,不是“蔬菜大棚”保溫(冬天可以蓋上保溫,夏天可以取下不用),所以,建筑保溫隔熱的材料與技術(shù),應(yīng)更加充分利用自然能源的調(diào)溫作用,自然能源包括太陽輻射能、風(fēng)能、光能、空氣、水氣等。而不能不分季節(jié)和環(huán)境氣候,門窗緊閉,讓墻體上“穿棉衣”,拒絕接受這些非常寶貴的綠色自然能源。
        建筑保溫隔熱材料及系統(tǒng),是一個(gè)涉及面非常廣泛的問題,它涉及到資源、能耗、環(huán)保、安全、健康、效能、效益、成本、綜合利用等。以全局觀點(diǎn),如果我們,不考慮各地氣候環(huán)境的實(shí)際情況、保溫材料的來源、保溫材料對(duì)健康和環(huán)境的影響等,強(qiáng)制性在全國推行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的模式與做法,往往會(huì)適得其反,這既不科學(xué),也不現(xiàn)實(shí)。我們必須尊重客觀現(xiàn)實(shí),吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),因地制宜,從多方向進(jìn)行研究分析。
        五、建筑設(shè)計(jì)上的問題
        現(xiàn)代城市建筑的墻體材料及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),很少考慮環(huán)境氣候、建筑物分區(qū)、朝向、用途等綜合因素,無論北方、南方,建筑的四面墻壁都用同一種材料、同樣厚度,特別是高層建筑,尤其明顯,這是十分不合理的。
        從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用角度,新建建筑的保溫與隔熱問題,應(yīng)該從設(shè)計(jì)上首先來解決,如設(shè)計(jì)上不能滿足時(shí),才考慮輔助性的墻體保溫技術(shù),已建建筑如保溫節(jié)能不達(dá)標(biāo),可以采取墻體保溫措施。
建筑在設(shè)計(jì)上要更多地考慮建筑物所處的地理、氣候環(huán)境、自然條件,結(jié)合資源、能源、環(huán)境狀況,在建筑保溫節(jié)能的選材與設(shè)計(jì)上,更多充分利用自然能源和自然環(huán)境氣候條件、合理使用材料,尊重科學(xué)、注重實(shí)用。
        六、降低建筑能耗的一些途徑
        1. 在全國大力開展全民節(jié)約資源與能源、保護(hù)環(huán)境思想教育,倡導(dǎo)低碳生活,可以在中小學(xué)校開設(shè)節(jié)能、環(huán)保課程,只有群策群力、人人參與,才能做好節(jié)能降耗工作。
        2. 嚴(yán)格的政策和稅收制度約束高能耗、浪費(fèi)能源行為。
        3. 對(duì)供暖設(shè)施、照明設(shè)施實(shí)行嚴(yán)格的能耗標(biāo)準(zhǔn),對(duì)冬季取暖溫度標(biāo)準(zhǔn)和夏季制冷標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)調(diào)整。
        4. 除滿足家庭普通住房要求外,對(duì)1人二套以上的房產(chǎn)盡快征稅,以遏制因投機(jī)行為而過分占有社會(huì)資源、防止盲目發(fā)展房地產(chǎn)而造成過重的資源與能源負(fù)擔(dān)。
        5. 首先在設(shè)計(jì)階段就因地制宜考慮好建筑墻體的自保溫隔熱問題(根據(jù)建筑朝向、氣候環(huán)境,選擇墻體用材料和適當(dāng)增加墻體厚度),盡量滿足人們在低能耗狀況下,對(duì)溫度環(huán)境的舒適感。比如:可以在小區(qū)種植樹冠較大的樹種、開辟地下室、防空設(shè)施供人們夏季消暑、納涼,將平屋頂,設(shè)計(jì)成坡屋頂,精巧設(shè)計(jì)建筑形貌,有利采光、通風(fēng)、遮陽等等。
        6. 保溫材料不能搞統(tǒng)一模式,要結(jié)合資源、能耗、環(huán)保、效率、效益等情況。
        7. 不提倡“人工溫室”,要依賴自然環(huán)境條件,充分利用自然能源,鼓勵(lì)人們盡最大的努力適應(yīng)自然環(huán)境氣候變化,促進(jìn)人與自然和諧相處。

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