【门窗幕墙网】黑龙江省邮政管理局工程建设处退休女工程师吴淑环,对近零能耗建筑围护结构技术研发近乎痴迷。17年来,她跨专业、跨领域自费研究攻克了建筑围护结构节能保温方面存在的许多技术难题,发明了近零能耗建筑围护结构的关键专利技术,突破了建筑施工中近零能耗的技术瓶颈。日前,笔者就近零能耗建筑建筑围护结构专利技术的有关问题采访了吴淑环。
问:近几年,我国建设了一些节能90%的被动式节能房,为什么很多在实际运行中达不到90%的节能效果?
答:主要还是因为当前建筑围护结构技术不适应低碳社会的要求,还可能与供热方式有关。集中供热是一笔“糊涂账”,且在低能耗建筑中集中供热管道输送的热损失比例增加,不方便分室控温,浪费的能源可能超过用电采暖二次能源的损失。我认为,终端用电采暖既能大幅度降低采暖工程造价,还能发挥人们行为节能的优势,节能潜力大,可弥补电作为二次能源的损失,希望有关专家能够研究这些问题。
问:目前,我国建筑围护结构哪些技术不适应低碳社会的要求?存在哪些问题?
答:当前建筑围护结构存在太多热量流失的“大窟窿”,热量流失的“大窟窿”人们称之为热桥或冷桥。热桥不消灭,需要的保温层厚、造价高、浪费土地,且除了薄抹灰墙体以外的其他类型的建筑无法建设近零能耗建筑。例如,窗口周边墙体是热量流失的热桥,窗口周边墙体因保温层薄,热阻比主墙体热阻小得多,即使外墙保温层无限厚窗口周边墙体热量照样流失;安装外墙悬挂物的钢件穿过保温层,形成热量流失的热桥。安装遮阳卷帘、防盗栅栏,特别是幕墙装饰的型钢龙骨形成的热桥太多了;窗型材是热量流失的热桥;屋面也有诸多热桥,还存在防水工程耐久性差的质量通病;装配式夹心保温层墙体的保温层厚度不能超过100毫米,若超过100毫米则外叶混凝土下沉值超过规定。因为即使没有热桥,保温层薄绝热能力差,外墙也不满足近零能耗建筑的要求。上述几个原因是GB/T51350标准难以达到的技术原因。
此外,节能保温墙体还存在防火不好,耐久性差等问题。
问:请您介绍一下您发明的近零能耗建筑建筑围护结构专利技术解决了建设近零能耗建筑的哪些难题?
答:获得实用新型专利的技术为安装高强耐久纤维布的建筑墙体或预制板材。这项技术的主要特点是在各类外墙上和门窗口侧面粘贴安装玄武岩纤维布(以下简称BFRP布),可消灭门窗口周边墙体热桥,消灭安装外墙悬挂物钢件穿过保温层的热桥,消灭固定扇窗框热桥。预制夹心保温墙板及外墙外保温的层层粘结技术,可解决装配式夹心保温层墙体的保温层厚度不能超过100毫米的难题,并且是安装外墙附着物保证安全的必要条件。
内外叶混凝土与可发性聚苯乙烯板(以下简称EPS板)各层之间层层粘结有以下作用:层层粘结的预制墙板的外叶混凝土不会下沉,不需要安装锚栓将各层连接,也可以安装锚栓将内外叶混凝土拉接;可减少外挂墙板中内叶混凝土厚度,节约土地,同时又增加外挂墙板的抗弯刚度、增加截面抗弯高度,节约钢筋水泥,减轻重量,降低造价,减少建设中的碳排放;层层粘结是把窗户离开基层墙体或内叶混凝土安装到保温层上,才能消灭窗口周边和安装外墙悬挂物的热桥并保证安全;门窗口侧边粘贴的BFRP布同时是内外叶混凝土的拉接件,窗口侧壁BFRP布的水平纤维就是窗侧墙体的抗剪切钢箍,可保证在风荷载和水平地震作用下非承重外挂墙板不会在窗口发生破坏。框架结构安装的外挂墙板的内外叶混凝土分别为60毫米、40毫米的轻骨料混凝土,外挂墙板粘贴BFRP布且层层粘贴,接缝达到保温密封无热桥,还满足防水、防火要求,配合取消固定扇窗框,建设近零能耗建筑的“外挂墙体”可用300毫米的厚度,就能满足近零能耗建筑对外墙的要求。
问:采用近零能耗的围护结构核心专利技术有哪些效果?
答:这项技术能够消除建设节能90%的近零能耗建筑的技术障碍,可使各类建筑都能够建设成为节能90%的近零能耗建筑;建筑节能90%时,用普通EPS板厚200毫米即可满足要求,减少EPS板厚度50%,节约外墙占地占建筑面积的3%~6%,体型系数越大,节约土地越多;安装简单,比已建的被动式节能房外墙外保温降低造价250元~300元/平方米;降低安装真空玻璃窗户造价100元~300元/平方米;安装遮阳卷帘等外墙附着物没有热桥且安装简单,减少夏季太阳热辐射对室温的影响;容易在外墙上进行垂直绿化,外墙垂直绿化不需沿建筑周围搭设钢架,不占用土地,没有钢架防腐的复杂问题。
该技术对缓解城市夏季热岛效应、减少雾霾、调节城市湿度、制造氧气并提高空气质量、消音隔尘、改善城市面貌,减少空调用电具有重要意义。采用这项技术可以大幅度降低清洁能源作为辅助冷热源的造价,推进全零能耗建筑建设;工业建筑采用近零能耗围护结构关键技术,建设节能90%的厂房,必将大大降低为维持室内热环境的成本;在外墙上安装的BFRP布就是沿建筑周围的钢箍,增加外墙抗剪切性能,不仅可以减小地震破坏,还解决了外墙开裂的质量通病。
我认为采用近零能耗建筑围护结构关键技术的房屋必然是受社会欢迎的。
问:您认为,目前应该怎样更好地推动近零能耗建筑的建设工作?
答:尽管采用本建设近零能耗建筑围护结构核心专利技术比原来的被动式节能房的外墙和外窗降低造价,节约土地,可解决外墙开裂的质量通病,防火性能好,但对大量的居住建筑而言,其造价必然高于当前节能标准低的薄抹灰保温外墙造价。
由于人们看不见热量的流失,所以并不知道热桥对建筑能耗的巨大影响。某大型装配式企业在全国有约10家连锁加盟的装配式产业园,预制的夹心混凝土剪力墙在门窗洞口侧面有钢筋混凝土边框与内外叶混凝土连接,形成热桥,流失了多少热量?对节能减排造成多大危害?我曾经对某大型装配式企业的老总说,希望在装配式夹心混凝土剪力墙中采用近零能耗建筑的围护结构关键技术,但该老总说节能65%就行了,建设近零能耗建筑不是我们考虑的问题。但事实是可能很多工程节能65%都达不到。
面对严峻的环境挑战,我认为,建筑业应该主动适应高科技时代低碳社会对建筑的要求,采用领先的技术,积极推进建设近零能耗建筑,使所有新建建筑节能都达到节能90%,并推进建设全零能耗建筑,加快既有建筑改造为节能90%建筑的步伐,为可持续发展作出积极贡献。