 主题:“第二届建筑节能总工高峰论坛”
时间:2008年9月18日 (下午)
地点:杭州天元大厦
主持人:首先第一个报告请浙江省建筑科学设计研究院总工程师曾宪纯教授发言,为我们大家做的广告是夏热冬冷地区既有建筑节能改造的要点和示范实践。大家欢迎!
曾宪纯:各位代表下午好,我把我们在浙江省搞的既有建筑节能改造的情况,要点和示范实践的感想给大家做一个汇报。我们的主要内容大概就是这些:一个对外围部结构搞了一个现场检测,第二个建筑维护设计软件应用和分析个,第三个维护外墙改造的结构实施,分析的感觉,第四个是外面是外窗,第五个方面是外遮阳,第六个方面是分析和改造方案调整,还有节能改造后的效果的分析,还有能耗方面的改造分析。
背景和概括:浙江省现在是能源消耗的大省,每年的能源增长也很快,个人人均的生活用电也增长很多,建筑能耗前两年是12-13%的增长,今年是20%以上,浙江省的建筑节能改造大大落后于北方地区,而现在下达的指标是2010年指标任务也很强,要求很高,现在的推广涉及到资金、观念等等一系列的问题。
我们这个建筑节能改造主要是搞一个建筑科学院的办公大楼,三千多个平米,还有一些地源热泵等等一些内容,这些工作现在做了一部分,还有一部分还没有做完,把我们做完的一些工作跟大家做个汇报。
在做的过程当中,一些成绩,但是也有一些感受,感觉到这个事情还要探讨探讨、研究研究。第一个方面我们做的是既有建筑外围护结构现场热工性能检测,既有非节能建筑大多建造于80-90年代,外围护结构的热供性能是节能改造的基础,冬季以外的季节检测的适用性,冬季外面的温差比较稳定,比较适合热供性能的检测,这是现场热供检测的一个方式,是在北面的房间,因为规范规定也是北面的房间比较适合,我们的布点都是在窗下、墙下的布点。
检测的结果可以看到,我们做了冬季、夏季、春季三个季度,我们的理论实测值和理论值,从这个情况来看,好像是在冬季这两种方式都是很稳定的,但是到了夏季还是动态分析法比较准确,同时做了秋季的,秋季是加了隔热外保温加了改造以后的情况,作出来动态分析法的实测值和理论值也是比较接近的,我们在今年的冬季在已经改造的外墙的性能进行一次检测,从这个情况来看,不管是春夏秋冬根据动态分析法还是可以比较准确的测定这个实测值。
第二个分析一下既有建筑维护结构节能设计软件的应用分析情况,我们感觉到有些情况是必须研究的,第一个关于现在设计的计算方法的模型问题,我们看了一下,DOE-2软件的原理是这么一个原理,这个模型反映是温度和热流,但是没有包含阳光、辐射外表面温度渗入到以后的效果和传递,我们觉得这个模型是要改进的,因为这是国外套进来的。
从应用的这个分析软件来看,也不能提供比如说外墙采取隔热的反射涂料,以及采取隔热的遮阳措施的效果是没有输入界面,也不能反映的。而这些方面的情况,我们觉得隔热的情况和辐射的情况,应该给予足够的重视,从计算方法上来讲应该予以解决。
第二个关于在夏热冬冷地区的浙江省采用单玻窗和双玻窗的节能的比较,这个比较来看,两个结论是完全相反的,在浙江省,我们的双玻窗比单玻窗相比在夏季是不节能的,反而是耗能的,这两者的区别,一个是节能按照清华提供的数据来讲,双玻窗他们计算的节能是10%,而PEEC的计算是8%,关于公共建筑设计标准当中,关于固定外遮阳的问题,因为在北方来讲,固定外遮阳的冬天,采暖是主要的,太阳光的辐射的比例很低,对广东和南方地区来讲,固定的外遮阳节能效果是比较有效的。到了冬天也是很热。而且在夏热冬冷地区的浙江省,我们是夏天很热,冬天很冷。夏天更热,比冬天更厉害。
现在根据设计规程来讲,对围护结构的隔热措施设计进行屋面和东西山墙内表面的温度,在杭州在自然通风情况下是37.2度,这个是不好的,这个问题应该给予一个定量的分析。
这是我们关于在分析过程中遇到的三个问题,另外在外围护结构改造实施过程中我们还做了一个问题,我们既有建筑的外墙基层的抗拨试验,这是一个特有的问题,原有的既有建筑的外墙情况还是要进行抗拨试验的,这是我们现场实验的情况。
我们做了两种情况,因为这个楼是80年代造的,原来的设计是外面是马赛克面层,在04年抹了上涂料,我们做了两个比较,一个是在刮掉表面的涂层的情况下,测定立面的强度,一个是表面不处理,保留有的涂层,结果来看,如果去掉涂层是0.36,我们做外表面处理的时候,采用涂料外装饰层的话是切实可行的。
(图示)我们的建筑采用了三种外保温的材料,是聚氨酯、聚苯板及泡沫玻璃。这个做法是规范的做法、通常的做法,也没有什么特殊的。
(图示)这是节能分析的计算图表,这个是怎么处理的呢?我们在四个参变量,外墙、屋面、外窗、外遮阳都不做处理,保温处理,处理的效果来看,随着我们保温层的加厚,传热系数的降低,在我们夏季,空调师傅对空调夏季能耗的节能来说,好象没什么作用,基本上效果不太有。另外对于冬季效果是比较明显的,这个也是通常节能相符合的,还有随着保温层度加深以后,这个点就很密集了,如果用厚度标定的话就是一个水平线,这个结构是对的,我们感觉到这里反映了师傅在浙江省的计算模型、分析模型当中,对外面温度和室内温度差的问题,在夏季是37度,室内是27度,10恩度的温差,这个效果也是反映了温度差的问题,另外还有通风有关系,光是外墙,在外保温的分析结果来看是这样的趋势。我们在外墙上面搞了一个隔热反射涂料的应用,做外表面在浙江省隔热措施一直没有放弃,也搞了自己研发的材料进行应用。
(图示)这是采用了外墙涂料,隔热涂料的对比,在外墙对比了有隔热涂料和没有隔热涂料的表面温度的变化,大家可以看到,在13点这个坡度,在13点50分左右的温度,一个是两者表面温度差大概在4度之内,最高的温度是,外表面是普通涂料是56度,有反射涂料是52度,还有下午三电板之后,这里的温度陡然的下降了,因为办公室的西面是24层的高层建筑,到了三点半之后,我们的外表面温度降下来10多度,这说明采用隔热措施将会有提供节能的潜力。我们觉得这个也是无意中得到的数据,觉得遮阳、隔热的目的有很大的效果。外窗的结构改造原来采用单玻,因为外框没有任何变动,只有把玻璃改一改,换一换,本身传热系统的改善就得到了很大的改善。改善的费用就是玻璃大概100块钱一个平方,玻璃窗因为采用的玻璃,单玻改双玻之后,有一个变化,原来的密封很好,现在有缝隙了,后来加了一个垫片来解决缝隙问题,加了之后,整个窗的密封性能保持不变,隔热性有很大的改善,同时在原结地方的噪音大大降低,效果非常好。
(图示)这是我们关于外窗的节能效果分析,同时根据外墙的做法一样,我们的外窗进行传热系数的调整,然后我们的外墙、屋面和外遮阳不动,在这样的情况下,得出了夏季空调时候,和冬季产暖区期不同的走势曲线,从这个曲线来看,在夏季的空调季节时间,我们有单玻改成双玻之后,能耗反而要增加,这是刚刚讲出,清华提出的不同意见。在冬季采暖期间我们采用调整,传热系数以后效果是很好的,也符合普通的规律,这里要讲的就是关于夏季反常,往上走的曲线。清华分析的软件采用的是全年一个小时换风一次,以及5、6月份和9、10月份同样开空调,这样实质性模型,他认为到了9月份,10月份,室外空气要低于室内空气,采用了双玻反而不节能,但是从浙江省实际使用来看,这种分析好象有一定距离,值得商讨,值得修整,所以清华进行了修正以后反而节能10%,这是他们的一个结构。
(图示)关于外遮阳的设置,我们觉得这个设置作用很好,我们也搞了一个外遮阳,夏季的能耗分析是175千瓦斯/平方米,而在冬季是140千瓦斯/平方米所以夏季的能耗是非常高的,我们错误东面和南面采用铝合金大的拜页,这个是可以升降的,在西三强采用了可以外推的铝合金小玩意,除了升降转叶片以外,还可以用外推的方式,这个也是我们从欧洲和美洲看到大量的这样,但是有一个问题,没有转动,这是我们自己院里研究的产品,除了升降、外推还可以转动,这样做法的目的也是考虑中间的空气层,比光光垂直的方式可以流动,流动可以降低外窗的表面温度,所以浙江省的气侯来说,浙江省夏热冬冷地区是全世界同纬度气侯最差的气候带,但是在我们看到的欧洲也好,大量产品都是外在的。我觉得在设计师的观念上要转变,因为我们看到德国大众的办公大楼也是全部采用外遮阳,这样的做法我们觉得还是应该值得推广的,关键在我们浙江省的推广包括建设部的领导提了很多意见,就是说夏热冬冷地区“重保温、轻隔热”,对于节能效果,他们表示效果不大,其实我们也感觉这个产品的推广当然也涉及到产品本身有没有价廉物美,有没有更美观的产品,是值得进一步发展的问题。
同样也分析的外遮阳的节能效果,根据遮阳系数的变化,从这个变化来看,在夏季采用外遮阳的产品以后,随着遮阳系数的变化降低,节能效果是非常好的在夏季。数量线是增加比较大的,但是在冬季按照PKM的分析软件,能耗反而在增加的,固定外遮阳在浙江省来说,冬季很多老太太坐在落地窗前晒太阳,采用的固定外遮阳以后,导致这方面的能耗反而增加,因为把阳光挡住了。这个软件的分析值得探讨一下!因为规范没有涉及一个活动外遮阳,实际上分析很简单,也就是说在冬季的时候,外遮阳系数不变就可以,保持在原有的遮阳系数就可以了,如果弄双玻的话就是0.84,没有遮阳这时候的节能能耗应该是有利,而不是负作用的效果。
所以我们觉得对于夏热冬冷地区,我们接触了几个程序,对于外遮阳数据程序的分析有调整,实际上我们计算程序的过程当中,算一个点,外保温多少,外面保温多少,外窗的传热性多少,达到了50%,达到了65%的就可以没有想到冬季和夏季能耗的比较,从外遮阳的情况来看,两者一抵消以后,外遮阳的效果就不是很大,本来应该是很大了,因为这里变成了在采暖期要扣除节能效果,所以有这样的作用。对于这个情况我们觉得应该要调整,刚才这个表采用了外推遮阳与垂直遮阳与没有遮阳的比较,是一个实测的结果,可以看到,从二楼是没有遮阳的,它的外表面温度最高,三层是垂直遮阳,四层是外推遮阳,从这里来看,都有两度之差,这一天我们选择是9月份,外面的阳光温度不高,最高温度只有31度,如果按照前面测定的外面的反射涂料,如果外表面的温度是6度的话,这个三者效果要拉开的。
对于屋面来讲,我们也进行了一些改造方案的设计,屋面的改造还没有实施,原来的设计是在原有60毫米厚的夹心混凝土上面,再上60公分的挤塑板或者是采用绿化的节能效果,根据效果来看,我们也分析了同样光变化,屋面的传热系数,得出了冬季采暖和夏季空调的两个效果,外墙是一样的在夏季的节能贡献是不大,冬季因为面积比较小,所以占的比重也比较小。
根据这个情况以后,后来根据我们设计情况,我们现在的既有建筑、办公建筑,它的屋面都是采用了圆孔板,设计荷载是150公斤,我们考虑了调整,现在采用一种屋面水平绿化、架空隔热的方式,沿着水平作为一个绿色遮阳,屋面的150公斤的荷载完全可以满足绿化隔热的效果,同时我们准备在屋面上面加一点板,和植物进行叠观技术结合起来做,这个是作为原有的既有建筑,屋面的承载力不大的,传达的隔热效果会有一个帮助。
我们这里比较了三种情况,第一种是遮阳面积是0.36,计算出来的结果是能耗降低是23.6%,外墙和外遮阳占了40%,还有一个算出来的结果,算出来外墙和外屋面的节能效果达到70%,外窗只有20%左右,效果很差。关于外窗在夏季制冷时候应该进行调整,外遮阳的冬天应该进行调整,我们外遮阳遮阳系数是0.36,进行调整以后,我们的能耗计算值是37了,其中屋面和外墙占了节能贡献是42%,外窗和外遮阳占到57.8%,是倒过来的,如果遮阳系数进一步降低,因为垂直遮阳拉到底,可以达到节能降到42%,其中屋面和外墙的比例是37%,一个是外窗和外遮阳达到63%,是三七左右的概念,这个数值是现在分析的情况,建筑节能往往停留在计算分析,对计算分析方法,我们觉得这个还是应该予以足够的重视,因为会涉及到今后浙江省夏热冬冷地区建筑节能改造的方向,包括新建筑,我觉得这个问题对新建筑业同存在,当然也涉及到建筑节能改造的方向,我们重点往哪里放?重点的路在哪里?所以计算分析的方法和重要。这里有一个建议,一个对开发商来讲,希望大家设计好没有施工再去分析一下,原来的计算结果是否合理,该考虑的因素有没有考虑充足?该调整是否要调整,第二个建议要行政主管部门要对大量的计算软件进行分析评审,到底这些对浙江省怎么样?是否需要调整?没有一个政府的指导性的意见,大家的计算依据还是要往这条路上走下去。
第三个建议在中长期以内,浙江省应该组织一部分力量,对建筑物的隔热效果的计算模型现在是没有的,应该把隔热的反射等等因素对于建筑物的影响要形成一个计算软件对此进行分析。
(图示)这是实际能耗的比较,从电表的计数进行比较,我们是07年3月份开始进行能耗统计的,1、2月份没有统计,从3-8月份有一个对比,从3月份来看节能改造以后降低是63%,4月份是52%,6月份是31%,7月份是17%,到8月份是19%,这是设计的能耗比较,不能完全说明全部问题,但是可以说明一部分的问题。
关于节能改造的内容大致介绍这么一个东西。
另外关于既有建筑能耗分析的情况这里不多讲了,现在这个是国家的一个大计方针,关于监管体系,关于分析计算等等,根据国家的技术导则编制相应的文件,同时现在也搞了四套分项计量的方式,这是我们采用的一种无线内网的采集数据和传输的模式,这是我们无线内网加有线的采集数据的模式。
(图示)这是一个有线的采集数据的模式,这是无线和GPRS的模式。
(图示)这是有线的现场数据安装的情况。
在既有建筑当中,数据分项计量是我们改造一个非常基础的数据,这个工作也开展了一些。
(图示)这是我们后来编制的审计的能耗的监测平台,可以反映每个市、每个地方各种类型的建筑,比如说宾馆类、学校类、机关类可以进行分类的能耗比较、统计计算,这是我们一个平台的界面情况。
(图示)这是我们监测的本地平台,就是在本建筑、屋里面对它进行能耗分项计量以后,测出功率变化曲线。这是一个界面。
(图示)这是我们测出的数据,上面一个数据是一个办公楼的情况,很明显表示了五天上班的能耗和两天休息能耗的对比,其中分了不同能耗的测分。
(图示)下面是一个医院的情况。
(图示)这也是一个三相的能耗的曲线。
(图示)这是大型公共建筑的情况。
(图示)这个是温度的监测,现在国务院的文件已经下达了,今后特别是机关室内温度必须实施监控。
时间有限,谢谢大家!
主持人:感谢曾教授的发言,特别是建筑节能工作,对夏热冬冷地区,或者是夏冷冬暖地区设计与实际效果之间不适应的情况提出来,也希望我们有识之士能够重点地开展相关的研究工作,非常感谢曾先生给我们做的报告。
下面有请昆山开思拓空调技术有限公司郭海新董事长给我们做报告。
郭海新:谢谢大家,我觉得我站在这儿还挺不容易,我已经准备了三次了,本来是昨天下午最后一个,后来变成今天上午最后一个,为了照顾大家中午的情况,就放到下午了。
我想我节省时间吧,刚才各位专家基本上都在讲围护结构,围护结构已经做的相当不错的情况下,剩下就是室内空调系统的事情了。
大家作为一个整体的系统,围护结构做的再好,空调系统跟不上的话节能效果还是不行,经济崩溃就不多讲了,说实话,今天上午宋波先生做了这么多以后,我就不用多说了。
(图示)中国的能耗实际上给全世界带来了负担,中国想致富,世界上没有这么多能量,我们能否解决?在这里介绍一下德国的一个结论,因为我自己是德国留学回来的,多少了解一下德国人的探索,在我自己所理解的重点给大家介绍一下。
可能大家从会议清单上面看到一个低用理论,觉得不知道是什么东西?我这儿给大家看了,可能还是不知道是什么东西?目前的系统,无论是视窗系统也好,都不支持这个字。这个“用”的理论里面,现在都要节能,但是“能”和“能”的性质是不一样的,有些“能”是可以转化的,有些“能”是不能转化的,这个我想在座的各位,不管是有没有学过工程热力学都可以理解,电能可以转化为光能、声能、机械能,这种也可以叫做高品位能源或者在工程学里是叫“用”。还有一种也是能,热能,就是有一个43度的热水,这边有一个能量,这两个能量在生活中应用的场合是不一样的,12伏的蓄电池可以做相当能量的转化,而43度水你没有办法拿来做更多的事情,但是可以拿来做地暖,地热是可以用的,但是想看电视是不行了。
首先我们对于我们所面临的“能”要有分析,到底是说哪一种能,是可以做各式各样工作的“能”还是可以作为地暖来用得,从能量转化的基本原理来讲,有一个叫热力循环,这是最基本的能量转换造成的工业革命,而能量转换本身有一个最大的限制就是卡诺循环,比他更好的能量转换的能力是没有的,也就是说如果一个能量包含里面各式各样的热也好,但是如果没有办法进行卡诺循环的话,这部分的能量就不能做功。
为什么说这些?在整个国民经济中间有三个大的能耗体系,其中生产制造、交通运输是非常大的两个,这两个里面,要求是要做功,也就是说绝大部分在这两个能耗的范围里面,要求把热也好、电也好,不断转化为其他的能量的形式,还有一种建筑能量,在发达国家是3:3:3的,中国现在是世界工厂,我们生产的东西没有使用都拿到国外去了,所以我们的工业能耗比较高,建筑使用的能耗在目前为止在整个国民经济占到20-30%左右,正好建筑能耗这块里面,又可以仔细再分,建筑能量里面是照明、电梯、办公用品,还有一块是供热空调,而供热空调这块的能量某种程度来说不是在做功,其他的两个,照明、电梯、办公用品都是在做功,在没有做功的情况下,可不可以利用那些不能做功的能量,这是“低用”理论提出来的方向,我们尽可能分析一下,这些不做功需求能否拿出来作为做功来用。
现在供热空调里面都是用一些什么技术呢?我们在夏季供冷的时候,室外气温是在45度以下,浙江地区是37-38度,而我们采用的供冷的手段,为了维护室外气象在30多度情况下,室内温度,室内温度在全世界是在18-26度,为了这个温度,我们用了零度,甚至是零度以下的技术手段,在这种情况下,我们用上零上80度左右的热水,拿这种高温的热水来维护房间里的温度是18度,也就是说我们冬夏季房间里面的温度要求是28度,这么一个环境下,仅仅为了维护20度上下的环境下,我们动用了上到80度,低到零下两度这么大一个冷量和热量,也就是说我们用掉了大量的用,而这个仅仅是为了维护房间里温度是20度上下,这个可以大量的避免。
按照德国的低用理论的说法,为了完成这个任务,真正需要这个用,一点不用是不行的,如果我们的水泵要运行的话,最起码要用一个水泵,把这个算出来应该不超过整个所需要的能量15%,这是他们的计算,这里没有办法详细介绍给大家了,假设它是成立的话,85%建筑上面,供热上面所需要的能量,完全可以不跟其他的交通运输、制造业抢这些能源,我们还有一个字:“焐”。是不能做功的能量。这种情况下,如果按照这个来计算一下,我算出来我们可以在目前2004年的国家统计数据底下,可以节省两亿吨标准煤,但是假设是百分之百他们都在用的话,我们就节省了两亿吨标准煤和5.2万吨炭排放,我们按照十一五计划完成的时候,我们省了2.7亿吨的标准煤和7亿吨的炭排放。
当然,这个是不是真实的话,我们不敢讲,按照我们的计算空间、贡献都非常大,因为我们供热空调上面可以用其他的行业完全不用的能量,而这个其他的行业就可以放开去用了,否则我跟他们去抢这些能源,就意味着我们有这么多的一次能源被置备出来。
有相关的技术是德国的经济技术部提出来的,算是德国的“发改委”了,它提出来一系列相关的指导的技术,这里面因为涉及到玻璃幕墙、围护结构等等这些东西,刚才各位也介绍了,我只讲自己的重点,有两个,一个是小温差、大流量技术,也是昨天到今天陆陆续续提到的,热、湿分别处理的技术。在围护结构做的非常好的情况下,或者很多情况下围护结构没有办法承受这么高投资的时候,有什么事情可以做,来达到节能的目的。
这里从我们自己公司依靠德国的技术背景做的一些探讨,给大家做一些我们自己在探索中的介绍。
首先我们提出五个课题,首先是太阳能空调。太阳能到目前为止除了生活用水和少量的供暖以外,真正的太阳能空调实际上还没有办法普及,我在这里总结了一下,认为有几个问题,一个是常规的太阳能集热器供水温度过低,一般在50-80度左右,偶然会到90度,在这么一个太阳能集热器,驱动真正能够制冷的技术是不行,常规的吸收式制冷设备冷量太大,无法是用在小型场合。还有是吸收式制冷机,目前国内常见的功率太大,而小型的办公楼和民居没有办法承受这么大制冷机的投入。
第二个是低品位的沸热,温度不高,量也比较少,这种情况下,能否用低品位的费热来替代,但是冬天是没有问题的,但是夏季的供暖,低品位的技术还是受到设备上的限制。
第三个是关于冰蓄冷,实际上在行业里面有很多的争议,尽管是号称节能,但是节省了装机容量,但是真正的节能效果是没有的,为了维护房间里的温度是20度,冷酶用到零度去了,这个没有必要。
还有一个困惑,就是有关于大型的三联供,广东省目前是强制性的,三联供本身有它自己的合理的地方,但是还有一个问题,就是三联供本身对于管网的铺设要求很高。这个三联供如果用户少,管网投入和运行投入是很大的,但是用户越来越好,是涉及到管网的铺设,特别是在南方,在没有市政管网的话,要求每家每户都接到的话,这个代价比较大。
下面这个问题,本来是希望北方来的同行们关注的,但是不知道在座还有没有,因为我自己也是从北方长大过来的,过了黄河以北都是有一个供热的网络,这个网络在冬季的时候,当然必须要有,但是到了夏季以来基本上是闲置的,按照目前的了解,最多是六个月,最少是两个月,其他的时间都是在闲置,闲置的本身还是要耗费资源,人工也好、设备保养也好,设备在不工作的情况下,也在折旧,这些管网在夏季还能否用?这是我提出来,引起行业对这方面的关注。
海水源热泵,我自己跟山东那边海水源热泵的专家们有些接触,一个比较大的问题,就是海水集热气的腐蚀问题。而目前唯一能够承受是在钛钢,究竟有没有一个更适合的换热器能够替代这个来运行,而且代价比较低,这是我们提出来能否找到解决方案的?
这个问题,本来是昨天想跟几个房地产的专家们讨论的,今天也不知道在不在了,因为这里有一点唱反调的意思,昨天讲到的温湿度独立控制,比较流行是平面辐射技术,按照我个人的理解,包括我跟德国专家之间的交流,实际上对高热高湿是有问题的,由于采用了平面辐射,平面辐射这部分的设备比人还要娇气,为了平面辐射能够有效的运行,我们要创造一个舒适的环境,这个有没有必要?这个是要引起重视的问题。
但是如果国内的环境,对它来说不太适合的话,我们觉得行业里还是应该考虑的。
最后一个问题,回到北方了,就是散热器的问题,我自己家族是做散热器研究的,每年的五亿片的散热器的需求量,而且这些散热器按照目前研究表明,寿命基本上不到十年,前一代用得都是铸铁散热器,但是耗费的能源非常大,目前是在暂停之列。
给大家介绍一款日本的小型的吸收式热泵。为什么要介绍?因为第一因为小,第二是驱动的温度低,70度可以工作,可以提供12度的冷水,所需要的驱动能量25千瓦,跟家里的太阳能热水器就可以满足驱动供冷的要求。
更多是用在余热回收上面。北方地区本来是供热的,有70-95度的热水,但是夏天没法用,我们的管网都现成的,我们装一个小的吸收式制冷,可以减少很大的电的消耗。
这里介绍一种新的技术,我们在上海做了一套自己公司的办公楼,采用是毛细管一体化空调技术,冷辐射加上对流循环。工作原理在这个上面了,这个示范工程就在上海建科院做的辛庄的示范工程那里,这是我们自己做的。
想给大家演示一下,如果在温湿度独立控制情况下,做出来非常困难,我们的围护结构非常长,没有任何的隔热保温措施。
这是房间里的情况。
在这里介绍一款澳大利亚的相变材料。
由于无机盐的材料是有腐蚀性的,我们采用塑料作为容器,就是刚才介绍的毛细管作为换热器这么一款相变蓄能罐,我们希望能够解决蓄能的问题,因为采用太阳能,不管是冬季还是在夏季,还是有间歇性的。
(图示)这款是德国也是采用毛细管做的换热器,除了刚才说的使用以后,还有在海水源热泵里面已经有了很成功的探索,这个是长期耐腐蚀的,在塑料50年的生命周期之内,不会出现腐蚀,也不会出现上面长满了微生物的问题。
散热器也可以采用毛细管来解决,同时是耐腐蚀的,第一个节能,第二个耐腐蚀,第三个带来美观上的作用。
(图示)最终,我们想在这里做一个零耗能的集成,就是自己公司目前所掌握的技术集成一下,首先是用目前最好的太阳能集热器,能够满足吸收式制冷的驱动需求,室内是采用毛细管供冷、供热系统中间加上蓄能灌,去掉了蓄热灌,只要太阳能有足够的热量,就蓄成冷。
由于制冷机本身还有一段排热,如果是在白天太阳最强的时候排,会影响到排热本身的效果,就建议做在需能灌里面,而在夜间把它散发到环境里面去,这三个不同的环路,驱动能耗、使用和排放都在最佳的工作状态之下进行,整个中间的过渡完全靠两个蓄能灌在进行,这样整个的效果发挥最佳,刚才我们看到曾先生的图纸,我们用须需能灌能避免整个设备的高峰和低谷。
后面的探索就是刚才说到的区别供冷三联供,在成熟的情况下,希望探索一个新的办法,建一个局部、小型的供热站或者是供冷站,把那些余热或者是集中起来置备出来,完全靠蓄能灌输送到不同的使用场合,提供到每家用户,只剩下一个比较简单的末端,而中间的管网就可以省略了,如果是长途运输经济代价太高了,整蓄能灌的技术目前刚刚在研发之中。
草草走一遍,如果各位有兴趣,邀请大家到上海我们示范楼里去参观,再次强调一下,因为离上海建筑科学院不远,有机会希望大家一起交流一下。
主持人:谢谢郭董事长给我们吹了很多的新风,山上、山下很不容易,特别是带来低用理论,就是低品位能源的有效利用的问题,同时是蓄热的问题,相当于可再生资源的利用技术问题,相当于围护结构是被动式节能,郭董谈的方向相当于是主动式节能,主动式节省和被动式建筑是建筑节能的两大组成部分,谢谢!
接下来,请贝莱特空调有限公司王金柱教授为我们介绍。
王金柱:大家好,因为时间比较短,所以准备这次交流的东西比较紧凑,只能把大概的观念性的东西讲出来。
在讲这个东西之前,有几个关键点,一个是贝莱特,另外一个讲一个五源热泵技术,利用海水、城市污水、土壤、地下水还有尾水,来做空调的冷热源,由于空调给建筑物提供制冷、制热系统,另外讲讲系统的效率,我们在这里关注不是主机的能效,因为作为任何一个空调的主机,基本的能效比在国内的厂家都差不多,我们就把这个概念引到系统能效比来,研究系统的节能技术,另外讲讲五源热泵系统的可靠性、节能性、经济性。
五源热泵技术,今天更多探讨是在建筑里面的应用,跟建筑节能仅仅联系在一起,但是我想说的五源热泵技术不仅仅是建筑的行业里面,在很多的工业里面节能减排也有很大的空间,希望做五源热泵空调系统的同仁,不一定把自己的眼光只放在建筑领域,也可以放在其他的领域,可能这个市场的前景更宽一点。
我想就这几个问题跟大家做一次交流。
贝莱特在德国开发区有自己的工业园,建筑面积是一千多亩地,厂房的建筑面积是25万平方米,投资是六个亿,现在一年的年收入在将近20亿的档次,出口是三个亿,全年工程的总额是50亿的样子,这是企业硬件的情况。
随着企业的发展,特别是近十年来,五源热泵技术的发展,确实给民族品牌空调企业带来非常好的一个机遇,因为这项技术的发展,确实使很多民族企业在研究系统技术、系统节能这条主线的引导之下,在某些程度上,跟国外品牌展开了激烈的市场竞争。而且他们都以系统技术作为一条主线,来进行参与市场节能减排的工作当中去。在这种情况下,贝莱特尤其最近七八年的历史里面,我们在水电热泵里面做了大量的工作,特别是2000年,贝莱特中央空调研究成立以后,我们进行了系统的研究,我们在中央空调研究院下面下设了六个所,一个是空调设备和末端设备研究所,分别在水源、土壤源、海水源、还有污水源成立了五个研究所,我们作为一个制造商,把自己的产品做精,把末端做精的同时加大对中央空调系统的研究,研究这几个空调系统的可靠、节能、经济性,展开研究初投资、运行成本是这样的。
成立这个所以后,确实给企业带来了非常大的变化,现在我们在国内几乎在水源、土壤源、污水源这样大项目都在全国最大的,我们都拿下了。以今年为例,今年我们在水源的最大的项目,是在北京市平谱区110万平米水源热泵项目,末端分成四个组团来实现,就是27万平方米左右是一个空调系统,集中为建筑物提供冷源和热源。
在全国比较大的两个项目,一个是山西国资委26平方米土壤源项目。室外采用是土壤源热泵,通过土壤热泵基础,山西国资委36万平方米的污水源热泵已经使用两年了,还有在南阳的住宅项目,这个小区26万平方米也采用了土壤源,采用的是地源热泵系统混合系统应用的功能、供暖的问题,所以贝莱特做了70多项,污水源做了100多项,其实做个制造商,做这样的项目,这个企业还是以系统项目做发展点,研究可靠性、经济性,对外网系统的把握,不管是这些项目,这个的外泵系统,海水整个的外泵系统,土壤换热器的系统,江水的整个系统,尾水系统、污水的整合系统,进入机房之后怎么处理,研究的是机房的节能可靠和经济性,然后在整个网络冬季的水温下,夏季的水文下,怎么和外网结合起来,为建设部提供能源热源,三者进行匹配起来,达到整体供能的问题。
我们在北京做的一个项目,30万平方米的集休闲、娱乐为一体的生态园,有广场式的洗浴、淋浴、游泳、客房、有500个座位大棚式娱乐、演唱的地方,还有羽毛球、网球等活动中心。另外一个是北京的国际花园,然后住宅末端采用的是地板采暖结合,冬天大部分时间用地板采暖实现供暖,因为冬天北方比较干燥,可能对空气的品质,干燥程度会好一点,所以采用了地板采暖投资,换来了住宅的舒适性。
(图示)这是沈阳的唯康医院,13万平方米已经使用了,这是在北方地区最大的民营医院。一个60岁、59岁,还有50多岁的三个兄弟,做药品批发的,最后投资建的医院,13万平方米的医院,完全用的是水源地泵的系统。
(图示)北京的王府医院。
(图示)新奥中原是50万平方米的公园,整个外网是水源和土壤源的系统互相切换,作为地平热源,通过水源热泵主机提供冷热源,这个项目使用了四年,在北京首都机场的东南方向有8公里,可能在05年的时候这个房子是卖3千多一平米,现在是8千多一平米。大家为什么使用水源热泵、海水源、污水源,我说句公道话,在中国做房地产公司,人家赚的是钱,具体用不用,是他的自由,“蓝天”对他没有诱惑力。但是为什么介绍这么多项目都是房地产公司再做。水源热泵的成本,每平米的造价不会超过200块,170、180块每平方米就做下来了,但是为什么用?在北京取暖费,采取燃气够路取暖了,四个月每平米30块钱的取暖费,这个小区怎么经营的呢,冬天是30块钱的取暖费,夏天是免费的,投资是一百多块的水平一平米的造价,所以才用了,现在的物业管理也很简单,因为实际的成本不会超过20多块一天,一个冬季,夏天四个月,冬天四个月运行的成本,每平米不会超过20块,所以收老百姓30块,物业公司的管理一平米能够赚几块钱,所以物业公司愿意投这个项目,在投这个项目的同时,使用水源热泵的机组,减少了用电、燃煤,不用燃气锅炉,节约了可再生资源,达到了节能环保,这是一个既定的事实,在中国尤其是在沈阳,包括在河北、天津等等,包括河南现在,包括山东,这些城市为什么使用这种空调系统呢?我觉得最关键初投资并不高,运行成本很低,还能炒作可再生资源,节能、环保的概念,然后还能赚钱,为什么不用呢?
而且国家还有补助,国家发改委有一个补助,建设部和财政部还有一个补助,每个省还有自己的补助,都是有文件的,为什么不用这个系统呢?所以来讲,这个系统不管好坏,房地产商能够使就说明有很大的价值,有用的道理。
这是陕西国资委的项目,30多万平米的项目,用得是污水源,这个污水不是经过污水处理厂以后的污水,是把原生态的污水直接引入机房,不管是生活的污水还是工业的污水,通过涵洞引入机房,通过泵把固态的东西分离了,浑浊的水进入污水混换热器跟主机换热,污水就换走了,是这样一个系统,这是一个原生态污水系统的应用问题,这是在国内一个最大的项目。
五源热泵就是我起的名字,什么是五源就是应用水源作为应用介质,土壤、海水、尾水一个介质,跟空调主机进行换热,所以叫五源热泵。
土壤源热泵很简单,就是室外有一个土壤换热器,是怎么组成?打孔,直径是16公分,孔和空之间的间距是3-6米,把管子下去,在江浙地区在负1.5米的地方,连接在一起,进入机房,这样叫土壤换热器,需要土地面积比较大,但是在我们接触的项目当中,有的地方是把土壤换热器施工在建筑物的地基下面,在地基下面进行施工,借助建筑外面的土地来实现。
比如说一万平米的办公楼,打150多孔左右,在我们这个地区就够了,占地面积是1500平米的面积,在这里面土壤源热泵我们在江浙地区的投资是怎样的?我想讲一下。
作为住宅项目,比如有一个十万平米的住宅项目,如果地质是以沙子黏土为主的地质,在江浙地区的初投资在180-220之间的造价,给建筑物又供冷又供暖。这个投资并不是很高,其实我感觉土壤源热泵的项目,如果投资是260元/平米也不算高,尤其是高层在设计当中建筑师很麻烦,考虑到有这么多室外机,还要考虑建筑外立面的简洁、漂亮,还要体现出楼房的档次,很艰苦、很累,有很多创意和构思,这个建筑物不是凹进去一块,就是凸进去一块,这个建筑物为了掩盖这个室外机给建筑物外观带来的麻烦,如果采用水源热泵的系统下,外立面很好设计,外立面充分的设计,减少成本10万平米,我相信不会超过2000块的,但是大家担心,初投资到底有多大我相信在江浙地区,冬天采暖需要的热量很小,在北方地区,尤其是北京、河北这些地方,每平米用这个功能不会超过8块钱,但是在江浙地区,供暖需要多,制冷少,我估计不会超过20块钱,所以这种空调技术为什么大家愿意用?第一个从风冷机组,不管是风冷模块也好,家用空调也好,户式中央空调也好,变压器到各个户,电线整个的投资是多少钱,你有室外机,为了建筑物外观整个建筑的造型,在建筑上花的钱又是多少,再加上空调的投资,跟我们这种空调投资,这样进行分析,我相信在初投资上,这种空调投资是最低的。
第二个问题,这种空调形式,运营成本比风冷的肯定低。风冷跟制冷比,肯定比风冷低,都知道制冷耗电,制热更耗电,水冷肯定比它省一半,在这种情况下,房产公司知道这种前景了,住宅投资肯定愿意用。
所以在全国现在起码有几千个房产公司采用了水源、污水源、海水源这样热泵源技术,不是为了“蓝天”,是为了既得利益,就说明这种空调在造价上、在成本上肯定会有好处的。
要注意哪些呢?我想简单说一下,今天看了,我们与会搞技术还比较少,所以就一带而过了。
其实这里面讲几点比较重要的话题,研究什么?刚才我们讲建筑节能,建筑节能一个就是墙体,一个就是玻璃等等等等节能的问题。但是有一点,你说保温好了,室内复合选择好了,主机就选小了,整个的建筑肯定节能,墙体保温好了,负荷就小了,肯定就节能。但是在现在的情况下,国家出了建筑规范以后,作为空调行业的人怎么谈节能?你就研究这个建筑物,研究部分负荷下,这个建筑物的需求是什么?现在在中国暖通唯一一个院士他的节能中心研究什么?研究建筑节能,从空调里研究就是建筑物动态的负荷到底怎样,根据真实的动态负荷选择一个合理的主机,有合理的外网,造价马上就下来了。所以我们就研究部分负荷下的机房节能效果到底是怎样的,这个时候才能研究系统的可靠性、技术性和节能性。
在满足室内性能的需求下,根据建筑物的需求的不同,主机合理了,正常了,整个的外网,不管是水源、海水源、需求就小了,整个造价就小了。
在这里面,你要研究初投资和原成本的关系,投资大,肯定成本低,找到一个平衡点是这个系统设计的主题。
我就讲到这里,谢谢大家!
主持人:谢谢王教授给我们提供了关于可再生资源里面很大一个部分,可再生资源提出了五源热泵,其实这里面涉及的就是一个技术性、经济性、地域性。最后一个非常重要,我们在研究和推广应用建筑节能技术的时候,一定要考虑关联性,就是相关行业、相关产业、相关部品之间的节能的效果,真的是感谢王教授所做的精彩报告。接下来有请北京振利高新技术有限公司董事长黄振利,为我们做外墙外保温十大技术理论探索与实践的报告,大家欢迎!
黄振利:非常高兴,大会组委会又一次给我自我批评的机会。
外墙外保温实践了十几年,走了很多弯路,碰了很多丁字,摔了很多跟头,也长了很多教训。我今天跟大家汇报这些是属于一隅之见、一家之言,有很多和同行们的看法是相左的,但是我就这里面的教训给大家共享。
主要是讲走麦城的事,但是我很高兴,我能知道自己有多少错误,过去走了多少弯路。
我自己总结刚才外保温这些方面的过程当中,我感觉到了纯自然科学的东西是没有的,如果说能够总结出这么多的教训,能够解剖自己的过去一些缺点和错误,给社会构成了一些问题,给建筑节能带来了一些伤害,这个社会科学辩证的认识自己是不可缺少的。
所以我从这十大技术的研究过程当中,探索自己的问题的过程当中,我感觉到一个企业、一个人,要认识一些东西,有两句话是不能够偏废的,一个叫做“壁立千仞无欲则刚,一句话叫“海纳百川有容乃大”,技术个发展是一个不断修正自己的过程,不断否定自己的过程。首先说,我们对保温层的构造位置,对建筑节能的内在的一些关系,我感觉到我们目前所有的标准、所有的验收规范,和相关的图集等等,都规定了我们墙体的热阻、窗墙比规定都很清楚,这都是属于强制性的条文,但是很少有哪个标准提出来,保温层的构造位置对建筑节能运能的影响,对建筑结构寿命的影响,对建筑结构安定性的影响,我们在建筑节能的发展过程当中,对于这个研究目前还是缺少的。
我们做了这些基础研究,对墙壁保温层,内保温、外保温,自保温,给大家出了这么几个图,这几个图,是有限拆分法计算出了,就是保温层在不同的位置对建筑结构形成了温度场,这个温度差在这样的温度场状况下产生的温度应力,对建筑结构产生的影响,使建筑结构的寿命发生怎么样一个状况?比如说初挑(同音)构造,外保温很好,使结构很稳定,但是初挑构造不保温的时候,这也做了一些计算,举个例子,上个月在北京见了北京节能建筑最高的一个小区,是80%,这个工程在北京事从造价来说,从节能标准来说,综合情况是最好的,但是这也是我们开设出的墙体方案,但是我们没有参与设计,就这个保温做的非常好的时候,工程完工两年多了,每平米卖到2万多块钱,卖的很高,因为总体的设计水平、节能标准、综合技术应用都是很好的。现在发现了什么问题?就是外保温做的很好,但是外面的非保温构造,变形和保温的墙体变形不一直,这么好的保温层结构基本上不受室外的影响,冬天、夏天的结构温度变化很小,那么温度结构应力就会很小,但是外面的非保温结构,还有屋架画架梁,画架梁和结构的连接产生的变形,引发了外墙外保温对画架梁的破坏,我们做了实地的勘察,从计算的数据和实地勘察的情况还是一样的,所以对做了彻底的外保温的概念需要调整,原来我们认为这个小区外保温做的非常彻底,也就是说我们最新的、最好的,北京市“三不节能”,还要高于北京市“节能标准的建筑,仍然在保温层的构造位置上有待发展和有待认识的问题。
我们通过“三不节能”计算这些应力图,可以清楚的感觉出来,就是我们对于外墙墙体节能的构造,不能光去研究墙体构造,一定要考虑到保温层对结构产生什么样的硬度状况,影响了各个部位温度应力的分布,为这个事情我们和清华一块搞了一个计算软件,解决一下有太阳辐射的时候,建筑结构做了什么样的保温层、什么样的结构,会出现怎么样一个温度分布?这个温度分布在建筑的每一个部分,温度分布状态,以及产生应力的状态,我们感觉到建筑节能的深入发展,需要我们进一步对保温层、构造位置、对建筑结构运动状态影响的问题需要基础的研究。这是我要给大家介绍的第一个问题,就是我们在这方面虽然也在努力的实践,但是实践当中很难不出问题,我们做的最好的节能建筑都出了一些问题,就是外墙外保温做得再好、再认真、再细致,仍然还有一些问题,我们现在说做完善的工程,没有问题的工程,什么东西遗憾都没有,感觉非常的圆满,可以抱歉的跟大家说,振利公司没有做到,到现在为止也没有做到这个工程做完了十全十美,完成心满意足的工程。
第二个是柔性释放应力技术路线。我们知道了保温层对建筑结构产生那样的温度分布结构,会出现温度应力的产生,那么这些温度应力怎么解决,唯一的办法就是释放应力,怎么释放?就是柔性释放,柔性释放应力的办法就是一个逐层释放,不能一下子把所有的应力通过一个办法,一个理想措施就彻底释放的很干净,因为产生应力的原因和材料的构成以及结构的状态都是不相同的。再一个就是变形速度差,是引发空鼓裂的原因,产生裂缝是我们在分析温度应力的过程当中大家得到共识的思路,我们怎么样来解决相连材料变形速度差,所引发了两层材料截面柱产生的热应力。
再一个给大家介绍一下,我们认为是一个相变破坏是对保温体系寿命影响一个重要因素,我们有很多人不承受新的相变破坏,认为外保温做完了以后,水的相变对外保温没有什么破坏,实际上不是这样的,水的业态的变化,不管是南方、北方都要发生,只不过是发生的形态不完全一样而已,我们通过建筑物对温度和湿度两个条件的影响,出现了结构的现象,我们做了基本的分析,给大家带的一本书当中也说到了一部分,关于露点位置的分析,各种不同的保温材料和墙体材料水分迁移过程当中,一些规律性的问题。
外保温的挤塑板、发泡板他们分别的露点位置是怎么迁移的?是怎么样变化的?在什么样的情况下,出现气态跟液态水的相变的破坏,这是大家从表上可以查出来的,我们也可以计算出来的。
要想解决这个问题,要把建筑外保温的构造层设计成能够有阻止液态水进入的构造,能够设计成允许气态水排出的构造,这个是不同气侯区只要有温差和湿度发生的地区都要注意的问题,所以给挤塑板提出了不适合做直接上面做薄抹灰和挤塑板外报面不适合直接做导热系数比较高的面砖,挤塑板的不透气性,导致它可能在应付水的相变过程当中,不管开头挤塑板多坚实,所以我们在挤塑板的改造,要把不透气性、尺寸不稳定性的缺点改造过来,一个是挤塑板我们在使用过程当中,不允许超过450×600,不能大,块大了以后,尺寸的稳定性带来了不好克服的问题,我们都知道,挤塑板的年限一般都是在不小于1%,2%-3%,如果是在1%的时候,一米就是一公分,如果一米又有一公分的尺寸不一定,外面固定住以后,底下还有一个很大的尺寸不稳定的变化,就会出现很多问题。
所以我们首先就是把挤塑板,我们在自己的工程当中,做了大量的挤塑板工程,就是不允许它扩大,第二一个就是挤塑板必须拉开板缝,必须加两个透气孔,提高整体的透气性,表面挤塑板的导热系数很小,不能跟导热系数比较大的砂浆直接接触,加上一公分半左右的过渡层,使它透气性和导热系数相邻材料的剪切力能够有比较好的过渡,以及防止水的相变,直接大量的水集合在挤塑板的表面。
我们对挤塑板的使用,在使用过程当中,这是对挤塑板扩大使用空间,能够让它上墙,这是一个非常重要的技术措施。
再就是风压,我们对风压的问题,主要考虑就是要消灭空腔,空腔的做法是我们做了历次工程当中,感觉到睡不着觉一个做法,目前空腔不可控,已经成为全国各省一个主要矛盾,这里有几个片子,可以看到,凡是空调系统不可控,是从什么时候发现?是出了问题才发现。
(图示)一个叫火灾燃烧的时候,这个占地面积不到10%,这个面积不到5%,这个占地面积更小了,因为墙体不平整,用两层板合起来,综合起来占地面积就更小了。
所以我们对空腔的这块构造,感觉到如果我们能够把空腔问题控制住,将要采取空腔构造,或者是小空腔或者是闭合空腔构造,再一个是关于保温和隔热,我们感觉到不管是南方和北方,保温和隔热的原理都是一样的,只不过是热的运动方向相反,我们所遇到的问题,从材料科学上,谁都是逃不去这些东西的。它的共性问题都是热,它的个性问题就是热的运动方向问题。因为都是热,所以我们所面临的这些问题,不管是热应力还是水,还是火,还是风压、还是地震,这五种自然破坏力都是要面临的,所以所面临的破坏力都是一样。
我们做了一些实际测试,感觉到做节能的根本手段就是要保证结构温度稳定,结构温度不稳定,节能就是一句空话,所有先进的节能技术,不管是低品位节能技术还是将来的各种综合技术的发展,都离不开结构温度的稳定,控制结构温度是墙体节能一个根本出路,只要把结构温度忽略不计的时候,带来的危害是无穷的,在将来的节能道路上健康发展是一句空话。
所以解决结构温度的稳定这是一个很重要的思路,就是窑洞的一些基本理念,要使我们的结构温度稳定下来。
所以我们前一段时间我们厅里有人介绍,内保温要比外保温启动能耗要少,这个也是根本就不可能的事情。没有这种可能性,我们外保温把结构温度稳定了,一年四季用不着什么时候你重新启动加热墙体,所以结构温度控制住以后,根本不需要有很多的能源去调整温度,外保温做完了,冬天室内温度不会变化很大,夏天外保温做的很好的时候,室内空气温度不会有很大的温度变化的,除非你开窗、开门,很长时间不住,室内室外温度都是一样的,这个外保温就没有起作用了。
所以在这点上,我们感觉到作为建筑节能的一些基础的研究,我们也是希望能够有各种预案,各样的技术来同时发展,外保温、内保温、加权保温、自保温都要综合发展,各有各的优点,但是归根到底要是想今后节能能够有一个长远的发展,能够使太阳能技术、水源热泵,各种各样非一次性能源的技术能够得到使用和发展,外保温做的越好,给这些低品位能源的发展空间就越大。
防火的问题大家都提到了,我感觉到外保温防火,墙体保温材料防火,高层主要考虑竖向的火灾的垂直蔓延方向,防止火源垂直蔓延传播,垂直建筑主要考虑水平的蔓延和传播,外墙外保温火源主要是在外墙外保温的施工阶段,这点一会儿季工要说,我就说到这里,目前感觉到凡是构成灾害,基本上都是形成空腔的,发生火灾的原因基本上电器焊,基本上是低品位造成灾害,构成缺失是防火的一个主要问题,我们跟建科院和清华几个单位,共同完成建设部关于外保温防火等级划分及适用温度的课题,通过了两年左右的时间,积累了一百万左右的数据,最后得出这么一个表,这张表就是我们对火灾经过这么多试验,一百多万数据分类、归纳出这么一个表,这个表已经被很多省开始在他们的技术规程和图集当中开始使用了。
关于面砖这块就不想说了,因为很多人都谈到面砖问题了,我感觉到归根到底就是一个热应力,很多人把面砖的问题,说的比较透,但是我感觉到就是面砖的脱落并不是因为面砖沉了,块大了,面砖粘贴强度不够了,粘贴力过低了,不是因为这些东西,面砖主要出现的问题,就是面砖自身的热应力、膨胀、热胀冷缩,热胀的时候怎么来考虑面砖胀和缩来平衡破坏力,以及怎么来满足要求,这是我们解决面砖一个非常重要的思路。
如果要想把产生的锈蚀的问题,能够再延长50年以后,每平米的镀锌量能够达到150克,现在是120克,是目前25年质量保证期一个下限。
(图示)我们感觉到,网格布贴面砖,我们也贴过,网格布贴面砖后来通过工程把自己否定掉了,我们网格布上面是不能贴面砖的,不能贴面砖的主要理由有这么几条,一个是网格布在受压的过程当中,强度会损失很多,网格布是玻璃纤维,拉出丝以后,编制出来的,我们现在送到检测单位送的网格布,都是没有折压过的网格布,从表层取下来,直径比较大的时候取下来,不是取卷心,而且我们送的网格布都不是运输过程当中,是平堆平码叠压下来的网格布,谁都不能把堆压过的网格布送检,这样肯定不合格,有的生产厂家的网格布是很脆的,一拉就折了,所以我们发现有很多的网格布,大面积的墙面把网格布连面砖一块大面积的脱落了,就是因为网格布受折压的时候不可控造成的。刚才给大家提出的关于水的相变,我们发现所有的墙体,所有的保温层,只要是贴面砖,露点肯定是在面砖里面,所以贴了面砖的工程,面砖里面没有一个工程水的变化全都存在的,大量的水的变化,水的气态、液态,没有炼就结露,这个网格布的耐久的时间是很难得到保证的,再一个是网格布的隔离层,网格布跟水泥砂浆的黏结不好,大量的问题,我们认为网格布贴面砖是应该被禁止的,“144”、“149”行业标准讨论的时候,我参加几次了,我是坚决不同意网格布贴面砖的,我在钢丝网上贴面砖心里还不踏实了。我在郑州一次会议上我就说,我说网格布上贴面砖让外国人去贴,只要是中国国家的工程上,我们不要贴,让外国贴,外国的建筑物低,都是别墅,掉下来没有事,而且很少有人。
所以我在贴面砖这块,一个很重要就是受力计算,需要有多厚的柔性砂浆来卸下这个荷载,这是一个追求的构造层,如果面砖这么多热胀冷缩变形很多,底下柔性的构造层很薄,消纳这么大的应力是非常困难的,所以我们计算了一下,如果说面砖的释放应力能够释放比较充分,抗裂砂浆的厚度应该不小于8毫米,8-12毫米之间的厚度是比较适合释放面砖的剪切应力,我们认为保温层,对建筑结构的温度应力的影响,外墙外保温使墙体的年温差应力是两个兆帕,内保温是13.5个兆帕,外墙外保温每年是17.2兆帕,年温度应力在17.2个兆帕的时候,如果能够很安全把这个应力释放出来,最小的柔性砂浆的构造层不能小于8毫米,这是我们对厚度的计算。这个计算我们也是用几种方法来计算的,能够计算最大的应力、释放的状态,怎么样能够满足砂浆厚度?
我给大家提供的材料主要就是从这几处给大家介绍。
最后,给大家提醒一下,贴面砖原来做了很多45度倒角的面砖,非常漂亮,但是后来发现,凡是倒角的面砖都是容易进水的构造,从去年开始,我们就不允许外墙外保温再做倒角了,一定能够买来不等边的角砖,如果没有不等边的角砖,大面压小面,上面压下面,合理排面砖互相的构造。
我们对这些方面的问题还有很多教训。我刚刚说这些东西,可以这么简单地说一句话,就是我刚才说的东西都是我做了坏事的结果,我没有做这么多坏事,没有这么多发言权。后来我说,这个人是老医生,什么叫老医生?就是在他手下死得人多。为什么知道我?因为我干的坏事多,我做的工程出的事故多,最后找出教训。
总而言之,我们今天给大会带来的这本书叫《外墙外保温技术探索》这是一个讨论稿,这是这几年有几个人在整理一下,我们准备明年上半年正式出这本书,希望大家给出批评和参加编写,我们认为外墙外保温你摔的跟头我再补充两个,我也摔过跟头,我希望大家共同把我们所走的麦城让大家能够长点教训,谢谢大家!
主持人:黄教授是我国著名的建筑节能的专家,焦粉聚苯颗粒风靡全国,今天我们听到了一个非常伟大的声音,我们从欧洲到北方,到南方,其实我们南方人更应该思索我们现在所采用的一些技术或者是成功的经验、失败的教训,比如说像保温、隔热,到底什么是保温、隔热?我记得我在04年在部里面一次讨论会的时候,提出保温隔热是两个概念,很多同志不接受,我觉得像这些问题,我们还是有待进一步研究跟探索。以便于我们整个全国的建筑节能工作不因南北差异而产生差异。
时间关系,因为我们每位专家都是非常丰富的材料,不是讲10分钟、20分钟、30分钟能够结束,所以时间一拖再拖我也不好意思抢时间。接下来下一位同志介绍完了以后休息。
接下来请浙江大学建设设计研究院王静华教授为我们介绍太阳能热水器与建筑一体化技术,大家欢迎!
王静华:谢谢主持人,谢谢各位。
能够给我这个机会,我今天介绍的题目是太阳能热水器与建筑一体化,是现在比较热的一个问题。前面我比较简单带一下,因为这个事情是从我们国家06年《可再生能源法》颁布的时候提出的,在座可能有浙江省企业的,浙江省建筑强制执行。
(图示)从我们国家的太阳能分布,这张图可能有的人已经看到过,里面比较深色的图案是表示太阳能的资源是比较丰富的,相对浅的资源少一点,从这张图上大家不难发现,我们国家在青藏高原这带很多,但是这一带是人口相对比较稀少的地区,在经济相对比较发达的沿海地区,包括浙江省,太阳能资源是第三类地区,这样的资源情况,一般也是属于可利用阶段,也是有价值的,华北地区是比较好的。
这样的情况下,如何利用太阳能资源?这是给我们的一个命题。这里每年有多少个太阳能热量和太阳能的时间,这里不再仔细讲了。
从太阳能利用的概念上来讲,我们现在太阳能利用有两个方面,一个是光伏,一个是光热,实际上光伏就是拿太阳能发电,光伏系统的利用是太阳能系统未来发展的方向,刚才有很多人谈到“高品位”能源和“低品位”能源的问题,光伏就是利用光伏转化为电,是高品位能源,可以拿电来做任何事情,从家庭来说,可以做家庭小动力,冰箱、洗衣机、电视,可以照明,也可以炊事,有电什么事都可以干,偏偏这个问题也有个矛盾,什么矛盾?目前太阳能光伏的转换率只有8-10%,什么概念?也就是说目前的研究水平还没有达到这样一个可以打规模应用的水平,在这样的情况下,投入产出严重不成比例,现在有一个说法,15年的生命周期,30年的回收周期,在这样的情况下面,是不是可以大力发展呢?说明应用本身不通过国家的补贴是有问题的,大家可能要说,我们国家现在像尚德几百亿一年年产量的光伏板在生产,但是这个这是我们向国外输出,我们是在出卖我们的资源,留下了污染,为什么?因为他们这些国家,有很好的政府补贴,他们利用可再生能源,他们减排了二氧化碳,当然他有更清洁的空气,这个是很无奈的。说到这点,我们不是要否定光伏,随着转换率高起来,光伏肯定是我们发展的重点,光热是一个很好的选择,因为光热现在转化率已经达到60%,这样的转化率是有经济价值的,可以投入产出成比例,投下去的的钱三到五年可以回收回来,现在我们国家光热板的生产是全球最大,而且这个行业基本上是自发的,国家的补贴很少,当然现在我们国家重视这个事情,可再生能源法出来了,各地都有强制性的法规,我听说江苏省、山东、深圳还有很多城市、很多省份都可以开始做这个事情了。
太阳能我们说,实际上我们国家从1978年就开始,从太阳能集热器来说,有平板式的,有真空管式,有热管式等等各种各样形式,这里不多讲了,今天要探讨的问题,太阳能集热器的研究已经充分了,现在我们的重点就放在如何提高太阳能热水系统的系统效率?为什么这么说?所以名字要改过来,我们不要再叫成太阳能热水器,我希望大家以后理解成把它做成太阳能热水系统,我们大家再去太阳能热水系统的系统效率,以及太阳能热水系统如何跟建筑结合?来关注这么一个问题,当然并不是不需要关注集热器本身的效率,我们更应该关注系统效率。
这里有很多开发商、老总,你们可能抵触最不愿意看到,就是太阳能集热器的屋面板对建筑本身的外形构成了很大的影响,有的小区做的非常漂亮,老百姓自发的装不让装,因为会破坏景观,但是这个集热器是不是一个累赘,就需要建筑师和房产开发商动脑筋,把这个事情解决掉。
太阳能系统我们说是一个互动的技术手段,也就是说太阳能系统的安装,现在有几个条件,第一从技术上来说,不能破坏保温和防水隔热,还有一个太阳能热水器的安装现在提出两个问题,从形式上来说,我们有好几种安装,有屋面安装,还有墙面安装,屋面安装分为平屋面安装和坡屋面安装。
(图示)这是屋面安装中的坡屋面安装,我们认为这样的安装,这里有国内的例子,也有国外的例子,现在我们要谈问题一个是集热器本身跟屋面比例的关系推敲是不是很细,这样一个做法,基本上和结合得比较好的按。
(图示)这是一个排屋,它跟建筑之间的关系,大家没感觉它在屋面上面形成很大的累赘,这个是国外的安装,上面这两个都是在优砖瓦屋面上安装,比例关系都是推敲很精细,这个是稍微做的粗糙一点,这个跟建筑之间的关系也做的比较好。
(图示)这个也是屋面安装,这个是整个立面上的安装,这个是在北欧国家整个屋面的安装,这个是国外用得最多是平板式的安装。
这里讲几个节点,这个是屋面安装的几种类型,这个是铺设在屋面上的安装,因为现在比较强调的,太阳能热水器的安装不能破坏防水、保温、隔热、结构功能,在这种情况下面,现在有各式各样的安装,在很多种的安装,但是现在我们比较推崇的方式还是贴近屋面的安装比较好。首先这个屋面不能完成了,留出节点以后再安装,屋面的放火、保温、建筑结构都不破坏掉,这样的安装我认为相对比较可靠的。
(图示)这是开路式的安装,我们现在不太赞成,把它做到成个中间去,你可以在檐口边上做,主要是防止防水工程破坏,因为屋面漏水是非常重要的问题。
因为时间的关系,下面谈一下平屋面的安装,大部分平屋面的安装是和建筑维护包起来的概念。(图示)可能在对面的房子做电梯到10楼以上,才可以看到,坡屋面是展出来的,尤其在南方地区我们比较关注的是,节点本身的功能构造,包括保温层、防水层,都要上去,像这种保温层跟上去,这种做法保温层不跟上去的,保温层不跟上的话,这个地区会形成热水桥(同音),不能说太阳能做了以后,节点构造就是对保温功能发生影响。
讲一下墙面安装,墙面安装是解决屋面不整的一个有效手段,因为屋面资源有限,同样一个多层的房子,一梯两户,如果是六层楼,对应是12户,如果是18层楼就是36户,要增加好几倍,这个是一个很现实的问题,太阳能热水器的安装位置可以有多种多样的,我们可以在阳台上安装,可以在墙面上安装,可以在空调机隔板的外墙安装,这个都是有照片的,不是凭空画出来的。
做墙面安装中间,我希望大家注意一个问题,墙面安装是受限制的,墙面安装本身受建筑物间距的限制,太阳能热水器的墙面安装,不能因为要安装太阳能热水器而要求建筑物间距拉开,这做法是本末倒置,如果都是六层的房子,六层和的层的建筑,我们算了一下,在16米这么一个间距的情况下面,在浙江省基本上如果太阳能热水器讲冬至这天要有四小时日照的情况下,第一层安装是不能符合要求的,如果是正常规划节点下怎么办?这个尽管第二层是勉强满足了,我不赞成在下面一、二层做,尤其是在南方地区,太阳能资源的分布是很不平衡,为什么?道理非常简单,我们这个地方做太阳能热水系统,到了冬天冷水温度特别低,夏天冷水温度高起来了,温度变低了,我们洗澡热水的温度都同样,在这种情况下面,冬天所需要的热量比夏天多得多,但是我们的太阳辐射正好是倒过来的,冬天的太阳的辐射量特别少。在这种情况下面,夏天的热量特别多,而且夏天的热量是扔掉了,冬天的热量是不够的,这种情况下面我建议大家做的时候要注意这方面的问题。我们一般做春秋天,太阳能是一种不可控、低密度的能源,这个能源不能靠它吃饭,只能靠它节能,这是我们的观点。
做了太阳能以后没有辅助能源是不对的,必须要有辅助能源,尤其是对城市住宅,本身热水供应的安全是很重要的,并不是今天有太阳就洗,没有太阳就不洗,这个系统本身就不可靠,也不安全,而且辐射的加热能力要求是百分之百,这个不矛盾,只要看太阳能热水器全年给我们节约多少能源就好了,至于家里面加热器开了多少时间,这个是在其次。
这个是立面的阳台栏板安装,这个就是我们做了几个图。我给大家要强调讲一下,这是我们在立面空调机隔板的安装,这是一个先例。这里有一个空调隔板,这个是集热管,说明这样做是可以的,对建筑立面不影响,我希望开发商不要把它当成累赘,这是一个很好的生态的方法。
(图示)这是我们做的一个节点。
(图示)这是我们在立面安装。
(图示)这个是空调机隔板的安装。
第二个大问题,如何与内部的水系统相结合?现在我们看到太阳能热水器大部分都是这种形式,这种形式叫整体非腾压式,这样的系统对上层几户人家的水压是有问题的,热水水压下来两到三米,现在的冷水都是用变频调速送上来的,这样我们冷水、热水调温会调不好,这种规范中间要求,不能超过两米水柱差距,这样系统我们现在认为是不太好的,不太符合我们相对比较高的要求,现在淋浴水平越来越高,里面的流道就特别复杂,像这种情况下,水都出不来。
基于这样的情况,我们编制规范现在提出来有几种形式,一种是集中集热,最常用是分布式的太阳能热水器,还有一种集中集热分户储热,分户储热的热水器就是这样的,这个是比较先进的,但是你看管路很短。基于这点,现在开发商正推崇,也是最喜欢做的,叫集中集热分户储热,储车水箱放在业主家里的,把热水交换出来,这样的系统开发商非常欢迎,如果做成完全的东西,开发商要收税费的,要实行严格的管理,集热器无非是通过一个换热装置把水换进去,里面当然有技术问题,比如说水的均衡问题,热量倒流问题都会有问题出现,系统本身有优缺点,但是这样的系统本身要有好处,一个最大的好处集热器共享可以极大的提高系统的效率,为什么可以这么讲?我们用热水对整个单元而言,或者是一栋楼而言是一个随机的现象,就是说随机的群体越大,均衡度越好。说的通俗一点,就是说这里6层楼,12户人家,有可能今天这户人家来的客人,用水量特别大,隔壁这户人家出差去了,如果分开的话,用不完还是用不完的,要用的人呢反而不够用的,还有多层和高层的系统,这个系统仔细讲今天的时间不够了,因为我们有承压式和非承压式的。
还有集中集热分布在集中系统,这种系统就是以单元楼栋为单元的,这样的系统现在一般的开发商不愿意用,因为这个牵涉到水费收取的问题。
我们浙江省是一个能源、资源急剧缺乏,但是资源需求量很大的省份,太阳能热水器的使用是一个很好的补充,第二个太阳能热水器与建筑的一体化必须要推广这么一个系统。墙面安装是解决高层建筑屋面不足、屋面至下层管线过长的一个非常有效的途径,谢谢大家!
主持人:谢谢王静华教授给我们提供了宝贵的信息,也给我们提供了时间空间。
太阳能建筑一体化其实我们已经从这个概念提出到今天不是三年、五年的时间了,已经很长了,原来一直把太阳能建筑一体化集中考虑的是这个集热器到底搁在哪里?现在提出一个新的概念,或者是新的研究方向,要解决集热器的位置问题,内外结合,我想太阳能建筑一体化技术可能会走向一个新的领域,谢谢王静华教授。
接下来请上海拉法基石膏建材有限公司技术总监刘悦,为我们介绍拉法基复合保温石膏板内保温系统。
刘悦:谢谢大家,经过一个下午非常疲惫的聆听,我在这边希望介绍一些新的东西。我在这里介绍是拉法基,主要是从欧洲、法国引进的外墙内保温系统。
在介绍之前,我给大家介绍一下在国外住宅当中的一些应用。
首先来看一下,它的系统的组成。作为内保温来讲,我们目前并不是一个非常主流的保温方式,但是在很多国家当中应用,其实还是得到了一个比较广泛的使用,可以看基层的墙体是混凝土或者是砖墙,在使用的时候,会用到粘接膏,粘接剂,我们最主要的产品就是复合保温石膏板,是工业化生产一个产品,是是由EPS或者是XPS在工厂里复合以后在工地现场通过简单的粘贴的方式安装。
可以看到我们粘贴方式跟外保温有非常大的不同,因为整体的粘接的面积是30%,内保温因为使用环境比较温和,一般30% 就可以完全达到强度的要求。
(图示)这是我们几个主要的产品。第一个就是粘结剂,和复合保温,后面罗列这四种材料是我们在不同的接通部位用到的辅助的材料。
除了在国外项目的应用当中,我们来看一下市场份额的变化。(图示)在法国在内保温占到整个保温市场96%的市场份额,在英国、日本和韩国,同样也是内保温占主导地位这样一个局面。也是根据每个国家的具体的情况,有些不同,在这些欧洲的发达国家里面,内保温占到一个比较大的主导。
(图示)这是我们在拉法基法国工厂随意拍摄的一些图片,可以看到从仓库、物流也好,在法国像内保温、复合保温板,系统走得是零售的渠道,销售就像我们的石膏板在国内的销售一样,通过一些装饰公司就可以完成保温的施工和安装。
我们在引进这个系统的时候,参考了这样两个主要的标准,第一个是复合保温板的欧洲标准,第二个是粘结剂的欧洲标准,这两个标准在欧洲沿用了很多年,目前在欧洲内保温的项目已经将近40年,可以看一下具体的安装。
首先保温板在运送到工地以后,按照一定的墙的长度直接切割,切割完了以后用这样的粘结剂直接粘到墙上,这个系统最大的特点就是强调了安装上的方便,施工速度快、简单,不需要过多的施工步骤。
这里有一个年老体衰的工人,接近退休年龄,但是他一个人就可以进行内保温的安装,而且施工速度也是非常快,一张板将近三个平米,给他安装只需要十几分钟就可以安装完结。
在英国同样也是内保温占了很重要的一个地位,可以看到在英国的话,这种粘结剂是由工人先布置在墙上,布置完了以后,用靠尺轻轻的靠平,通过这三个步骤就可以完成内保温的安装。
在日本同样也是在石膏板和本板的内保温系统为主。
这个图片要说明安装方法,因为板材是需要切割的按照现场的实际情况,我们这里使用的切割工具就是美工刀或者是小的锯子,没有任何的其他工具就可以完成板材的切割。
这是个在韩国,也有很多类似于我们国家的高层住宅,目前在韩国的话,基本上都是用到了这样的内保温系统。
(图示)内保温系统在国外也被大量的应用,主要有这样几个方面的外部因素,第一个是外立面,尤其是在法国或者是欧洲国家,很多建筑物外立面非常漂亮,这种情况下,需要使用内保温来达到保温作用。
第二个是高层建筑,现在目前越来越多,考虑到一些贴瓷砖也好,很多国内的开发商大家也有这种忧患意识,尽可能考虑从内保温的方面来解决这个问题。
内保温在国外大范围使用,我们把它归结为这样几个方面,第一个是非常高的安全性,因为在安装当中,因为是室内使用,渗水或者是一些外墙的因素也不会对内保温产生一定的威胁。
第二个就是比较低的一个维护成本,因为以后在实际使用当中一个环境是非常温和的,所以在使用的过程中间,相对来说维护成本会比较稳定一些。
第三个是使用环境,其实跟使用环境是有很大的关系,因为在室内温差都是在20度以内的情况下,相对来说使命寿命也会延长。
其次还有一个变温方式,因为在北方是一个缺点,因为保温材料用在里面的话,可能一些热度性指标等等会相应低一些,但是这些长江沿岸或者是夏热冬冷地区是一个优势,因为是采用了间歇性采暖的方式。这是我们对内保温的几个总结。
再来看一下,从系统方面它的优势。(图示)作为拉法基来讲,我们是非常强调它的安装的速度,包括它的工业化的生产,因为安装的速度直接跟开发商的利益形成了一个非常大的推动,第二个就是工业化的生产,因为在国内,尤其在中国,偷工减料或者是以次充好的现象比较多,如果大量的材料都是在工厂里做好,现场偷工减料的环节非常少,如果这样做,可以最大程度保证工程质量的实施,还有一个最大的优点就是表面的平整度,因为在这个材料的最外面是石膏板,做完以后墙体的平整度是很高的,作为这个系统来讲,它的表面平整度比传统的水泥砂浆的粉刷平整很多,整个的施工质量可以得到一个很好的体现。
复合保温的石膏板系统,我们在国内推广三年多以来,也做了不少的工程,具体可以来看一下。
我们在重庆做过一个“重庆天地”这个项目在去年年底已经全部完成,建筑面积是6万平米,在四川地区还做了一些项目,都是当地一些比较重要、高档的住宅。
在成都我们也做了一个非常大型的项目,天和凯旋城,这个项目是在一年多以前完成的,建筑面积达到十多万平米。我们在可万科也签订了一个华东地区的战略合作协议,整个的华东地区做了很多的项目。
(图示)这是在苏州做的万科金色家园的工程项目,也是在今年上半年完成的。
(图示)这是武汉天地项目,这是局部的处理都是按照设计要求做到的。
(图示)上海。上海的泰兴家园,一期已经在去年年底完成,目前正在二期的施工当中,它也是在上海市中心一个比较高档的住宅小区。
(图示)这是我们在施工的工地现场拍摄的,这两张照片是在施工当中拍的,可以看到,一般的概念当中,如果做保温的话,施工现场应该是非常零乱或者是比较脏的,但是可以看到这个保温在做的时候,整个现场非常干净、整洁而且是干作业的一个环境。
(图示)这张图片为了回应很多的客户,包括开发商或者是设计师对内保温系统的缺点做的一个样本,在这几张图片当中可以看到有很多的节点都可以反映出来,比如说在墙上要挂一个东西,这些东西都是在内保温的墙面上来完成的,其实不同的结构和荷载有不同的安装方式,目前来说完全可以满足到这些普通设计上的要求。
在上海我们还做了很多的高档的别墅项目。(图示)通过下面几张照片可以很清楚看到施工的过程。
这些都是一些别墅的照片。
(图示)这是天津开始做的项目,这个图片是当时在样板房施工的时候拍摄的,我们在做室内保温的时候,第一张图片是一个粘接膏的布置,第二张图片就是保温板上墙一个过程,跟我们前面看到的这些工程一样,它的特点就是快;第二个就是比较简单、干净。
(图示)这是一个在厨房潮湿区域用到的保温板,在室内贴完以后,墙上还可以贴瓷砖等等的处理方式。
(图示)这是一个卧室的部分。从这里可以看到,它在一个外墙的靠山墙的地方,整个的外墙都是用到了内保温系统,它的窗台,包括一个高分子的窗台都是装在保温层上面,作为内装饰来说,内保温不会对室内装修造成额外的负担或者是困难。
(图示)这是淋浴房里面,在瓷砖背后也是用到了复合保温钢板。
(图示)不同的场景,客厅也好或者是厨房、餐厅也好,都可以使用这样的设备,这两张图片是整个安装的背景,从上板到完成面以后的效果,最后可以看到墙体的颜色非常的柔和,说明平整度非常好,这也是通常的水泥砂浆很难达到一个效果。
目前内保温系统已经推出一些国家的图集,比如说这《公共建筑的图集》是夏热冬冷地区的图集问题,我们也在上海当地做了这么一份推荐性的图集。
作为内保温来讲,大家最关心还是系统的确定,第一个是热桥,比如说有楼板的地方会通过楼板来流失掉热量,或者是丁字墙的地方,也会产生一定的热桥损失,其实在这些部位有一定的处理方式,可以通过热桥延伸的方式来解决这样的问题,这张图主要表现是在丁字墙的地方用比较薄的材料坐在这个地方,同时跟水泥砂浆的厚度接平,来达到消除热桥的作用,包括在楼板部位,现在国内的住宅楼盘很多都是精装修,我们在设计的时候跟设计师做一个交流,建议他们在一些窗帘部位或者等等这样一些类似的地方,做一些吊顶上的天花板上面的保温的延伸,同样也可以起到消除热桥的作用。
还有一个挂重,前面看的图片主要是告诉大家怎么做上去,但是具体的方法没有说太具体,但是我这边有几种不同的工具,或者是挂件,通过不同的挂件,比如说轻型的挂件可以直接装在保温板上,比如一些重的,比如说橱柜,可以用到一些比较大型的锚拴,固定在基层上面,达到一种的承重的作用,这个根据不同的荷载来解决的方案。
其次有不同小的节点,或者是插座、移位、钩子等等。
我就说这些。
主持人:下面有请中国建筑科学研究演上海分院总工程师苑麒演讲。
苑麒:谢谢大家。关于节能建筑外墙保温系统抗风设计的探讨,大家对外墙保温系统出的问题里面,当然刚才我们很多的专家讲有热冷的变化,这些原因我们怎么来对它进行评价?我们怎么来预测一些问题,我们要做这件事情都要目标,比如讲面砖现在规范规定0.4兆帕,有的人说,这个0.4兆帕太大了,有的说还不够,要加到0.4,现在新的验收标准里面说,实验室检测要0.4,现场是0.4,大家可能有知道,现场的时候,0.4,这一条还附加了一条,最小不能小于0.3,这是什么原因,这些里面是有些什么规律,我想这里跟大家探讨探讨,我随便讲。
第二我要讲的内容是风的问题,风对建筑物产生的影响。可能有些人认为这些不用讲了,都是非常经典,国家规范里面写得很清楚,基本的风压多少,风高影响系数,出来以后就可以了,你有什么好讲的?我这里也谈谈自己的看法。
因为大家知道,外保温风对它是有影响的,不管这个影响是阶段性影响还是点上的影响,肯定对它是产生作用,你的热冷循环以后,最后有可能被风刮下来。气象灾害的影响是很大,我们江浙沪这个地方面临台风的影响,所以当时的时候“144”是要把风的检测拿掉,我个人认为,风的检测不能少,但是对风的检测的方法大家可以共同探讨,特别是浙江、上海或者说是福建等沿海地区,我们浙江的惨痛的教训是有很多,其实上海的惨痛教训也非常多,大家知道,上海的徐家汇有一个教堂可能去过都知道,是很著名一个基督教的教堂,教堂里面有一个十字架,1956年的时候,上海曾经受到一次上海历史上最大台风的影响,这个台风的影响正规的建筑不会出问题,但是这个十字架被吹倒了,这个就提示我们一个问题,就是风对我们的影响到底是怎么回事?这里我想说明一下,建筑物要被风吹倒要花点工夫,里面的杆件都是超静电,会重新分布和达到平衡,自身会有一个修复的,就跟人的身体一样,现在人科学发达了,有的人每半年都会去体检一次,发现问题就去治疗,现在发现不对了,其实人的身体也有自修复能力,建筑物也是这样的。但是我们看到建筑物的损坏都是看到局部的损坏,这一条我讲是非常普遍的,这是写得桑美的台风对浙江造成的影响是非常大的。大家知道,它的中心风力60米/秒,17级是经过浙江,但是它的损失,我们看右边的那个图,这个图你看到建筑物都是好好的,但是局部的破坏,这个局部的破坏是怎么形成的就是瞬时风的影响。我们的规范瞬时风造成的把建筑物上的构件吹下来,砸在下面的车上,把车子砸坏。这种现象我相信很多人都看得到的。
我们讲,这个问题我们规范是怎么定义的?一个建筑物我们讲一般都有它的尺度,瞬时风是吹在一个点上,或者是一个面的立面上,这个风很大,我们国家的荷载采用是10分钟平均风数来计算风压的,有的时候是三小时,有的过程是1小时,我们看了一下基本上10分钟和一小时在这个区间里面,平均风数差不了多少,建筑物是有长度的,一点上风力很大,另外一点风肯定就很小,如果用瞬时风来计算建筑物这是错误的。所以有的时候我们会碰到一个情况,一个台风,气象部门说,这个台风很大,17级,它的风速最大达到了30-40米/秒,但是这个风对建筑物的损害不一定大,另外一个风就是12级不大,但是极大风速很大,对建筑物的损坏,不是建筑物倒了,就是建筑物局部的构件的损坏造成的影响很大,所以这种情况下,我就说到我们的外保温系统,我们的面砖系统,大家想象一下,如果拿建筑物的风的影响,10分钟的风的平均值来计算,是不是有问题?如果大家认为,上面建筑维护构件上的构件,这个构件的长度,一般聚苯板,6米长,面砖都不大,在这个上面风的作用力可能会是极大风,不是一个平均值,所以我们要考虑,不能按照荷载规范对建筑物要求来进行风的取值。
这个是抗风计算的不安全性。这里就是我一个“偏不安全”的解释在这里,荷载最右边的那个是基本风压,大家查一下,基本风压这里面有50年一遇,30年一遇,现在新的2006版GB50069,这个已经规定了,基本风压限期是50年一遇,比如说上海50年一遇的是多少,浙江每个地区都不一样,这个数值大家都能查得到。第二个风压高度的变化系数,这个大家也可能都能理解,地面粗糙度的不一样,影响高度变化对风压的影响,这个也没有问题,大家知道,A类就是海面、海岛、海岸,还有城市密集区,地面的摩擦大。
最后的基本风压,我们的变化就是要把10分钟的平均风速平均换算成瞬间风,这就是一个表,这个是10分钟换成瞬时风的换算系数,这个是1.5,变成瞬时风,这样就可以知道,瞬时风比10分钟风速之间的比例是1.5倍,根据这个公式,我们就可以看出来,这两个公式其实是一回事,风速和基本风压的关系是平方关系,1.5×1.5,正好是2.25倍,也就是说如果要算建筑物上的构件我们计算的时候,我们要考虑荷载规范里面的基本的风压要放大2.25倍,这样才能够真实地反映我们不是建筑物的损坏,而是上面的局部受到的力。
(图示)后面这是一个概念,后面一个概念就是讲一下裙楼的风压作用。大家知道,我们在这里的建筑物我们要设计的建筑物,一般来说,在城市,包括在杭州,在一些大城市里面,周围都是有其他的建筑的,这个其他的建筑对我们要设计这个建筑会产生风,要产生很大的影响,这个影响是不能忽略的,这里我有一个例子,上海的国际金融大厦,大家知道,这个大厦边上有一个交银大厦,我们做这个模型的时候,我们把交银大厦按比例缩小不放在边上,这个时候我们测出来交银大厦面上的风压和我们把交银大厦放上去,要产生的风压要相差4倍,这个4倍的关系,你说我们能忽略吗?所以我们必须要考虑,这个风压在裙楼效应里面最大的问题。
按照现有的资料,我们一般来说,建议大家可以1.5的系数,另外一个我们也要,一个超高层建筑,超高层建筑在比较高的一个位置上,它的瞬间风对它的粗糙度的影响,是不是和一个比较低的建筑一样呢?这里又揭示了一个问题,就是如果你的建筑很高,达到了150米以上的高度的话,你必须重新来审视地面粗糙度对风产生的影响,也就是说你不能过高的考虑地面粗糙度,因为随着梯度风的变化,大家要知道,随着楼层高对的增高,地面粗糙度对它的影响是越来越小了,大家如果在设计一个高层、超高层的时候,你不要过多的考虑把地面粗糙度考虑太多,这个同样我们在上海的环球金融中心风洞实验里面就体现出来。这种影响你不能忽略,否则的话,我们认为你又算小了。
所以鉴于这种情况,我们建议把计算公式做成这样一个形式,下面就写了一个等式左边风荷载的标准值,后面一个是维护部件考虑瞬时风压的系数,对一般建筑要取2.25倍,才可以用荷载规范里面基本风压,后面一个如果裙楼效应明显,你要把2.25倍还要改成3.4倍,好像大家从来没有看到,风荷载前面要×3.4的系数,局部风压没有问题,仰角部位要比中间部位要高,这个要取1.8的系数,风压高度变化系数,当计算高对大于150米的时候,城市地区的地面粗糙度按B类取,城市按海边上去。
(图示)下面这个数据是经过刚才讲了以后,我们重新计算了一下。按规范计算值,这里是按规范计算值的结果,后面是按刚才讲的,考虑这些因素影响之后建议公式计算值,不同的高度在不同的位置和不同的建筑形式考虑下来大家看看相差的,第一个是一百米高,1.63、1.683,而我们算出来是3.787。大家注意,这个5.184还是标准值,我们在做实验的时候,一个系统要到实验室去做的时候,风的作用要不小于风荷载计算的设计值,现在5个KA不对的,还要× 1.4的系数,这个才是设计值。
(图示)最后,我给大家讲一下,基于概率可靠性体系承载压力的设计方法。这个题目我是想完了后面加上去的,我们在进行外墙维护部件抗风设计的时候,黏结的强度就叫抗力,就是材料能够抵抗外力对它作用的能力,取值应采用抗拉强度或者是强对得设计值,这个设计值一般是用R表示,我们要评价这个材料的真正的强力的时候,我们要用设计值,同样风荷载我们要把它抵抗的风荷载我们叫荷载效应,我们也要把它转换成设计值,两个设计值来对比,这个时候才可以真正来评价它的多大。
(图示)这个就是我刚才讲的,基于概率可靠度体系的设计方法,后面就是满足R要大于等于S,在这里才可以做不等式的对比,前面对比都不对。
设计值是什么关系?这里简单介绍一下,现在有几个值?实验值或者说检测值,还有一个标准值,还有设计值。很多,现在我们有很多人,这三个值混用,我把设计值刚刚简单介绍了一下,实验值就是刚才我们前面包括我们钱教授在里面讲,我们实验室做出来的,粘贴剂和水泥剂做出来试验做出来实验的数据,这个数据一般算出平均值÷M,就是实验平均值,就是经常讲的检测值。当然这里面也有有区别,就是刚才讲了,面砖的抗拉拨强度,有一个附加条件:最小不能低于0.3兆帕,其实就是对平均值不放心,我们讲对平均值可信度表示怀疑。我举一个例子,有一个学生考试,每个月参加一次测验,今天这个月测验出来69分,下次测验100分,再下个月测试20分,再下个月测试又变成70分,再下个月变成0分,把他得分数加起来可能是60分,如果你是这个孩子的家长你放心不放心?
这个就是风速离散性,这个风速的离散性就是我们可信度,我们对它的一个评价,概率统计里面有一个正态缝补,这个分布范围就是接近于平均值的概率多少。我们讲,我们现在就讲到一个标准值,标准值是什么?是对母体,对平均值的一个可信度的一个评价值。
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