非常高兴能够有机会跟大家共同研究关于建筑结构热环境的问题。首先给大家汇报一下，我们搞建筑节能以来对墙体保温层做到建筑上以后，对建筑结构运动状态的影响。保温层构造位置应该在哪里，什么样的保温层构造位置是合理的，什么样的保温层构造是不合理的，这个问题往往被人忽视。我们现在所有建筑节能的要求和标准都提出了关于保温层墙体的传热系数和对热阻断的能力。具体保温层放在哪个地方对建筑的寿命是有益，放在什么地方对建筑结构是有害的，这一点现在还没有被人们广泛、清楚的了解。今天给大家介绍一下保温层构造位置措置给建筑结构生命带来的危害。 我们在最近六七年的时间里面，共在全国普查了几十个工厂，积累了上千张图片，对建筑结构的温度场进行了测试，分析了保温层构造对建筑结构寿命的影响。 第一，外保温构造。外保温构造做的比较彻底的时候可以使建筑结构整体温度比较好。外墙外保温的外表面温度比较均匀，就是说它对墙体的保护作用比较好。 内保温的做法会出现结构的热桥，除了结构热桥的影响，还会使外墙和内墙分别处于两个不同的温度。外墙受室外温度影响，内墙受室内温度影响，这样就使住房温度整体受两个环境的影响，这两个环境会造成不协调。内保温的热桥可以看到要比其他的地方低十度，就是外墙和内墙的温差在十度以上，冬天的时候外墙要比内墙冷，夏天的时候外墙要比内墙热，所以这样就出现了冬夏两种不同的变形方向，这样就引发了寿命的安定性。 内外保温在同样的条件下进行测试也可以看到，外墙外保温，外表面温度很均匀，外墙内保温的环境温度是很不均匀的。外墙内保温室内保温层发生裂缝的几率也比较大。 还有内外混合保温做法，这个也是引发内外结构不好的因素。我们在北京测试了一个内外混合保温的公房，这种内外混合保温做法因为一段墙是内保温，一段墙是外保温，使维护结构一段受室外温度影响，一段受室内温度影响，这样就使维护墙体产生了特别不均匀的形变，特别不协调的热胀冷缩，一段胀，一段缩，这样使整个建筑结构受到了很大的破坏。 这个墙面是外保温墙面，因为这段室内不能做内保温，所以把内保温拿到室外来做，其他的地方是外保温。所以这个建筑每个单元只有一段是外保温，其他都是内保温。我们看外保温的墙面裂缝是这种状态，这种状态是外保温的墙面裂缝，这种状态是内保温的外墙外表面裂缝。就是外墙面出现了不同规律、不同类型的裂缝状态，这个就说明墙体的热胀冷缩变形对于外墙外表面的断热层的影响是不一样的。这种做法引发了女儿墙的断裂，就是说外墙变形不一样的时候把女儿墙拱起来了，这种做法就会使建筑结构更加的不稳定。 这种做法我们可以回顾到过去已经做过的一些公房，前些年有一个阶段搞了一些大板楼的技术，酒席把现成的板材现场吊装一焊接就完成了，当时都是这种建设路线。但是一板楼我们发现北京前三门大板楼的工程墙面上都抹了很多黑的，因为墙面漏水了，墙面进水的问题引发了很多无法居住的问题。这个大板楼后来整个退出了市场，因为它的墙体防水的问题和保温的问题太多，冬天很冷，夏天很热。 大板楼的构造是这样的，这种技术当时国家投了很多的钱来搞，光北京一到三购有很多的构建厂，每个构建厂都有火车通进去，所以国家的投资很高。但是因为这种保温层在大板楼的中间，这构造典型是夹心保温构造，这种保温构造中间五公分是岩棉，然后还有珍珠岩，珍珠岩当时算是一种比较新的保温材料，导热性能在0.1到0.2之间，也算不错。但是保温层夹到构建中间以后，因为它的绝热能力比较差，但是他也是阻热材料，这个对珍珠岩两侧形成了不同的温度环境，这种夹心保温构造使两侧的温差变化，然后引发体积变化，体积变化以后就拉裂了板材。这种技术推出市场以后我们没有认真的进行研究为什么会出现这些裂缝，也没有认真分析这个事情。 若干年以后这种事情又发生了，去年我们解决了天津的一个工程，天津的工程是钢结构，外挂板，两边钢筋混凝土各五公分，中间五公分不用珍珠岩改成岩了，岩的导热系统更小，绝热能力更强。就是使用这种钢结构的外挂板，中间做夹心保温层的构造是一种最新的技术。它搞了两个钢结构的高层作为住宅，这个高层住宅因为是最新的技术，很快就评了詹天佑奖。但是得奖了以后这个楼房不能住，因为满墙进水，只要有外墙的地方都进水。进水的原因就是说中间五公分岩棉，岩棉的阻热能力使夏天的时候外面这层五公分的钢筋混凝土比里面五公分要热得多，冬天则是要冷的多，中间岩棉起到了很强的阻热的能力。就是说外面五公分一胀把里面五公分冷的混凝土的板拉断。等到外面五公分冷的时候，里面五公分不冷。所以这样就构成了冬天的时候里面这块板把外面这块拉断，就是说里面有多少裂缝，外面有多少裂缝。这个在安装的时候非常结实，运行一年以后里外都是裂缝。这个就是没有吸取我们过去一个覆灭产业的教训，这个教训是非常厉害的。他找到我让我帮助解决，我说这个问题很好解决，你就重新做一遍外保温，再把整个包起来，使得内外五公分都在同样的温度环境下，这样就可以稳定下来。最后他们重新做了外保温，所有的问题都解决了。所以我们说保温层的构造位置对建筑结构的寿命影响是非常大的。 建筑节能工作开展以来，全国全面的开始了。原来建筑上没有保温层，保温层不是有利于建筑寿命的延长，就是加速你建筑结构的破坏。保温层出来以后对建筑和结构寿命没有影响的情况不存在。说做了保温层，然后建筑结构寿命原来什么样，现在还是什么样，这个是不可能的。或者你把保温层做的非常合理，使建筑结构所处的温度环境稳定下来，他热胀冷缩的破坏被削减。对于保温层构造位置，对建筑结构全生命周期影响的问题是我们过去忽视的一个问题。原来说保温层的导热系数多少，节省系数多少，你节省再多使你的建筑寿命缩减了，建筑被破坏了这是最大的浪费。所以我们建筑节省考虑发展的时候，我们对建筑节能的技术理论研究还是比较缺乏的。保温层对建筑结构运动场的变化所引发的各个部位不同的状态下热应力的破坏力，热应力的变化方面我们还是缺乏比较详细的研究。 我们在研究结构运动状态，研究保温层对温度变化的影响，我们搞了一个小实验楼，并且还进行了一些实验。这个实验楼在我们的生产基地里面，我们用自己的办公楼做了一些实验。这些实验主要是体现低能耗技术，低能耗技术当中要解决的问题是维护结构对它的温度场的形成，维护结构对供暖系统成为末端的想法。就是说我们想搞一个摇动理念的，我们用整体结构预热和制冷来完成取暖和制冷的问题。这个是屋面，有105毫米的聚氨纸，墙纸也是105高密的聚氨纸。这个保温层用了不同的构造来解决，我们从2004年11月开始对小楼进行测试，这个小楼一共有600个点进行测试。2003年的夏天我们测了一些数据，外墙外保温最表面的时候温度最高到58度，它的结构温度变化比较小，比较平缓。墙体内外表面的温差在零点几度，外墙的外表面因为有了聚氨纸，所以温差在1.12度左右，它的内表面是0.8度，所以整个墙体的温度变化是非常小的。空气温度变化是两度，室外空气变化18度，外墙外表面，聚氨纸外表面温度温差是37度。 我们对西墙和东墙都进行了测试，可以看到比较平缓的线，就是外墙内表面，外墙外表面，室内空气温度这都是比较平缓的线。外墙外保温的外表面温度和室外空气温度变化是比较大的，就是只要保温层做好了以后结构温度是很稳定的及基本上不会有太大的变化。四面墙我们都做了测试，我们可以看到墙面的温差很小。从这点也可以看出来基层表面温度变化是非常小的，室外温度变化是非常大的。 我们可以看到室外空气温度的变化是比较大的，室内空气温度比较小，墙体温度变化更小。数据比较多，我就不一一跟大家分析了。 通过这些夏天的测试可以看处理，在这种情况下室内温差比较小，结构变化比较小。这是冬天的测试，我这里不再集中的分析了，只是给大家看一下图像。我们看到变化比较大的是太阳能的热水，我们用太阳能热水做地板采暖，所以太阳能热水的变化比较大，其他不管是内墙、外墙还是屋顶的结构温度变化都是比较平缓的。就是在聚氨纸保护完以后，所有的温度都得到了控制。 大气温度是下面这条线，我们可以看到基本是在0度到20度的范围里面。太阳能的温度最高温度可以达到57度，最低温度跟大气温度差不多。从夏天和冬天的反映来看基本上都是一样的，结构温度比较稳定，环境温度变化比较大。 我们总的可以看出来，在室内温度基本步变的情况下室外温度发生比较大的波动。开始我们准备涉及用摇动的技术理念解决现在低能耗的技术路线，摇动什么呢，就是四壁都是稳定的温度环境，这样的话人们就会感到冬暖夏凉，并不是冬天室内温度很高，夏天室内温度很低，就是不用一点能源，可以少用化学能源，用可再生能源替代，然后使它来调整室内环境。 我们整个的造假在400块钱左右，保温层一百块钱，太阳能多花了200块钱，窗多花100块钱，就是我们在多花400块钱的情况下完成了低能耗的技术应用。按照北京地区的制冷和取暖费用的分析，三年可以收回投资。 |
