“集大成干掛式外墻防火保溫裝飾系統(tǒng)(下稱集大成系統(tǒng))實(shí)際上是HQL(輕鋼輕混凝土)建造體系的一部分。當(dāng)HQL建造體系有保溫要求的時(shí)候，集大成系統(tǒng)相當(dāng)于給它穿了一件安全、暖和、漂亮的衣服。同時(shí)，這套外墻外保溫系統(tǒng)也適用于新建建筑和既有建筑的節(jié)能改造。”北京門窗發(fā)展有限公司常務(wù)副總經(jīng)理沈執(zhí)丹說(shuō)這句話的時(shí)候，他辦公室外的院子里，工人們正在給一套HQL建造體系樣板房鋪掛外墻保溫系統(tǒng)。
集大成干掛式外墻防火保溫裝飾系統(tǒng)
實(shí)際上，從研發(fā)者的角度，集大成系統(tǒng)擁有HQL體系綠色節(jié)能、產(chǎn)業(yè)化程度高和施工便捷這些一以貫之的產(chǎn)品理念和商業(yè)血統(tǒng)。“集大成系統(tǒng)正是考慮到施工、防火、保溫和裝飾等多方面的要求而形成的一個(gè)綜合體系。”沈執(zhí)丹說(shuō)，“這或許是我們把這套系統(tǒng)稱作集大成的主要原因吧。”
不得不說(shuō)的是，相較于HQL體系復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程來(lái)說(shuō)，集大成系統(tǒng)從研發(fā)到推入市場(chǎng)，其過(guò)程要相對(duì)單純得多。2012年1月，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院所屬的中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)牽頭組織的“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃《標(biāo)準(zhǔn)化綠色建筑研究與工程示范》課題正式立項(xiàng)，其中《綠色建筑外墻保溫裝飾一體化研究與示范工程》子課題由北京門窗發(fā)展有限公司承擔(dān)。2013年5月，課題研究成果——集大成系統(tǒng)正式面世。2013年8月，集大成系統(tǒng)通過(guò)住建部科技創(chuàng)新成果項(xiàng)目評(píng)估。
防火和保溫不可得兼?
沈執(zhí)丹是參與集大成系統(tǒng)研發(fā)的主要負(fù)責(zé)人之一，在他看來(lái)，集大成系統(tǒng)的研發(fā)是政策和市場(chǎng)雙驅(qū)動(dòng)的結(jié)果。“這件事是從去年開(kāi)始討論的。研發(fā)這個(gè)系統(tǒng)的主要原因是住建部要頒布新的建筑防火規(guī)范。這個(gè)新規(guī)范將對(duì)新建高層建筑防火提出較高要求，據(jù)悉50米以上的建筑要求達(dá)到A級(jí)防火。另外，近幾年發(fā)生了幾起影響巨大的高層建筑火災(zāi)，大家把導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的原因歸罪到有機(jī)保溫材料上。”沈執(zhí)丹說(shuō)。2009年元宵節(jié)，中央電視臺(tái)新址附屬文化中心發(fā)生重大火災(zāi);2010年11月15日，上海膠州路高層住宅發(fā)生58人遇難的特大火災(zāi);2011年2月3日凌晨，沈陽(yáng)五星級(jí)酒店皇朝萬(wàn)鑫大廈發(fā)生火災(zāi)……業(yè)內(nèi)和媒體解讀這幾起火災(zāi)事故的幫兇時(shí)，都將矛頭指向了耐火等級(jí)較低的建筑外保溫材料。
如果簡(jiǎn)單地來(lái)解釋上述事件的結(jié)論，那就是常用的有機(jī)物外墻保溫材料不能很好地兼顧保溫和防火兩大功能。傳統(tǒng)上，符合嚴(yán)格保溫要求的材料多為有機(jī)材料，其耐火性能相對(duì)較低。若施工方法不當(dāng)、構(gòu)造不夠合理，遇到火情，這些有機(jī)材料往往會(huì)成為“助燃”材料。為此，公安部和住建部聯(lián)合發(fā)布了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》。這個(gè)被業(yè)內(nèi)稱為46號(hào)文的規(guī)定的核心內(nèi)容，就是高層民用建筑保溫材料的燃燒性能為A級(jí)，且不應(yīng)低于B2級(jí)。但現(xiàn)實(shí)的情況是，當(dāng)前市場(chǎng)上B2級(jí)以上的保溫材料基本為有機(jī)材料，A級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)機(jī)材料可選空間并不大。而且，無(wú)機(jī)材料雖然防火性能強(qiáng)，但因應(yīng)用體系少，給施工應(yīng)用造成一定的困難。
從2001年開(kāi)始就從事建筑節(jié)能保溫研究的沈執(zhí)丹，深知傳統(tǒng)外保溫系統(tǒng)生產(chǎn)商們應(yīng)對(duì)政策調(diào)整時(shí)所做的努力。“大家往往把無(wú)機(jī)材料想象成磚、瓦、灰石這類不容易燃燒的物質(zhì)，認(rèn)為把這類材料做成輕質(zhì)的，里面帶氣泡的，保溫性能就提高了。但即便確實(shí)提高了，這類材料的保溫性能也沒(méi)法與有機(jī)材料、傳統(tǒng)巖棉相比，并且它們的體積更大，強(qiáng)度又很低。如果施工方的施工方法和構(gòu)造不夠完善，這類材料就極易脫落，從而引發(fā)安全事故。”沈執(zhí)丹說(shuō)。他認(rèn)為，既然保溫材料的選擇是有限的，那就應(yīng)該從結(jié)構(gòu)和應(yīng)用體系上著手來(lái)解決問(wèn)題，這才是關(guān)鍵。
2012年1月，由北京門窗發(fā)展有限公司承擔(dān)的“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃的子課題《綠色建筑外墻保溫裝飾一體化研究與示范工程》正式啟動(dòng)。這一子課題的研究目標(biāo)和需要解決的問(wèn)題是如何確保建筑外墻保溫材料在嚴(yán)格滿足防火安全等級(jí)的前提下，實(shí)現(xiàn)保溫性能和裝飾效果的全面提升，并較大限度地滿足綠色建筑的節(jié)能降耗要求。經(jīng)過(guò)1年多的研發(fā)，這一課題研究取得重大性突破。
今年5月，課題研究成果——集大成系統(tǒng)正式面世。該系統(tǒng)的面世，有效化解了節(jié)能保溫與防火安全這對(duì)看似不可調(diào)和的矛盾。這套系統(tǒng)的特色在于全部采用A級(jí)不燃材料;并通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)其優(yōu)秀的保溫性能;與傳統(tǒng)的外保溫系統(tǒng)相比，克服了保溫和防火不能同步達(dá)標(biāo)的難題。
四位一體外墻外保溫系統(tǒng)
今年8月，集大成系統(tǒng)通過(guò)了住建部的科技創(chuàng)新成果項(xiàng)目評(píng)估。評(píng)估委員會(huì)認(rèn)為，該成果在建筑外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造及施工工藝方面具有創(chuàng)新性，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。在這段評(píng)估意見(jiàn)中，有兩個(gè)關(guān)鍵詞——系統(tǒng)構(gòu)造和施工工藝。也就是說(shuō)，集大成系統(tǒng)并非一個(gè)材料創(chuàng)新的產(chǎn)品，而是一個(gè)應(yīng)用體系創(chuàng)新的成果。
集大成系統(tǒng)的保溫材料采用巖棉，支撐結(jié)構(gòu)為鋼龍骨，裝飾面是硅酸鈣板，均為A級(jí)不燃材料。這套系統(tǒng)使用了特殊的斷橋結(jié)構(gòu)，有效解決了冷橋問(wèn)題，在提升保溫性能的同時(shí)，確保了系統(tǒng)的整體安全和可靠。這套體系中的可調(diào)節(jié)連接件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了保溫層厚度的可調(diào)，能滿足不同地區(qū)的節(jié)能保溫要求，同時(shí)無(wú)需對(duì)基層墻體平整度進(jìn)行預(yù)處理。
“干掛式是一個(gè)重點(diǎn)。”沈執(zhí)丹指出。他拿出一個(gè)集大成系統(tǒng)的剖面模型解釋道：“目前外保溫施工以濕法施工居多，干法施工雖有人研究，但研究得比較理想的不多。主要矛盾在一個(gè)地方，就是冷橋問(wèn)題。凡是采用干法施工的，要么有龍骨作為支撐，要么有其他的一些要跟基礎(chǔ)墻體發(fā)生關(guān)系的連接固定點(diǎn)或者固定裝置。因?yàn)辇埞呛瓦@些連接構(gòu)件都是金屬件，導(dǎo)熱快速，這樣就形成了冷橋。冷橋會(huì)對(duì)整個(gè)保溫系統(tǒng)的保溫性能產(chǎn)生影響。為了規(guī)避冷橋問(wèn)題，我們專門研究設(shè)計(jì)了一套具有特殊構(gòu)造的裝置。”
沈執(zhí)丹口中的“特殊構(gòu)造”的重點(diǎn)在于這套系統(tǒng)中的斷橋設(shè)計(jì)。“目前檢測(cè)出來(lái)的斷橋效果比較理想，對(duì)整體保溫系統(tǒng)的影響約等于零，即損耗非常少。”沈執(zhí)丹介紹。這一特殊的斷橋結(jié)構(gòu)有效地解決了施工中的冷橋問(wèn)題，目前已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
從常識(shí)上來(lái)理解，干法施工在便捷性、安全性、對(duì)氣候的依賴性、施工周期控制等方面，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于濕法施工。可以想到的情形是，從生產(chǎn)線上出來(lái)的成型構(gòu)件加上巖棉和裝飾板，只需要根據(jù)施工說(shuō)明文件，按圖索驥地進(jìn)行安裝，幾乎就是一整套的標(biāo)準(zhǔn)流程，質(zhì)量控制也更加得心應(yīng)手。以集大成系統(tǒng)的單元式系統(tǒng)安裝過(guò)程為例，基本流程為進(jìn)行測(cè)量放線，安裝脹栓，安裝連接件、龍骨，填充巖棉，粘貼密封條，安裝裝飾面層，補(bǔ)釘眼，勾板縫。整個(gè)過(guò)程沒(méi)有任何濕作業(yè)，工藝簡(jiǎn)單，工期短。
不得不提到的一點(diǎn)是，集大成系統(tǒng)的裝飾功能也非常強(qiáng)大。北京門窗發(fā)展有限公司在山西的配套生產(chǎn)基地生產(chǎn)的具有不同裝飾效果的裝飾面板，讓這一體系的應(yīng)用滿足了建筑師的個(gè)性化設(shè)計(jì)及用戶的各種裝飾效果需求。
集大成的市場(chǎng)空間
今年1月，北京推出《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，在全國(guó)率先要求實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能75%的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這一地方標(biāo)準(zhǔn)從今年4月1日起強(qiáng)制執(zhí)行。這也就意味著，新建建筑必須實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)才能通過(guò)驗(yàn)收。這對(duì)于從設(shè)計(jì)之初就注重綠色節(jié)能的集大成系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)利好消息。
與此同時(shí)，沈執(zhí)丹還透露，在住建部不久出臺(tái)的新的建筑防火規(guī)范中，可能對(duì)外墻保溫材料的防火級(jí)別提出更嚴(yán)格的要求，比如50米以上的高層建筑的外墻保溫材料的防火級(jí)別必須達(dá)到A級(jí)。這一規(guī)范的出臺(tái)，將對(duì)采用A級(jí)不燃材料的集大成系統(tǒng)帶來(lái)積極的市場(chǎng)反饋。
“在新的防火規(guī)范實(shí)施后，我覺(jué)得主要的影響因素不是價(jià)格。傳統(tǒng)外保溫系統(tǒng)在高層的施工難度大，并且完工后質(zhì)量很難保證。50毫米厚的水泥砂漿或其他A級(jí)材料的板材掛在高層，不僅重而且不安全。想象一下，它如果掉下來(lái)，后果會(huì)多么可怕。所以說(shuō)這方面存在很多隱患。”沈執(zhí)丹如是說(shuō)。
集大成系統(tǒng)既適用于新建建筑，也適用于既有建筑的節(jié)能改造。尤其是對(duì)于既有建筑而言，這套四位一體的外墻保溫系統(tǒng)在綜合成本和施工難度上，相對(duì)其他的外保溫系統(tǒng)，擁有較為明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
從工程項(xiàng)目方的角度來(lái)看，選擇何種外墻保溫系統(tǒng)，一般取決于兩個(gè)因素，即政策和價(jià)格。毫無(wú)疑問(wèn)，工程項(xiàng)目的建設(shè)必須符合國(guó)家或地方的政策規(guī)范，方可通過(guò)驗(yàn)收。在此前提下，價(jià)格越低越好。對(duì)比目前較常用的兩類外墻保溫系統(tǒng)，集大成系統(tǒng)的綜合性價(jià)比很高。在滿足北京地區(qū)75%節(jié)能目標(biāo)的前提下，相較于EPS系統(tǒng)，集大成系統(tǒng)雖然綜合造價(jià)略高，但其在工法實(shí)施上的難度要小得多，比如其就不存在厚抹灰問(wèn)題。
從防火角度來(lái)看，集大成系統(tǒng)也無(wú)需C類防火窗、防火隔離帶等工程附加措施;與發(fā)泡水泥系統(tǒng)相比具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，且工法更為簡(jiǎn)單可靠，外裝飾效果更加多樣化。除此之外，工期較短、受氣候影響小，都讓集大成系統(tǒng)的綜合成本更具優(yōu)勢(shì)。
集大成系統(tǒng)的絕大部分工作都在工廠完成。比如，龍骨、連接件、固定件等零部件是在工廠加工好的，巖棉要用的規(guī)格尺寸也是在工廠里完成的，裝飾面板是按要求在配套工廠生產(chǎn)的。這樣，該系統(tǒng)到現(xiàn)場(chǎng)就剩下相對(duì)較為簡(jiǎn)單的安裝過(guò)程了。這是一個(gè)工業(yè)化程度很高的產(chǎn)品體系，和HQL體系的產(chǎn)業(yè)化思路一脈相承。
目前，北京門窗發(fā)展有限公司已經(jīng)建成了擁有11條生產(chǎn)線的集大成系統(tǒng)生產(chǎn)基地，年產(chǎn)能達(dá)到300萬(wàn)平方米。
集大成者，金聲而玉振。這是孟子夸贊孔子全面而深厚的音樂(lè)修為的一句古語(yǔ)。在沈執(zhí)丹和所有的集大成系統(tǒng)的參與者心中，早日實(shí)現(xiàn)防火保溫裝飾節(jié)能一體化，就是他們追求的較美樂(lè)章。