“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，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)丹說這句話的時候，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綜合體系。”沈執(zhí)丹說，“這或許是我們把這套系統(tǒng)稱作集大成的主要原因吧。”
不得不說的是，相較于HQL體系復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程來說，集大成系統(tǒng)從研發(fā)到推入市場，其過程要相對單純得多。2012年1月，由中國建筑科學(xué)研究院所屬的中國建筑技術(shù)集團(tuán)牽頭組織的“十二五”國家科技支撐計劃《標(biāo)準(zhǔn)化綠色建筑研究與工程示范》課題正式立項，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)通過住建部科技創(chuàng)新成果項目評估。
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，集大成系統(tǒng)的研發(fā)是政策和市場雙驅(qū)動的結(jié)果。“這件事是從去年開始討論的。研發(fā)這個系統(tǒng)的主要原因是住建部要頒布新的建筑防火規(guī)范。這個新規(guī)范將對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。2009年元宵節(jié)，中央電視臺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，沈陽五星級酒店皇朝萬鑫大廈發(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，都將矛頭指向了耐火等級較低的建筑外保溫材料。
如果簡單地來解釋上述事件的結(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》。這個被業(yè)內(nèi)稱為46號文的規(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，且不應(yīng)低于B2級。但現(xiàn)實的情況是，當(dāng)前市場上B2級以上的保溫材料基本為有機(jī)材料，A級防火標(biāo)準(zhǔn)的無機(jī)材料可選空間并不大。而且，無機(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)對政策調(diào)整時所做的努力。“大家往往把無機(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。但即便確實提高了，這類材料的保溫性能也沒法與有機(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。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)用體系上著手來解決問題，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”國家科技支撐計劃的子課題《綠色建筑外墻保溫裝飾一體化研究與示范工程》正式啟動。這一子課題的研究目標(biāo)和需要解決的問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的前提下，實現(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級不燃材料;并通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實現(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)通過了住建部的科技創(chuàng)新成果項目評估。評估委員會認(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)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。在這段評估意見中，有兩個關(guān)鍵詞——系統(tǒng)構(gòu)造和施工工藝。也就是說，集大成系統(tǒng)并非一個材料創(chuàng)新的產(chǎn)品，而是一個應(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)，有效解決了冷橋問題，在提升保溫性能的同時，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，實現(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，同時無需對基層墻體平整度進(jìn)行預(yù)處理。
“干掛式是一個重點。”沈執(zhí)丹指出。他拿出一個集大成系統(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。主要矛盾在一個地方，就是冷橋問題。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)系的連接固定點或者固定裝置。因為龍骨和這些連接構(gòu)件都是金屬件，導(dǎo)熱快速，這樣就形成了冷橋。冷橋會對整個保溫系統(tǒng)的保溫性能產(chǎn)生影響。為了規(guī)避冷橋問題，我們專門研究設(shè)計了一套具有特殊構(gòu)造的裝置。”
沈執(zhí)丹口中的“特殊構(gòu)造”的重點在于這套系統(tǒng)中的斷橋設(shè)計。“目前檢測出來的斷橋效果比較理想，對整體保溫系統(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題，目前已經(jīng)申請國家發(fā)明專利。
從常識上來理解，干法施工在便捷性、安全性、對氣候的依賴性、施工周期控制等方面，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于濕法施工?？梢韵氲降那樾问?，從生產(chǎn)線上出來的成型構(gòu)件加上巖棉和裝飾板，只需要根據(jù)施工說明文件，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)安裝過程為例，基本流程為進(jìn)行測量放線，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。整個過程沒有任何濕作業(yè)，工藝簡單，工期短。
不得不提到的一點是，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性化設(shè)計及用戶的各種裝飾效果需求。