不合理的建筑節(jié)能技術(shù)會(huì)加劇能源危機(jī)
2005-08-05 00:00
目前國內(nèi)建筑節(jié)能市場存在的現(xiàn)實(shí)是，一些節(jié)能建筑并不能達(dá)到為子孫造福目的，原本立足于節(jié)能的建筑往往成了垃圾建筑，同時(shí)在建設(shè)過程中也產(chǎn)生大量的建筑垃圾。所謂垃圾建筑，就是指保溫層的構(gòu)造位置不合理，從而影響了建筑的安定性，使得建筑物的壽命縮短；而建筑垃圾是指保溫層材料耐候能力不夠，保溫層的壽命短。
我國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37－1987規(guī)定，重要建筑和高層建筑主體結(jié)構(gòu)確定的耐久年限為100年，一般性建筑為50～100年。國家頒布的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068－2001）也規(guī)定，紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。但實(shí)際上，我國城市住宅壽命低于50年的情況相當(dāng)普遍。相當(dāng)大的一部分樓房結(jié)構(gòu)壽命縮短是因?yàn)楸貙咏Y(jié)構(gòu)不合理，造成墻體開裂。
2000年～2015年是我國建筑發(fā)展鼎盛時(shí)期的中后期。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，我國2000年以后新建建筑面積為上世紀(jì)80年代2倍，到2020年新增建筑面積會(huì)將達(dá)到200億平方米。一般外保溫做法將延長20年的建筑壽命，內(nèi)保溫做法將減少20年建筑壽命，內(nèi)外混合保溫將減少30年建筑壽命，如果新增建筑中有50%未采用合理的外保溫形式，那么四五十年之后，將會(huì)有上百億平方米的垃圾建筑產(chǎn)生。相反，外保溫做法是有利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能夠保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)主體。
近些年我國的外墻保溫做法有多種。為了降低造價(jià)，一些建筑師選擇了內(nèi)保溫、夾芯保溫、自保溫等。以上這些做法將建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)分別形成兩個(gè)不同的溫度環(huán)境，引發(fā)了不同溫度環(huán)境的不同形變，形成了建筑結(jié)構(gòu)的不安定狀態(tài)，造成了建筑結(jié)構(gòu)的裂縫發(fā)生。
目前國內(nèi)應(yīng)用于建筑保溫的高效保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)均在0.06W/(m·K)以下。這些高效保溫材料有很強(qiáng)的熱阻斷能力，兩側(cè)建筑構(gòu)造的不同部位有很大的溫度差。以內(nèi)保溫形式為例，保溫層內(nèi)側(cè)的墻體、樓板因受室內(nèi)溫度環(huán)境影響，其年溫差變化不大，一般在10℃以內(nèi)；保溫層外側(cè)的外墻受室外環(huán)境溫度影響，其年溫差變化較大，一般在50～80℃左右。重質(zhì)墻體材料在溫度變化10℃時(shí)約發(fā)生萬分之一的形變，50米高的內(nèi)保溫建筑受年溫差形變影響內(nèi)墻與外墻會(huì)發(fā)生25～40mm的形變差。這種建筑結(jié)構(gòu)不同部位發(fā)生不同形變的結(jié)果最終會(huì)使墻體多處發(fā)生裂縫，破壞建筑物主體結(jié)構(gòu)。這種使建筑物永久不安定的狀態(tài)并反復(fù)引發(fā)的眾多現(xiàn)象，我們稱之為“內(nèi)保溫技術(shù)綜合癥”。
相反，采用外墻外保溫的構(gòu)造形式是合理的，它使建筑物避免了室外環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的形變影響，使建筑物的結(jié)構(gòu)相對安定了，維護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命。在進(jìn)行保溫層的結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)時(shí)，如果不遵循“逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力”的原則，將會(huì)導(dǎo)致保溫層耐候能力不夠，壽命短。這樣不僅浪費(fèi)了資源，也會(huì)在建筑物幾十年的使用過程中和維修過程中產(chǎn)生大量的建筑垃圾。
不同材料的升降溫速度，導(dǎo)致不同的熱脹冷縮的形變速度。相鄰材料的變形速度差，會(huì)導(dǎo)致兩種材料的界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力。如框架結(jié)構(gòu)與輕質(zhì)填充墻，鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.74W/(m·K)，加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.2W/(m·K)，兩者相差約為8倍，水泥砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93W/(m·K)，其與加氣混凝土砌塊相差為4～5倍，因此會(huì)引起不同的形變速度，這種不同形變速度的兩類材料的界面處會(huì)因溫差的變化產(chǎn)生裂縫、空鼓現(xiàn)象，特別是經(jīng)過一到兩個(gè)年溫差的形變破壞后鋼筋混凝土框架與輕質(zhì)填充墻之間、加氣混凝土砌塊與水泥砂漿抹面層之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫，同樣會(huì)影響建筑物保溫層的壽命，從而產(chǎn)生大量建筑垃圾。
另外，一些不成熟的建筑節(jié)能技術(shù)匆忙上市也會(huì)形成大量垃圾建筑或建筑垃圾，如前幾年在市場上大力炒作有機(jī)硅保溫技術(shù)就形成了大量垃圾建筑或建筑垃圾，而采用不成熟的水泥砂漿對保溫層進(jìn)行抹面也同樣會(huì)產(chǎn)生大量垃圾建筑和建筑垃圾。
我國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37－1987規(guī)定，重要建筑和高層建筑主體結(jié)構(gòu)確定的耐久年限為100年，一般性建筑為50～100年。國家頒布的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068－2001）也規(guī)定，紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。但實(shí)際上，我國城市住宅壽命低于50年的情況相當(dāng)普遍。相當(dāng)大的一部分樓房結(jié)構(gòu)壽命縮短是因?yàn)楸貙咏Y(jié)構(gòu)不合理，造成墻體開裂。
2000年～2015年是我國建筑發(fā)展鼎盛時(shí)期的中后期。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，我國2000年以后新建建筑面積為上世紀(jì)80年代2倍，到2020年新增建筑面積會(huì)將達(dá)到200億平方米。一般外保溫做法將延長20年的建筑壽命，內(nèi)保溫做法將減少20年建筑壽命，內(nèi)外混合保溫將減少30年建筑壽命，如果新增建筑中有50%未采用合理的外保溫形式，那么四五十年之后，將會(huì)有上百億平方米的垃圾建筑產(chǎn)生。相反，外保溫做法是有利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能夠保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)主體。
近些年我國的外墻保溫做法有多種。為了降低造價(jià)，一些建筑師選擇了內(nèi)保溫、夾芯保溫、自保溫等。以上這些做法將建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)分別形成兩個(gè)不同的溫度環(huán)境，引發(fā)了不同溫度環(huán)境的不同形變，形成了建筑結(jié)構(gòu)的不安定狀態(tài)，造成了建筑結(jié)構(gòu)的裂縫發(fā)生。
目前國內(nèi)應(yīng)用于建筑保溫的高效保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)均在0.06W/(m·K)以下。這些高效保溫材料有很強(qiáng)的熱阻斷能力，兩側(cè)建筑構(gòu)造的不同部位有很大的溫度差。以內(nèi)保溫形式為例，保溫層內(nèi)側(cè)的墻體、樓板因受室內(nèi)溫度環(huán)境影響，其年溫差變化不大，一般在10℃以內(nèi)；保溫層外側(cè)的外墻受室外環(huán)境溫度影響，其年溫差變化較大，一般在50～80℃左右。重質(zhì)墻體材料在溫度變化10℃時(shí)約發(fā)生萬分之一的形變，50米高的內(nèi)保溫建筑受年溫差形變影響內(nèi)墻與外墻會(huì)發(fā)生25～40mm的形變差。這種建筑結(jié)構(gòu)不同部位發(fā)生不同形變的結(jié)果最終會(huì)使墻體多處發(fā)生裂縫，破壞建筑物主體結(jié)構(gòu)。這種使建筑物永久不安定的狀態(tài)并反復(fù)引發(fā)的眾多現(xiàn)象，我們稱之為“內(nèi)保溫技術(shù)綜合癥”。
相反，采用外墻外保溫的構(gòu)造形式是合理的，它使建筑物避免了室外環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的形變影響，使建筑物的結(jié)構(gòu)相對安定了，維護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命。在進(jìn)行保溫層的結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)時(shí)，如果不遵循“逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力”的原則，將會(huì)導(dǎo)致保溫層耐候能力不夠，壽命短。這樣不僅浪費(fèi)了資源，也會(huì)在建筑物幾十年的使用過程中和維修過程中產(chǎn)生大量的建筑垃圾。
不同材料的升降溫速度，導(dǎo)致不同的熱脹冷縮的形變速度。相鄰材料的變形速度差，會(huì)導(dǎo)致兩種材料的界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力。如框架結(jié)構(gòu)與輕質(zhì)填充墻，鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.74W/(m·K)，加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.2W/(m·K)，兩者相差約為8倍，水泥砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93W/(m·K)，其與加氣混凝土砌塊相差為4～5倍，因此會(huì)引起不同的形變速度，這種不同形變速度的兩類材料的界面處會(huì)因溫差的變化產(chǎn)生裂縫、空鼓現(xiàn)象，特別是經(jīng)過一到兩個(gè)年溫差的形變破壞后鋼筋混凝土框架與輕質(zhì)填充墻之間、加氣混凝土砌塊與水泥砂漿抹面層之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫，同樣會(huì)影響建筑物保溫層的壽命，從而產(chǎn)生大量建筑垃圾。
另外，一些不成熟的建筑節(jié)能技術(shù)匆忙上市也會(huì)形成大量垃圾建筑或建筑垃圾，如前幾年在市場上大力炒作有機(jī)硅保溫技術(shù)就形成了大量垃圾建筑或建筑垃圾，而采用不成熟的水泥砂漿對保溫層進(jìn)行抹面也同樣會(huì)產(chǎn)生大量垃圾建筑和建筑垃圾。
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