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建筑工程关键部位节能措施的分析与数值研究 摘要 建筑节能是我国节能减排事业的重要组成部分。但对于严寒地区，建筑节能 工程中有诸多质量通病时有出现，减弱了建筑的节能效果，严重恶化人居环境， 困扰着工程人员。因此，找出严寒地区常见的建筑节能工程质量通病，探索质量 通病的防治措施和治理手段，是十分有必要的。本文在调研的基础上，对建筑节 能工程关键部位提出改进，并进行了数值模拟研究。主要内容如下： 课题选取黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、佳木斯、牡丹江、大庆等几个城市的 典型工程，针对严寒地区常见的墙体、门窗、屋面、地面建筑节能工程，采用分 析设计图纸、拍摄现场照片、材料抽样检测、红外测量等手段，进行了广泛的现 场调查与研究工作。通过调研发现在建筑节能工程的设计、施工以及材料质量等 方面的二十项通病。并建议将女儿墙保温不连续、地下保温未做延伸处理等对建 筑节能效果有影响的设计问题列为质量通病。在此项调研的基础上，给出了针对 建筑节能工程行为主体的几点建议。 t ： 通过对调研发现通病的分析，发现墙体和门窗的节能工程质量问题频发，是 建筑节能工程的关键部位，因此将着重探讨窗墙连接处的设计与施工工艺。在此 基础上，提出三点改进措施： 改进聚氨酯发泡的喷涂工艺。所提出的新工艺避免了对窗墙连接处的发泡保 温进行切割，保证了此处保温结构的完整密闭。 改进了窗框固定件的形式。改进后的形式能有解决原有固定片单侧固定和易 产生热桥的问题。 ：- j 、： 。 对两种常见门窗洞口处的构造分别提出了改进意见和出现质量问题时的补 救方法。 对改造前后窗墙连接处的洞口进行了设计工况的稳态模拟，得出了该处墙体 内的温度分布情况，证明改进后的形式，把局部角点的温度提高了2 ，整体提 高了内窗台表面温度；最后，对改进后的形式进行了实际工况的非稳态模拟分析， 反映室外侧温度随时间进行周期性变化的情况下，墙体温度的分布变化情况，说 明改进形式满足规范要求，具有更加优越的热工性能。 关键词：建筑节能：质量通病：热桥；数值模拟 建筑工程关键部位节能措施的分析与数值研究 a b s t r a c t b u i l d i n ge n e r g ys a v i n gp l a ya ni m p o r t a n t r o l ei nt h ee m i s s i o nr e d u c t i o ni nc h i n a , b u tt h e r ea r em a n yq u a l i t yp r o b l e m so c c u r r i n gf r o mt i m et ot i m ei nb u i l d i n ge n e r g y s a v i n ge n g i n e e r i n gw e a k e n i n gt h ee f f e c to fe n e r g ys a v i n gb u i l d i n ga n dw o r s e n i n g r e s i d e n t i a le n v i r o n m e n ta n de n g i n e e r i n gs t a f f sa r et r o u b l e db yt h i s t h e r e f o r e ，i ti s v e r yn e c e s s a r yt oi d e n t i f yt h ec o m m o ne n e r g ye f f i c i e n tb u i l d i n gq u a l i t yd e f e c t so f c o l da r e aa n dt oe x p l o r ep r e v e n t i v em e a s u r e sa n dt r e a t m e n tm e t h o d s b a s e do nt h i s r e s e a r c h , s o m es u g g e s t i o n sa l eg i v e nf o rt h ek e yp a r to fe n e r g ys a v i n ge n g i n e e r i n g b e s i d e s ，n u m e r i c a ls i m u l a t i o ni sc a r r i e do u t 1 、h e i l o n g j i a n gp r o v i n c e ，h a r b i n , q i q i h a r , j i a m u s i ，m u d a n j i a n g ，d a q i n ga n d s e v e r a lo t h e rk e yc i t i e si sc h o s ea st h et y p i c a lr e s e a r c h , f o rt h ec o m m o nw a l l ， w i n d o w s , r o o f i n g ，g r o u n dw o r k sb u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c y , w i t ha n a l y s i sa n dd e s i g n d r a w i n g s ，s i t ep h o t o st a k e n , m a t e r i a ls a m p l i n g ，i n f r a r e dm e a s u r e m e n tm e a n s ，t h i s p a p e rc a r r yo u ta ne x t e n s i v ef i e l di n v e s t i g a t i o na n dr e s e a r c hw o r k t h r o u g hr e s e a r c h f o u n dt h a tt h ed e s i g n ，c o n s t r u c t i o na n dq u a l i t yo fm a t e r i a l sa n do t h e ra s p e c t su pt 0 t w e n t yc o m m o np r o b l e m si nb u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c y , a n dc a l l e df o rt h a tt r e a t i n g t h ep a r a p e tw a l ln o tc o n t i n f i o u s ，w i t h o u tm a k i n g 觚e x t e n s i o no fu n d e r g r o u n dh e a t t r e a t m e n te f f e c t0 1 1e n e r g ys a v i n gb u i l d i n gd e s i g ni s s u e sa st h e q u a l i t yp r o b l e m s b a s e do nt h i sr e s e a r c h ，f i r s t l ys o m es u g g e s t i o n sa r ep r o v i d e df o re n e r g ye f f i c i e n t b u i l d i n g 2 、a f t e ra n a l y s i st w e n t yc o m m o n p r o b l e m s ，w ef o u n dt h a tq u a l i t yo fw a l l sa n d w i n d o w se n e r g y - s a v i n gp r o j e c t so c c u r r e df r e q u e n t l y ，a n dt h ew i n d o wa n dw a l l j u n c t i o n sw e r ek e ya r e a so ft h eb u i l d i n ge n e r g ys a v i n ge n g i n e e r i n g t h e r e f o r e ，t h e d e s i g na n dc o n s t r u c t i o np i o c e s sa n a l y z e dr e s p e c t i v e l yf o rw i n d o wa n dw a l lj u n c t i o n s b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ee x i s t i n gc o n s t r u c t i o nm e t h o d s ，t h ep a p e rp r o p o s e dt h r e e i m p r o v e m e n t s ： o ) t h r o u g hi m p r o v i n gp o l y u r e t h a n ef o a ms p r a y i n gp r o c e s s ，t h ej u n c t i o no ft h e w i n d o ww a l lt oc u tt h ef o a mi n s u l a t i o ni sa v o i d e d ，a s s u r i n gt h es t r u c t u r a li n t e g r i t yo f i n s u l a t i o nh e r ec l o s e d i m p r o v i n gf o r m so fw i n d o wf r a m ef i x i n g s w h a tt h ei m p r o v e df o r mc a n 哈尔滨工程大学硕士学位论文 皇胃皇昌昌暑昌胄昌昌昌昌昌昌昌昌暑墨昌；宣篁昌；昌昌昌昌昌昌；昌昌；宣昌；昌昌；昌皇皇昌置昌；宣昌j 宣暑暑昌| 昌昌每- f f j 置毫 r e s o l vt h eo r i g i n a lf i x e dc h i pu n i l a t e r a lf i x e da n de a s yt op r o d u c et h e r m a lb r i d g e p r o b l e m o ：- w e p r o p o s ei m p r o v e m e n t so ns t r u c t u r e so ft w oc o m m o nw i n d o wa n dd o o r o p e n i n g sa n dr e m e d ym e t h o d 3 、s i m u l a t i n gt h es t e a d y s t a t et e m p e r a t u r eo ft h et r a n s f o r m a t i o no ft h e c o n n e c t i o nw i n d o wa n dw a l la r o u n dt h eh o l ed e s i g nc o n d i t i o nt oo b t a i n e dt h e t e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o nw i t h i nt h e w a l l ，p r o v e dt h a tt h ei m p r o v e df o r mh a s i n c r e a s e d f i n a l l y , a f t e rs i m u l a t i o na n a l y s i so fi m p r o v e df o r mn o n - s t e a d ys t a t e ，s h o w s t h ed i s t r i b u t i o no fw a l lt e m p e r a t m ev a r i a t i o no u t s i d eu n d e rt h et e m p e r a t u r ei nt h e r o o mp e r i o d i c a l l y o v e rt i m ec h a n g e dc o n d i t i o n sw h i c hm e a n st h ei m p r o v ef o r m s a t i s f i e ss t a n d a r dr e q u i r e m e n ta n dh a v es u p e r i o rt h e r m a lp e r f o r m a n c e k e yw o r d s ：b u i l d i n ge n e r g ys a v i n g ；q u a l i t yp r o b l e m s ：h e a tb r i d g e ：n u m e r i c a l s i m u l a t i o n 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景 1 1 壬建筑能耗变化趋势 目前社会能耗主要分为工业能耗，建筑能耗和交通能耗三大类，各类能耗在社会 总能耗中所占的比例能够反映各领域在国家能耗中的重要性。而在国家层面上，中国 的建筑能耗究竟占多大比重，是近年一直都有争议的话题，部分专家学者的观点和官 方发布的数据存在较大分歧。建设部科技司武涌等在中国建筑节能管理制度创新研 究一书中阐述了最近2 0 余年中国建筑能耗比例的变化趋势，表1 1 摘出部分结果。 表1 1 中国建筑能耗占社会总能耗的比例变化1 】 年代 1 9 7 81 9 9 61 9 9 82 0 0 12 0 0 3 建筑能耗万吨标准煤 5 7 1 43 3 4 6 83 4 5 7 23 7 0 5 04 6 1 0 0 社会总能耗万吨标准煤5 7 1 4 41 3 8 9 4 81 3 2 2 1 41 3 4 9 1 41 6 7 8 0 0 比例 1 02 4 0 92 6 1 52 7 4 62 7 4 7 该表数据是将社会总能耗与建筑能耗折算为标准煤进行统计计算的。最近几年大 多学者和媒体引用的建筑能耗基础数据都源于此。 。氇 但是很多学者对此提出异议。江亿院士团队根据各种公开发布的能耗统计报告， 将所有能耗折算成电力研究世界主要国家的能耗构成及其比例，给出表1 2 。 表1 2 世界主要国家建筑能耗占社会总能耗的比例1 2 1 世界 、 美国中国欧洲( o e c d ) 项目 亿比例亿比例亿比例亿比例 k w hk w hk w hk w h 工业能耗3 0 5 1 8 54 8 15 1 9 2 73 4 44 0 5 1 16 9 14 9 3 1 04 0 1 建筑能耗1 6 2 0 8 62 5 54 6 3 6 1 3 0 7 9 6 0 6 1 6 4 3 7 9 0 93 0 8 交通能耗 1 6 7 5 6 72 6 45 2 5 9 53 4 98 5 0 11 4 53 5 7 4 72 9 1 社会总能 6 3 4 8 3 81 0 01 5 0 8 8 31 0 05 8 6 1 81 0 01 2 2 9 6 61 0 0 耗 表1 1 中1 9 9 6 年的建筑能耗约是1 9 7 8 年的6 倍而1 9 9 6 2 0 0 3 这几年间增长了 3 7 7 。这意味伴随着我国现代化建设的进程，建筑建设工作也处于一个高速发展的时 1 哈尔滨工程大学硕士学位论文 期。我国既有建筑近4 0 0 亿平方米中9 9 是高能耗建筑；每年新建房屋近2 0 亿平方米， 超过了所有发达国家建设量的总和，其中9 5 以上的建筑都是高能耗的建筑。这使建 筑能耗总量持续增长，在社会总能耗所占的比例逐年升高。 表1 2 中建筑能耗所占的比例，中国1 6 4 、欧洲3 0 8 、美国3 0 7 。中国的建 筑能耗与官方主流数据相比低了1 1 。体现在2 0 0 3 年全国的能源消耗上，这个比例差 值相当于1 8 4 5 8 万吨标准煤。主流数据2 7 5 已经接近发达国家3 0 的数据，促使我 们认识到建筑节能的重要性。而江亿院士团队的结果更加理性一些，但其比例只占 1 6 4 也是让人难以信服的。分析其原因，认为可能是现已发布统计报告的原始数据存 在偏差，或统计手段的差异导致部分建筑能耗进入了工业类。 两表共同体现了建筑能耗在社会总能耗中占有重要地位，在建筑领域开展节能工 作，能够有效降低社会总能耗。 另一方面，现有可信的统计数据之间存在着巨大分歧，这种分歧说明了建筑能耗 的统计是极其复杂的，也说明了中国建筑节能事业任重而道远。 1 1 2 建筑节能价值分析 中国是一个能源资源严重短缺的国家，石油、天然气人均剩余可采储量仅为世界 平均水平的7 7 和7 1 ，煤炭也只有世界平均水平的5 8 6 ，能源约束已经成为制 约中国经济持续健康发展的瓶颈之一。 中国的能源消费基本形成以煤为基础、多元发展的能源消费结构。表1 3 是国家 统计局能源统计司公布的2 0 0 7 年能源消耗情况。 表1 32 0 0 7 年人均能源生产量与消耗量【3 】 人均能源生产量人均能源消费量 能源总量原煤原油电力能源总量煤炭石油电力 千克标准煤千克千克千瓦时千克标准煤千克千克千瓦时 1 7 8 71 9 1 71 4 12 4 9 0 2 0 1 5 1 9 6 3 2 7 72 4 8 2 2 0 0 7 年年末全国总人口为1 3 2 亿。按人均折算得出，我国2 0 0 7 年的能源消耗量 是( 以下价格均为2 0 0 7 年年均估算价值) ： 1 原煤：5 0 0 ( 元吨) x 1 9 6 3 ( 千克) x 1 3 2 x 1 0 9 1 0 0 0 = 1 3 x l o l l元 原油：6 0 ( 美元桶) x 7 7 ( 汇率) x 1 9 6 3 ( 千克) x 1 3 2 x 1 0 9 1 5 7 4 ( 千克桶) - 7 6 x l o l l f o 元 2 第1 章绪论 电力：0 6 3 ( 元千瓦时) x 2 4 8 2 ( 千瓦时) x 1 3 2 x 1 0 9 = 2 1 x 1 0 1 1 元 总计：1 3 1 0 1 1 + 7 6 x 1 0 1 1 + 2 1 1 0 1 1 = 1 1 x 1 0 1 2 元 即在能源消费方面，我国每年要花费一万一千亿元。 即使按照2 0 0 3 年的能耗比例，这一支出也高达三千亿元。 若按照2 0 0 7 年1 0 月2 9 日中国经济周刊披露，建筑相关能耗占全社会能耗4 6 ， 即五千亿元。 我国的建筑节能工作就是建立在这一庞大基础上的新兴产业。 1 2 国内外建筑节能状况分析 1 2 1 我国建筑节能状况分析 标准是建筑节能工作开展的基础，制定并执行建筑节能标准是实现建筑节能最有 效的途径之一。19 9 9 年世界标准化日的主题就是“矗立在标准上的建筑”。 2 0 0 0 年统计已有7 0 多个国家和地区发布了建筑节能法规和标准。 我国从1 9 8 6 年开始编制民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分) 。该标准 是我国颁布的第一部全国性的建筑节能标准。随着建筑事业的迫切需求和建筑节能事 业的不断深入，我国陆续颁布了民用建筑热工设计规范、公共建筑节能标准等 一系列国家级的标准规范。表1 4 是对我国建筑节能标准体系的总结概括 表1 4 我国建筑节能标准体系 4 - 9 1 标准名称标准编号颁布时间标准级别 民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分) j g j 2 6 9 51 9 8 6行业标准 民用建筑热工设计规范g b 5 0 17 6 9 31 9 9 3国家标准 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准j g 3 1 3 4 - 2 0 0 12 0 0 1行业标准 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 3 g n 5 2 0 0 32 0 0 4行业标准 建筑照明设计标准 g b 5 0 0 3 4 - 2 0 0 42 0 0 4 国家标准 公共建筑节能设计标准 g b 5 018 9 2 0 0 52 0 0 5 国家标准 为配合上述国家级标准规范的实施，各地方政府也制定了相应建筑节能及应用技 术标准规范，并辅之以相应的管理规章及鼓励政策。总体看来，我国建筑节能管理制 度框架已经建立。 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 2 2 国外建筑节能状况分析 j 迪拜地区蕴藏的石油将在2 0 1 6 年开采完毕，全球的石油、煤等一次能源都将在近 几十年内面临枯竭，新能源和可再生能源开发起步不久，尚步履蹒跚。世界能源危机 之下，节能已经成为了全世界共同面对的问题。全球性能源的日益紧张形势之下，众 多西方工业发达国家，都十分关注、重视节能工作，制定了一系列的建筑节能标准、 政策和法规。用法律保证建筑节能工作的顺利进行。 美国是西方发达国家的代表，同样也是建筑能耗大国。1 9 7 8 年，美国国会通过了 包括建筑和设备节能的要求及相对应的激励政策的国家节能政策法( n e c p a ) ；此 后相继出台了国家耗能器具节能法( n a e c a ) ，能源政策法( e p a c t ) 和国家能 源综合策略，完善了相关法制的建设。 不久之后美国政府又制定了新建筑节能暂行标准、新建筑节能设计和评价标 准，能源部发布了新建建筑使用的国家强制性节能标准和非强制性的国家建筑节能示 范性标准，各州也相应制定了相应标准【1 0 - 1 4 1 。 欧洲是各大洲中经济水平最发达的，与之相适应的是建筑能耗的居高不下。2 0 0 6 年6 月8 日欧洲绝热材料制造者协会( e u r i m a ) 发布消息称：目前欧洲4 0 的能源用 于建筑，建筑能耗已经超过运输行业或工业用途的能耗，成为社会第一大能耗【1 5 】。平 心而论，生活水平越高，为了维持这种水平所要付出的代价也越大，建筑能耗与之相 适应也会比较高，但换一个角度，在能耗基础较大的地区开展节能工作，其效果也更 加明显。欧洲各国的建筑节能措施就有不少值得借鉴之处。 一 。法国的建筑节能法规出台最早。法国在第二次世界大战后建造了大量的住宅，并 。在1 9 5 5 年提出了建造具有一定舒适性住房的热工标准( 如外墙主体部分的传热系数 _ o 3 的建筑，要求维护结构传热系数小于0 4 0 w ( m 2 k ) 。女儿墙高度 按照规范要求取非上人屋面为6 0 0 m m 。其女儿墙纵向传热系数为1 0 4 4w ( m k ) ，明显 不符合规范要求。 1 9 哈尔滨工程大学硕士学位论文 这还是考虑了女儿墙内侧做了保温的情况，若此处未做保温，那么传热系数将更 加偏离规范要求。女儿墙内侧的根部靠近室内的顶板，如果不对该部分采取保温处理， 极容易引起因为热桥通路变短，在顶层房间的顶板棚根处产生返霜结露现象。对女儿 墙的内侧采取保温措施还有助于保护主体结构，使得因温度变化引起的应力作用都发 生在保温层内，避免了女儿墙墙体裂缝的发生。 图2 9 、2 1 0 即是大庆某小区顶棚女儿墙处理不当，形成热桥，致使顶棚结露。 图2 9 顶棚热桥红外线照片图2 10 顶棚可见光照片 2 2 3 外墙外保温工程施工方面的质量通病 施工单位直接面对建筑本体，是对建筑节能工程质量影响最大的环节。 e p s 板薄抹灰保温系统的施工流程一般为： 匡薹蚕虱圣互亘园专区因专匡蒌蚕虱至至i 画专匪垂至蚕至三虱园匿亘亘亟圜专医耍亘亘亘垂圈 囝专匿垂亘至壬三萎圈专匡圣壁画重圃专匦匣固委至垂盈疆三垂重至圃专匿匣亘萤亘重圈专匿至至三蔓虱因专 厩酾专阿葫溯 以上在分析质量通病时阐述的墙地角保温防水、女儿墙回包问题、e p s 板尺寸误 差较大等问题与施工环节也有密切关系。 1 、基层墙体处理不当。j 保温层结构将附着于基层之上。因此基层的处理将是墙体建筑节能工程的基础， 总结规范对外保温复合墙体基层处理的原则，主要有以下几点： ( 1 ) 基层表面应清洁，无油污、脱模剂等妨碍粘结的附着物。凸起、空鼓和疏松 部位应剔除并找平。找平层必须与墙体粘结牢固，不得有脱层、空鼓、裂缝。 ( 2 ) 基层与胶粘剂的拉伸粘结强度应不低于0 3 m p a ，并且粘结界面脱开面积应不 2 0 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 大于5 0 。 ( 3 ) 采用界面剂进行界面处理可有效增强粘结剂与基层的粘结强度。 ( 4 ) 粘贴聚苯板时，提倡满粘法，即首先将墙体基层找平，基层平整度控制在3 m m 内，采用点框粘时，实际粘结面积不得小于4 0 。 黏土砖墙未提前淋水湿润直接涂抹，或未清理表面油污等附着物时，一次涂抹面 积过大或速度太快未压实会导致局部空鼓；现场施工浆体保温材料搭配不合理影响黏 结强度，形成局部空鼓或破坏等潜在缺陷；低温或雨雪天气无防护措施强行施工，使 黏结层浸水或受冻，改变黏结层材料的性能形成隐患。 2 、e p s 板的几何尺寸误差过大。 目前，在我国e p s 板的生产工艺多采用大块成型设备首先将其制成 l0 0 0 xlo o o x 6 0 0 m m 的e p s 大方，然后用电阻丝将大方切割成大板，再将大板切割成 工程用板，由于生产工艺、设备落后，人为因素控制着产品质量，使生产出来的e p s 板常存在着很多质量隐患。对施工单位困扰最多的就是尺寸问题。 首先遇到的是切割问题。保温板切割采用专用工具或电阻丝切割，破损或切割尺 寸不准的保温板不得上墙。然而遇到局部需要用较小尺寸的保温板时，不能保证工人 都使用这种工具，造成图如2 1 1 这样尺寸误差，切面粗糙的现象。加之e p s 板的几何 形状单一、六个面均是光面平板，板与板之间没有搭接和插接口，用这样的材料施工 构筑保温体系，必然会产生贯通缝，如图2 1 2 。这也是困扰工人施工的重要问题。 图2 1 l切割表面粗糙图2 1 2e p s 板之间出现贯通缝 、保温材料以次充好。 在某项目现场施工，工人施工所用板材质量较好，见图2 1 3 。但施工现场却发现 了另一种e p s 板，与施工所用质量相差较大，见图2 1 4 。将这两种e p s 板现场点燃， 做自熄实验，第二种甚至没有自熄现象，本应起到防火作用的板材却成了燃料。当问 2 1 哈尔滨工程大学硕士学位论文 及为何这些劣质e p s 板来源何方、应用何处时，施工人员表示不知。 图2 1 3 施工现场正在使用的e p s 板图2 1 4 施工现场的劣质e p s 板 4 、保温层粘接不牢。 粘结材料质量不过关或施工作业不认真都可能导致保温层粘接不牢。保温板有三 种粘贴方法，分别是：满粘法、条粘法、点沾法。由于点粘法施工方法简单，用料相 对较少，故应用较多。但很多工人在施工时只是将砂浆随意点在e p s 板上，不能满足 规范要求的4 0 的覆盖面积。 图2 1 5 和图2 1 6 中所示的这块保温板就粘接不牢，甚至不必太用力就能使其较大 幅度的晃动。 图2 1 5同一块保温板在位置1图2 1 6 同一块保温板在位置2 2 2 4 其他类型墙体节能质量通病 调研中，除了以e p s 板薄抹灰系统为代表的外墙外保温系统外，还涉及到了外墙 发泡保温( 聚氨酯硬质发泡保温) 、自保温砌块、苯板夹心保温这几种墙体保温形式。 虽然某些工程在建筑材料上采用了自身系数较低、保温性能较好的加气混凝土砌块或 陶粒混凝土，但是在黑龙江这样的高纬度严寒地区，即使采用了这些材料，为了协调 墙体厚度和工程造价，也要进行外墙保温，因此外墙外保温中发生的质量通病在这些 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 工程中同样会发生。 苯板夹心保温虽然在理论上免去了保护层构造作法，使造价可相对的降低，但是 调研中唯一一项苯板夹心保温的节能工程的施工方介绍：这种保温形式施工难度颇大， 工程造价并不比e p s 板薄抹灰系统低，因此以后将不再采用这种保温形式。质量监督 人员也表示：这种保温形式一旦砌筑保护层，就不能观察到夹心空间内保温材料的紧 密程度，从而判断施工填充是否严密，能否有效避免形成空气对流；对施工人员砌筑 外层墙体后将保温材料较随意的塞进中间层，或只砌筑外层墙体而不放保温材料等现 象不能有力监控。目前已经在某些城市被禁用。因此关于其质量通病的探讨意义不大。 外墙发泡保温( 聚氨酯硬质发泡保温) 所使用的聚氨酯硬泡体在理论上不吸水、 不透水，具有一材双用之功效。而且该材料的热工性能好，还具有耐老化、化学稳定 性好、耐温不熔化、与建筑物基面粘结性能好等优点。因此能够在建筑市场中占有一 席之地。 l 、墙地角保温处理不当。 由于聚氨酯硬质发泡保温在地下应用不便，所以在墙地角处要有苯板辅助才能形 成完整保温体系。因此该保温系统与e p s 板薄抹灰系统存在着类似的质量缺陷。图2 1 7 就反映了多种质量问题。 图2 1 7 外墙发泡保温在墙地角处用苯板辅助 首先，该处保温工程虽然做了地下部分的保温，但是没有对保温板做防护措施， 使保温板与土壤基础，容易受到侵蚀；直接承担各种挤压受迫，容易损坏。 其次，地下体系不完整，在墙角处可看到明显保温缺口，使与之接近的保温形同 虚设。 再次，主墙体发泡保温没有和地下保温连成一体，使基础平面外露，此处保温体 系断裂，形成热桥，直接后果就是室内对应部位墙体内表面温度低，严重时发生结露 哈尔滨工程大学硕士学位论文 现象，长时间会长毛发霉。 2 、喷涂后材料分层。 外墙发泡保温( 聚氨酯硬质发泡保温) 喷涂后，由于一遍没有达到标准厚度，或 对保温层进行找平，需要进行二次喷涂。二次喷涂时由于与一次喷涂间隔时间过长， 首层已经充分发泡并硬化，而二次发泡是以首层为基础喷涂后再硬化的，二次喷涂硬 化产生的拉结力量让它和首层发生了分离，产生分层。其后果是保温体系分成了两部 分，见图2 1 8 。由于外层没有固定，让保温体系受力性能变差，图2 1 9 所示即掰下的 第二层发泡。 图2 1 8 外墙发泡保温出现分层图2 1 9 掰掉的第二层保温材料 2 2 5门窗节能工程质量通病 虽然门窗的本体满足了规范的要求，但是施工过程中处理不当，还是会产生多种 质量问题，影响使用效果。 l 、发泡不充分、填嵌不密实，用其他材料填充。 图2 2 0 中发泡不足，不能完全填充窗框与墙体之间空隙的现象就是由此导致的。 图2 2 0 发泡不完整 图2 2 1 和图2 2 2 中窗e l 下部的保温，并没有按照规定采用发泡剂，而是用随手捡 2 4 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 到的包装盒、保温板填塞，保温质量得不到保证。 图2 2 1 用包装盒作填充图2 2 2 用保温板做填充 2 、在发泡后支撑物不取出，或窗体四周发泡过分。 由于定位窗框所用的支撑物在发泡后会留在内部，不影响表观，在施工时操作者 并不将其取出。但是这些支撑物一般贯通保温层，为水分的进入创造了条件。 图2 2 3 和图2 2 4 中，窗体在填充发泡剂的过程中，发泡过大，突出表面需要切平， 使得本来封闭的保温材料被人为的制造了水分进出的通道。 图2 2 3 定位用木条没有取出图2 2 4 切平突出发泡形成水分入口 3 、使用小块保温板。 门窗框与饰面层之间必须留安装位置，它不只是方便门窗安装，而且对门窗的热 胀冷缩能起到调节效果，实际上形成了门窗的伸缩缝。该缝必须填充闭孔泡沫塑料壳 或发泡聚氨酯，以保证满足伸缩、保温、隔音的需要，门窗内外还要用密封胶或嵌缝 膏封闭用以防水。 图2 2 5 所示窗口回包处使用小块保温板，从图中可以看到明显的贯通缝；此外还 显示了保温粘贴参差不齐的现象。窗框与保温相接处仅涂耐侯胶是难以封闭的，必然 再用小块保温板填塞，造成保温缺陷。 2 5 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图2 2 5窗墙相接处参差不齐并使用小块保温板 4 、塑料窗水泥砂浆堵住排水口。 由于外墙外保温在窗框四周要粘贴苯板，如果洞口尺寸留置不够，做完外墙外保 温，窗框下的排水孔已被抹灰覆盖，下大雨时，雨水不能及时冲排水孔流出，导致雨 水顺着开启缝倒灌的现象。这在哈尔滨市多个小区都发生类似质量事故，例如福顺尚 都、立汇美罗湾等。i 。 5 、固定件安装不符合规范要求。 由于固定片是金属材质，热阻小，为避免热桥形成，中华人民共和国行业标准塑 料门窗工程技术规程( j 盯1 0 3 _ 2 0 0 8 ) 要求固定件应在室内侧安装。图2 2 6 中所示 固定片安装在了室外侧。 图2 2 6固定件安装在室外侧 2 3 屋面与地面节能工程质量通病调查研究 屋面节能工程中虽然有现浇膨胀珍珠岩保温、现浇水泥蛭石保温、硬质聚氨酯泡 沫塑料保温、x p s 板保温和e p s 板保温等多种保温形式，但是2 0 0 9 年这四个城市的 新建建筑均采用了x p s 板保温或e p s 板保温。 2 6 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 屋面节能工程的施工流程一般为： 匡亘至至薹j 至图专匿固专图专圆专匪受耍垂至亟三垂重量虽至至囵圈专囡 怦层j 专肪水层及保护层l 由于屋面一般是平面或斜面结构，所以保温施工难度比墙体保温低，且不会因为 自重等原因导致板材变形。因此施工时只要注意如图2 2 7 进行错缝搭接，避免产生贯 通缝，做好防水，屋面的主体工程就不会出现后果严重、影响保温效果的质量缺陷。 图2 2 7 挤塑板错缝搭接 细部上要注意屋面与墙体结合部的处理，尤其是排水口处也要做好保温和防水。 图2 2 8 所示的一处屋面排水口，既没有做保温处理，造成保温体系的不完整，形 成热桥；也没有做好防水，对保温体系的保养造成了隐患。 图2 2 8 屋顶排水口处没有做保温处理 在严寒、寒冷地区，冬季室外最低气温在1 5 度以下，冻土层厚度在4 0 0 m m 以上， 建筑首层直接与土壤接触的周边地面是热桥部位，不采取有效措施进行处理，会在建 筑室内地面产生结露，影响节能效果，因此必须对这些部位采取保温隔热措施。建筑 节能工程施工验收规范针对采暖空调房间接触土壤的地面、采暖空调房间的楼地面、 不采暖地下室上面的楼板、不采暖车库上面的楼板等建筑室内地面节能工程的验收做 2 7 哈尔滨工程大学硕士学位论文 出了详细规定。 ： 然而的调研过程中发现施工人员对地面保温工作重视程度不够，要么不做地面保 温，要么简单施工、应付了事。在地面节能工程施工时，发现了图2 2 9 和图2 3 0 所示 的现象。 图2 2 9 正在铺设的地面保温图2 3 0 铺好的地面保温应用边角余料 该处地面保温基层处理十分粗糙，仅仅将地面简单推平，砖瓦石块掺杂其中；用 来做地面保温的e p s 板很多都是边角余料，被铺在角落处。这样的地面保温一旦受力 就容易断裂，而这些保温板又铺在房间的入口处，是进入施工现场的必经之路，保温 板已被踩裂。这样施工，不但对切断热桥、节能保温收效甚微，更增加了装修工程的 难度。 2 4 其他质量缺陷、一 除了上述的近2 0 种节能工程质量通病，在施工过程中还存在多种并不是通病，但 也会引发不良后果的个别性质量缺陷： 1 、对已经完成的环节维护不利。 建筑节能工程施工现场，材料、设施多以刚性材料为主，搬运或进行其他操作时 很可能使已经做好的外保温受到刮碰、撞击，形成后天性损伤，影响保温效果。图2 31 显示保温结构的外部创口。 2 8 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 图2 3 1 外部创口 2 、遗漏施工环节。 由于施工人员的粗心大意，导致部分施工环节被遗忘、忽略的现象。图2 3 2 和图 2 3 3 显示的是在某施工现场，一个窗口外部已经做了抹面处理，内部却发现对窗墙连 接未做发泡保温。 图2 3 2 八角窗台外部已经抹面图2 3 3 内部没有进行发泡 这些个别性的质量缺陷并不是集中的发生在外墙、屋面、地面或门窗的节能工程 中，但在各项工程中却时有发生。 2 5 工程行为主体对建筑节能工程质量的影响 从调研得到的资料可以得知建筑节能工程中存在着很多质量通病，为方便分析， 将之整理汇总为表2 2 。 i ， 2 9 哈尔滨工程大学硕士学位论文 表2 2 建筑节能工程质量通病汇总表 1 x p s 板掺假问题 即s 板2 x p s 板粘结问题 3x p s 板的柔性问题 材 4 e p s 板的表观密度不足 料 e p s 板5 e p s 板大量掺入再生原料 问 6 没有将e p s 板进行有效陈化 外 题 耐碱网格布 7 市场上多数耐碱网格布抗拉强度不达标 墙 墙抗裂胶浆、找平抗裂胶浆、粘结胶浆和勾缝剂等产品质 外 其他原材料 8 体量不过关 保 节9 未作地下保温，或有地下保温但无保护措施 温 设计问题 能 1 0 女儿墙上部不做回包，或单侧保温 1 1 基层墙体处理不当 1 2 e p s 板的几何尺寸误差过大 施工问题 1 3 保温材料以次充好 1 4 保温层粘接不牢 1 5对已经完成的环节维护不利 1 6 墙地角保温处理不当 外墙发泡保温 1 7 喷涂后材料分层 没有做保温处理，形成热桥； 屋面节能1 8 没有做好防水，保温体系内湿度过大 地面节能 1 9 地面保温基层处理不当 2 0 发泡不充分、填嵌不密实，用其他材料填充 2 1 在发泡后支撑物不取出，或窗体四周发泡膨出过多 2 2 使用小块保温板 门窗节能 2 3 塑料窗水泥砂浆堵住排水口 2 4 固定件安装不符合规范要求 2 5 遗漏施工环节 第2 章严寒地区建筑节能工程质量通病的调查研究 将建筑节能工程视为对象，施工者、设计者、管理者甚至活跃于建材市场的销售 者都可以视为建筑节能工程的主体。 一部分通病之所以产生，并不是因为工程技术落后，诸如表中外墙外保温的材料 问题和设计问题，实际上都是有标准可依的，这些质量通病的产生不是技术原因产生 的，而是行为主体对产生建筑节能工程质量的影响。 1 、设计、施工人员认识不明或主观忽视。 中央及地方各级管理部门制订了多项规章制度和检验标准，对建筑节能工程的各 个环节做出了细致、科学的定义与规定。但是中国气候分区情况复杂，建筑相关的规 范条例众多，很多建筑从业者往往是以规范为蓝本，用经验做准绳，对不太容易出现 问题，或出现问题后果不严重的质量缺陷听之任之，甚至有意为之。 由于建筑节能工程涉及专业众多，部分设计与施工人员对建筑相关热工知识的了 解不够深入。这导致有些人认为：女儿墙纵向长度达，不做保温回包或单侧保温不会 产生什么不良后果；墙地角处墙体外侧已经做了保温，地下保温忽略也影响不大；屋 面排水口做不做保温无所谓。然而众多的工程实践证明这些被忽视的细节并不是无所 谓的。对于开发商来说顶层屋顶发霉只是个别现象，但是具体到住户，就是多年挥之 不去的癣疥之疾。 、 广大工程人员应该加深对建筑热工的了解，理解建筑节能工程的重要性，认识到 质量通病引发后果的不良印象，从设计、施工、维护等各个环节，对建筑节能工程按 照规定精工细作、精心维护。 2 、工人施工水平不足或不敬业，部分操作不合规范。 建筑是由设计单位勾画蓝图，施工单位组织力量，经由工人的双手缔造的。缔造 者的敬业程度和操作水平，直接影响着建筑和建筑节能工程的质量水平。 这是由于管理者的疏忽和工人的不规范操作，使e p s 板的粘贴频频出现问题；出 现了文中所述粗劣的地面保温；产生了部分窗口支撑物不取出和没做聚氨酯发泡的状 况。 对此，应该加强对工人的施工技能培训，制定明确的责任分工和奖惩措施，使工 人们重视自己的工作，爱护自己的劳动成果。 3 、材料生产设备落后、工艺水平不高。 我国的保温材料生产多是小作坊式的，生产工艺原始、设备落后，使产品质量先 天缺欠，热工性质和力学性能不能满足规范要求。这也导致了在施工应用时发生如： 3 l 哈尔滨工程大学硕士学位论文 e p s 板的几何尺寸不规则，切割后仍不能消除误差，铺设时对不上而产生贯通缝多种 由材料而产生的质量通病。 各级规范既然对材料的表观密度、抗拉性能等性质做出了规定，这显然不是无的 放矢的，而是在现实中能够实现的。众多学者与工程人员也开发出了多种适合在工程 中推广使用节能技术与保温材料。 那为什么还会在出现劣质材料的市场呢? 从市场经济的角度看，有需求才会有供 给，目前市场上充斥着很多不合规范的e p s 板，这表明劣质e p s 板存在市场、存在买 家。这就需要分析更深一层的原因了。 4 、市场中的各组成单位以经济利益为导向。 在实际工程中，无论是开发商还是施工单位必定由自身利益出发，区分示范性工 程和一般性工程。对于示范性工程或者评优工程，由于政府补贴的存在，各方都不会 冒天下之大不韪，在材料问题上以次充好，在施工时应付了事。 但是对于经济适用房、棚户区改造房等一般性建筑，由于没有评优时检查那样严 格，且检查人员不会也不可能对工地的各处各环节进行无缝检测。因此开发商在选择 。材料，确定施工方案时都会尽量节约开支。 买家的大肆压价，生产厂家为了能够得到订单，都迎合了不规范的供求市场，促 使厂家大量生产劣质e p s 板低价出售。 施工时也有类似情况开发商希望减少投资，加快施工进度；施工单位也会为自己 的利益考虑，他们的对策就是你给什么价，我就干什么活。 针对建筑节能工程行为主体对其质量的影响，提出建筑节能工程质量通病的防治 与治理的几点建议： 卜 l 、加强监管力度，制定明确的奖惩制度，尤其是对发生建筑节能工程质量通病时 的惩罚力度。 国家对建筑节能工程除了制定标准，严加管理外，已经制定了很多鼓励政策，对 达标的节能建筑项目提供补贴。但市场的主题就是经济利益，开发商们都想既节约了 成本，又拿得到补贴。这种想法没错，但是不应该牺牲工程质量，通过偷工减料的方 式去谋取利益。因此，应该加强处罚力度，让各建筑部门产生反思：通过购买劣质材 料和粗糙施工抢进度带来的经济利益，是否能够弥补因此受到处罚的影响。 这是对建筑节能市场源头的治理，为的是整顿“生存环境”。 2 、治理不能够按照标准要求生产建筑节能用品的“小作坊”。 3 2 第2