技术交流会

建筑碳中和云论坛——第四期内容提要
2021-11-12

徐双平:各位领导、专家、朋友们,大家下午好,非常荣幸分享交流,在我们国家碳中和、碳达峰的情况下,围绕建筑行业减碳目标重点分析HVIP气凝胶真空绝热板产品在建筑节能方面的应用。

  有关国家双碳目标和相关的政策大家都很熟悉了,不做具体的讨论。建筑行业作为碳排放的重点领域,承载的任务非常重。在建筑体系中,外围护结构热损失占整个建筑体系的70%以上,外墙热损失又占了35%以上,也是造成碳排放的重灾区。这对外墙保温体系和保温材料提出了更高的要求。

  关于HVIP气凝胶真空绝热板,导热系数0.005 W/mK,符合行业标准一级,是传统保温材料的5到8倍,燃烧性能E2级,性能的优异,可以说真正依靠新技术、新工艺、新材料助力建筑行业的减碳。

  说起HVIP气凝胶真空绝热板,外面的阻隔膜由新材料形成,真空绝热板还包括很多的辅助材料,这些辅助材料生产中会被我们忽略,或者已经改变了原有的样子,比如说CCG,真正的VIP里面添加的是高真空状态下才会被激活发挥作用。现在我们常用的产品,有的没有加CCG,或者普通的干燥剂代替,很难维持产品内部较高的真空度和绝热性能。目前市面上有各种各样的绝热类产品,外观上差不多。

  还有我们为了真空封口的热风层,采取纳米材料,还有纤维类的新材,口径差异比较大,有的3到5个微米的口径,也有10到15个微米的口径,不同的材料构成,对真空绝热板的加工和性能都造成了很大的差异。纳米材料和新材,初始真空度100个帕斯卡就可以达到国标的要求,后续的长期使用过程中维持这个真空度有很大的困难。我们中亨公司也是唯一采用气凝胶作为符合新材,两者的构成都是二氧化硅,工艺略有不同,气凝胶采用的是溶胶办法,二氧化硅都是纳米尺寸的粒子,都具有三维的网络结构,分子结构上略有差异。

  另外HVIP都有不同的创新,拿我们的阻隔膜来说,采用了主要的阻隔层,整个阻隔膜性能更好。行标当中规定导热系数小于0.008的是二类产品,目前我们导热系数达到了0.001,传统材料的是十倍到二十倍,无论是选型还是设计,都提供了很多空间。

  说起HVIP气凝胶真空绝热板,优异的性能非常清楚,每每提到绝热板,可能是掉真空,漏气,性能衰减,这也是大家在使用过程中最担心的问题,阻隔膜不是百分之百的阻隔。目前行业上采用的高质量的阻隔膜都有明确的规定,小于0.005,所谓的掉真空的漏气是真空丧失的状态。至于人为的打孔破坏,我们不做过多的讨论。

  重点分析一下真空绝热板掉真空、漏气的原因,60%的原因是封口缺陷造成的,加工过程中封口线夹杂着粉尘、纤维,加了玻璃纤维布以及特殊的封装方式导致我们封口过程中必须提高温度和压力,这个过程中PE膜会发生开裂,产生一定的缺陷,这也是导致产品漏气,丧失真空最关键的因素。

  真空度不足,缓慢地释放气体,以及采用质量差的膜,外力破坏的原因都是导致产品漏气的原因。我相信是可以通过工艺改善、设备升级以及质量控制避免的,或者至少能够控制在理想的范围内。

  目前真空隔热板最广泛的也是这个薄抹灰的系统,我们应该开发适合真空绝热版的特殊的薄抹灰系统。我们的主要特性是保温隔热,依靠真空维持优异的性能,如果操作不当,导致负载过大,上面谈到的漏气的过程,发生真空下降,真空丧失以后,整个的系统力学性能大大下降,造成极大的安全隐患。

  被动房上我们做了很多的工程案例,研究了具体的工程方案,采用HVIP封口和配件,以及和岩棉粘贴的方式。另外针对装配式建筑的要求,也有预制墙体等施工工艺。

  我们现在也在研究保温装饰一体化板,产品的常规尺寸达到400×2.4米,而不像现在传统的400×600的规格,通过工厂内部小尺寸的HVIP搭接,满足了不能切割、现场排版困难等一系列问题。

  另外我们研究了复合保温体系,拼缝难的问题和粘接施工难的问题,通过错缝、错层直接施工。

  这些年我们在被动房做了很多的案例,也积攒了很多施工方面的经验,就不具体阐述。

  我们公司位于河北邯郸,一直致力于高端HVIP气凝胶真空绝热板研发、生产和应用。公司研发过程中产品获得多项国家专利,主编和参编了多项标准。重点强调的是,去年2020年,我们在寒冷地区超低能耗居住研究当中获得了河北省建设行业科学技术进步一等奖。

  HVIP气凝胶真空绝热板的生产具有一定的门槛,希望各位厂家和技术从业人员不断实现品质升级、技术升级、应用升级,为我们国家的建筑节能和建筑减碳提供可行的产品和技术方案。

  最后非常感谢大家拿出时间聆听,谢谢。


丁丽:大家下午好,很感谢平台,有机会可以和大家一起交流,在建筑双碳的目标下岩棉是不是有更新的探索。

  今天主要跟大家一起交流一下在建筑双碳目标下推出的新的产品,在建筑节能方面,外墙外保温系统受到了一定的政策的变更,在这种情况下岩棉的处理方式,另外介绍一下低碳产品。

  建筑的碳排放在整体的排放中占比比较高,主要集中在建筑的运行阶段和建材的生产阶段,我们作为保温材料的生产厂家,在这两方面都会做一定的努力,后续的介绍会有。

  去年下半年和今年上半年,部分省市对薄抹灰外墙外保温系统进行了一定的变革,也给我们的外墙外保温的市场带来了一定的影响。

  外墙外保温在我们国家有20多年的实际应用案例,有很多好的应用案例,也有很多项目出了问题,各个省市的调研报告汇总了一系列的数据,据京津冀地区的调研报告中调研的面积看,随着2009年以后,对建筑防火的要求越来越规范化以后,在整个外保温系统中应用的材料相对集中化,主要有A级岩棉,B级保温性能的EPS,同时现有的市场中出现问题的项目,不单单是某一材料或者某一个配套产品,是一个系统,所以在整个系统中,可能我们每个系统的提供者,或者材料的供应者都是受到了这次禁用目录的影响,也给我们行业敲响了警钟。

  岩棉是不燃材料 适合建造会呼吸的房子

  在大家的认知中,很多是从报纸上开始的,大家也了解到,对岩棉提出了一定的置疑,今天借助这个平台跟大家一起认识一下岩棉。

  岩棉来源于火山喷发,现在的工业化生产是将岩棉的石块通过处理变成了纤维类的材料,其实更类似于形态的变化,像大自然的搬运工一样,形态发生了变化,化学性能没有变化。主要的原材料做了高温熔化,像棉花糖一样,变成溶液之后,高速离心机的旋转下抽拉出纤维,这就是岩棉制品,可以呈不同的形状,外墙外保温用的是板状的,其实有很多的性能,原材料是无机的,也带来了正确的性能,岩棉纤维是不吸水的。

  在我们的外墙外保温的应用中,标准十几年前就已经提出了要求,有时候说岩棉吸水,首先要看是不是岩棉,后面我们会介绍到,岩棉是不燃材料,而且是很好的透气材料,适合建造会呼吸的房子。

  大家在很早期的项目中,也会看到用的绵为什么比较软,时间长了会坍塌,这个在二三十年前,很多的项目中是会碰到的。如果发现时间长了坍塌的很多都矿渣棉,原材料差异很大,带来了后续的工艺和生产不同,岩棉主要选用了天然的矿产,矿渣绵主要是工业矿渣,成分对于天然的岩石主要的区别是它的成分很杂,熔点更低,矿渣棉熔点更低。对于岩棉来说,熔点肯定是大于一千度,原材料和工艺生产导致了应用的状态是不一样的,遇水的反应,矿渣棉有一个衡量的重要的参数,酸度系数,是很重要的性能参数,矿渣棉酸度系数很低,就带来了耐温性和耐久性受到很大的影响,同时矿渣棉里面有一些杂质。

  酸度系数的指标就是为了衡量矿物棉里面的酸性成分,我们用分子系数衡量材料的指标,可以看到不同的系数下耐温和耐水的性能,耐水性1.6以后就渐渐的趋稳,很多建筑用的岩棉酸度系数大于等于1.6,最高使用温度,建筑中都是常温,最高六七十度,有时候表面温度会高,但是我们作工业设备上,很多的高温到200、600度,这个时候它对覆盖的保温材料的要求会越来越高,酸度系数的不同导致热稳定性和耐水性,长期的使用寿命上是很重要的指标。

  从工厂生产的岩棉来说,有的岩棉很软,有的岩棉很硬,这个完全根据需求来看,岩棉有一个很宽泛的密度范围,最低35公斤每立方设计到220容重,可能更薄,250厚,20厚,根据需求设定,因为密度空间很大,可以完全被压缩软软的,也可以生产硬度很高的,50度的岩棉板需要在侧面做一些细微的切割或者开缝,对强度要求很高,根据使用的区域不同,性能也是不一样,所以应用范围在建筑领域来说,没有强度要求的隔墙一直到有强度要求的外墙外保温,还有可加工性的夹芯板都有一定的要求,岩棉除了保温材料以外,还是很好的耐火材料,央视大火的案例就是我们做幕墙的时候,因为防火封堵没有设计,像通道一样火蹿上去了,幕墙中现在的要求都很完善,有效的阻止火焰的蔓延,对防火封堵就有一定的耐火时效的要求,大家看起来是岩棉制品,但是不同的要求有不同的标准。我们的应用要选择不一样的对应的产品标准。

  对于每个材料在生产过程中都有一定的耗能,现在在碳达峰,碳中和的大的目标下,全生命周期看,岩棉是一个很好的产品,这是来自于欧洲材料协会,很早之前他们就注意了,因为欧洲比我们做碳排放这块更早一些,大家可以在他们的网站上可以看到,岩棉生命周期不是耗能的产品,它使用的阶段节约的能源是整个周期耗费能源的一百倍以上,所以是绿色低碳的产品。

  我们在岩棉的生产制造环节,我们公司又是如何控制,尽量的降低碳排放呢。首先,我们采用了智能的控制,可以提高生产产品的精准度和精确度,其次,来开展降碳减排的工作,引入电炉,可以节约40%的标准煤,再用再生能源,我们可以铺设太阳能和风能。通过引进太阳能或者风能可以大大的减少我们对目前电网的依赖,这样可以有效的降低对碳排放的增加。最后,我们也研发完成了生态岩棉,整个工厂实现了零固废和零废水,同时研发了废气稳定的再循环利用,减少排放的标准。

  应用于装配式内装 更加环保健康

  倍适舒生态岩棉,对一系列的绿建和健康建筑重视的是建筑的节能,还有建筑的内部的空气质量和环境,对人体的居住的舒适感要求越来越高,也是在这个大的背景下,我们研发完成了倍适舒生态岩棉,这个材料主要是岩棉纤维加上生态黏结剂,两个成分组成了倍适舒岩棉,零甲醛释放,同时没有有害的TVOC,完全符合或者高于国家空气质量标准的。

  对于建筑的节能要求肯定是希望它材料的导热系数越低越好,我们作为无机材料,通过我们对工艺的升级,把纤维做的更细一些,更长一些,基于岩棉就是很多的纤维交织在一起,压成一个制品,通过纤维把我们相同空间中分成很多很多的小孔,有效组织了空气的流动,从而形成了保温的作用。

  随着装配式建筑,特别是装配式内装的推广,可以用更低,更薄的厚度达到同样的节能的效果。它的环保和健康方面,因为我们在室内使用很多担心的是挥发性的有机物,所以我们去抑制了CDPH测试,35+1的挥发性有机物,我们通过了他们的认证,也为我们在室内空间的应用都有很大的加持作用。

  用在室内肯定担心会不会长霉,作为保温系统完善以后,因为是生态的黏结剂我们也做了一系列的依据美标和国标做了霉菌生长的设计,最高的级别,同时抑制了常见霉菌的生长。

  目前声学是很重要的方式,噪音污染现在是很重的,对于单层的石膏板加龙骨的构造和加不加岩棉的处理,隔声效果差6个分贝。

  现在随着国家标准的升级,对楼板的要求越来越高,倍适舒岩棉推出了辅助楼板的系统。谢谢大家。


韩旭:2030、2060年实现达峰和中和的目标,未来中国建筑绿色发展的政策坚定不移,现在格亚德主要分三个板块,第一个是交通节能板块,解决的政策和办法是新能源汽车的发展,第二个是工业节能,老旧设备的节能改造,高耗电、高污染的设备改造也是解决的方案。第三个是建筑节能。

  谈到石墨聚苯乙烯不得不提到石墨的特性,石墨是碳的同素异性体,中国的石墨提纯技术相对落后,格亚德也是致力于生产石墨聚苯乙烯颗粒和石墨聚苯乙烯系列产品,选择的石墨都是国内优质的矿产采购送到国外加工制造,通过一流的提纯以后添加到聚苯乙烯里面使用,大大的提高和增加石墨的特性。

  石墨的特性我总结了六点,也是之前一些应用和验证的,第一个是耐高温性,第二个是高强度,现在行业内俗称的手感好,比原来悬浮法工艺出来的手感强度高一些,第三是导热系数,取决于第五有特殊的结构,降低整体的板材的导热系数,第四是化学稳定性和第六热稳定性综合汇集到石墨聚苯乙烯的耐久性的问题。

(图1:石墨聚苯乙烯颗粒;图2发泡以后的泡粒;图三显微镜下做的照射(2000倍);图四显微镜下做的照射(5000倍))

  左边的图,红色箭头的方向一个个黑色的点就是石墨,现在格亚德已经研发加到层数5000层在一个泡粒里面,可以看到是均匀的分布,形成一个良好的导体,继续形成热桥进入主体结构乃至室内,这一点非常关键。

  中国的图是悬浮法,市场上俗称的黑色板材的泡粒的切面,可以看到红色箭头的部分有云团状,可以看到不是真正的添加了石墨,这样的碳黑可以清楚的看到完全已经破坏了整体的泡粒结构,它对整体的导热系数反而没有降低,而是增加的态势。

  最右边的图,在格亚德展厅里面展示的时候拿出的碳黑和石墨在纸上的划面,如果放在一起不仔细看,颜色相近一些,但是仔细看,上面是碳黑的颜色,后面的有银色金属光泽的出现。

  刚才说了石墨的特性,讲讲石墨聚苯板通过哪几个方面是好的板。第一个导热系数,格亚德的板材石墨添加量在4%-5%的时候,板材导热系数是非常好的表现。现在从16公斤到30公斤到最后的150公斤的石墨聚苯板导热系数可以呈现,原来呈现的只有30公斤,现在到了150公斤,导热系数依然不错,可以达到0.0401,也是整体的呈折线的形式,现在很多的开发商和施工方找格亚德,一般格亚德建议使用20公斤到22公斤的板材,这样的导热系数是非常好的。

 

 

  镜子结构加入到泡粒里,热辐射和冷辐射传导和穿透的的时候会折返出大约25%左右的热辐射和冷辐射。如果不合格的材料就会持续燃烧,但是达到要求之后就会离火自熄。刚才张处提到了烟气毒气实验,也是当时格亚德亲自在火检中心进行了实验,最后实验报告也是达到了T0级别。

 

  如何区分挤出法和悬浮法的板材,在实际的展会上拿到的板材,上面是格亚德的板材,下面是悬浮法的板材,可以清楚的看到每个泡粒30%到40%的断裂面,下面的是完全没有断裂面。可以放大看一下,每个泡孔中有一个个小点点,这是碳黑和碳渣的形成,同时为什么石墨聚苯板有良好的抗拉压缩强度,主要取决于成型的过程,导致它有很好的抗拉和压缩强度,也离不开国际顶尖的挤出法的技术。

  板材密度从16kg/m3到150kg/m3,150kg/m3的板材密度压缩强度可以达到2300多千帕,27kg/m3的板材密度可以达到200千帕的压缩强度,也符合国家的标准,给合作伙伴提供经济成本最低的密度和板材的需求。

  最后是墙体发霉,其实墙体发霉也是跟保温层有一定的关系,一定要选择有一定水蒸气透过系数的,如果不透气就会导致墙体发霉。

  第三部分是石墨聚苯乙烯的创新和应用,格亚德的隔热型材现在应用比较多的是门窗,可以大大的提高门窗的安装施工效率,可以去除热桥,包括后面最大的优势,能方便门窗的施工和更换。

 

  还有石墨聚苯乙烯的排版,解决保温整体性的问题。最后是格亚德做的装配式保温一体化的方法,真正的把装配式和被动式结合的一个方面。建筑领域还有一些农村比较多的模块化建房,内保温和外保温相加也可以达到90以上的保温节能系数。



黄永申:大家下午好!感谢康居认证中心给我们交流学习的机会。今天跟大家主要分享三点:双碳的国家政策、被动房的发展、围护结构在被动房里的重要性。

  从去年9月20日习主席提出双碳的背景,中国的被动房迎来了新的发展,被动房是符合未来的发展方向的。

  首先,中国建筑的碳排放占总排放的51%,一个是建筑本身的能耗,还有工厂、工业建筑材料的生产、运输。未来的碳达峰、碳中和跟建筑是分不开的。

  全球碳排放原来是欧洲引领,欧洲国家2000年碳达峰了,碳中和在2045年,中国是2030年碳达峰,2060年碳中和。发达国家五六十年的路我们中国三十年完成,所以中国在节能方面要加倍努力,所以也迎来了被动房发展的空间。

  最近,科技日报、人民网都发文提出了让建筑“绿”起来。目前国家在制定碳达峰的政策,各个地方包括住建部都在制定政策,江苏第一个出文。北京今年拿地被动房占20分,如果这20分你不要就拿不到地。

  围护结构跟被动房息息相关。第一个,很多人认为被动房就是把保温做好,其实不是,因为被动房是六面全闭合无缝衔接的系统。目前我们存在着很多的被动房项目,还是有好几家做,地下一家,侧墙、屋面、室内都是不同家在做。现在也有开发商由一家做,包括我们也做了打包的服务,门窗新风都由我们一家管理,比如做了北京的实验小学改造项目,大约三千平米,两个多月完成改造,包括新风、门窗、保温。

  其实做好一个被动房还有一个路径,首先从源头上设计优化;其次理性投标,现在很多项目还是在低价中标,这也是目前中国发展被动房想做好的困境;再有就是专业团队,专业的人做专业的事儿,现在很多不懂的人做,包括外保温系统,其实有一些人虽然做保温,但是他对保温的性能、系统的性能并不是完全理解。你要想做好一个工程,一定要对这个系统完全了解,每个步骤的做法;然后是材料把控,虽然是三分材料七分施工,如果没有三分材料,后面的施工也没有用,材料选好,施工也要做好。最终是恪守流程,要想优质的材料,优质的生产,然后有优秀的工程施工,主要做的还是要控制,质量控制,安全控制,还有对人的思想控制。人的思想是最主要的,因为人的思想引导了人的行为,将来我们会在里面做很多的控制。

  其实在我们的施工过程中,每个环节像齿轮一样咬合,互相衔接,如果衔接不好就会出现一些问题,所以做好被动房你要了解整个被动房的原理。建筑主体完成之后,我们设计的地面、门窗、屋面防水和地下防水,新风管道实施,外围护结构中指导着进行,把这些互相配合好,才可以把这个项目做好。

  跟大家分享外围护结构的一些系统材料。首先是门窗链接条,普通的建筑里面没有,主要的作用还是防止门窗洞口进水。这个施工的时候一定要控制好施工方法,我见过很多现场的施工方法不对,造成了一些质量的问题,所以好的产品要有对的施工。

  无热桥的构件,采用的是塑料合金的材料。

  护角的安装,解决墙角的美观,防止磕碰,如果没有护角,磕碰很容易坏。还有用上护角之后,对工人的技术要求就低了,用了护角之后相对简单一些。

  鹰嘴滴水线,主要引导流水下流的,以前做的是美条,下雨的时候可能雨水通过保温开槽进入里面,两侧处理不好就会进水。所以用上滴水线,解决了雨水下流的问题。

  穿墙螺栓的套管的施工非常简单,最主要的一点是解决了控制问题,很容易控制。

  雨水管的固定套件安装施工也非常简单,解决了原来用支架做的时候,保温的地方很难处理。这个螺栓单个可以承载十公斤,我们可以根据楼层的高度计算雨水管需要多少。塑料材质采用的是尼龙材质,衔接的地方采用了橡胶垫,保证了防水,后面打了硅胶,用硅胶解决了后面防水的问题。我们安装的是不锈钢的螺栓连接件,保证这个连接件未来几十年不会坏,更好的质量的保证。

  我们研发的一款锚栓安装的工具,用这个工具施工之后,大家可以看到锚栓进入保温板嵌入的深度是统一的,我们可以从地下看到一百米高的建筑锚栓安装是否合格。如果这个锚栓安装不好,锚栓不会进入墙体,它是靠拉力拉进去的,最后封堵的是保温砂浆,也可以用保温板扣帽,这样我们的锚栓合格率就是百分之百,因为在我们的建筑施工里面锚栓的使用合格率很低。这样可以保证施工,整个保温不会落后。

  2015年我们开始做被动房施工,目前已经做了40多个项目,近200栋被动房,包括改造的,包括做一体化施工的。


周洪涛:各位行业同仁大家下午好,我介绍一下石墨的情况,石墨EPS是普通白色的EPS的升级产品,大幅度的降低导热艺术,材料进入中国已经十年了,但是材料生产制造并不容易,我们的整个被动房行业要围绕建筑保温做很多工作,也是被动房项目成功的关键因素。所以对石墨EPS的品质要求很高,我们康居工程以做出高品质建筑为目标。

  我结合一个小的点,材料部分给大家解释一下,我们公司的技术产品和市场运营,2015年成立,公司致力于各种微发泡高分子材料的研发制造,也是国家高新技术企业,公司的生产工艺已经被中国轻工联合会确定为高科技成果。

  上世纪五十年代发明的材料在很多行业得到了应用,最关键的领域有50%主要用于包装,常见的泡沫箱,还有40%的使用量用于建筑保温,还有5%左右用于其他领域,安全头盔等等特种领域。石墨EPS是在普通的基础上发展起来的,科学家发现它像镜子一样,而热传导30%是红外线,人眼看不到的,但是会散发大量的热能,石墨的片状结构对红外线有反射的效果,EPS加入一些一定量的石墨就可以把室内室外的红外线反射回来,我们测量得到的是0.040左右,石墨EPS可以做到0.032导热系数以下,最低的可以做到0.028。

  关于石墨EPS有两种生产方法,一种是悬浮法,主要是传统工艺,属于化学合成,但是受限于石墨对苯乙烯聚合有阻聚作用,石墨的添加量有很大的限制,加多了就废了,很难达到低导热系数的目标,常规的可以做到0.032左右,但再低了就对选法工艺非常难。

  第二个方法是挤出法石墨EPS。这种工艺是用聚苯乙烯为原料,高温热熔形成挤出法的石墨EPS,工艺成本高,最大的优势是对石墨的添加过程,窗口很大,可以加的量比较多。

  公司2015年开始研发,最主要的成果是自主研发了生产装备,核心部件也有进口,但是整个工艺是自主研发的,这其中的技术难点有几个方面,第一大填充量的石墨添加,对于后期发泡导致破裂,导致苯板性能不好,需要我们解决这个问题,通过实验努力最终可以实现5%的石墨添加;第二个技术是石墨怎么均匀的加入。第三个难点,因为中国比欧洲对阻燃的要求还高,阻燃剂高温加工过程中必然产生分解,对工艺需要采用低温加工,强力混合,最大限度的均匀分散,并实现最少分解的目标,实现B1B级的阻燃标准,只要投入一定的成本就可以实现,可以批量化生产。

石墨聚苯乙烯在外墙保温的优势

  目前主要研发石墨聚苯乙烯,我们认为外墙保温上有几个重要的优势,其中最核心的优势是,我们不做房屋保温,也可以实现更低的导热系数。在被动房领域,普通居民住宅国家要求0.033,国内以下就可以了,但是被动房领域对保温系数要求非常严格,直接涉及到被动房最终能不能达到目标,合格的材料是项目成功的关键因素。包括为了实现更低导热的目标,我们公司在常规销售的产品以外特殊派发了301BK,这个材料可达到更低的导热系数,普通的20公斤密度的板材可以承诺导热系数低于0.030,但是打的更结实的时候可以达到0.029的数据,目前0.028的数据还没有。

  第二个是防火性能,阻燃等级达到B1B,难度是挤出法的阻燃剂的添加和保护工艺,但是日常销售时就涉及到不同的市场价格,即使实现B1B级的产品,价格也远远低于进口材料的成本。

  另外两个优势,挤出法石墨EPS对比悬浮料的基础上,有一个优秀的溶解性,悬浮料水上聚合出来的很多的分散剂,颗粒的结合度很难,常规悬浮料的板材一看都是颗粒,对于挤出法没有分散剂的使用,因为大分子量聚苯乙烯的使用,强度和抗压强度的指标都会非常好。

  此外,在经济效益上,挤出法出料率更高,水向聚合的原料里面1%的水,含在材料里,挤出法石墨料发泡剂含量5.3%左右,综合算下来,一吨的挤出法石墨料大概可以出980公斤的板材,悬浮料大概950公斤左右,所以这个也能给制品厂省一些钱。

  这种挤出法石墨料也不是很复杂,主要用于建筑保温行业,现在我们国家建筑保温行业比世界发达国家起步相对晚一些,各地的节能标准以前不高,但是去年开始已经在北方地区大面积推行75节能的标准了,优秀的建筑保温系统可以减少供暖燃料,包括煤的使用,天然气的使用,对工期改善也会起到很多的作用。

  石墨EPS更是在普通的EPS的基础上进一步降低导热系数,可以使用更少,要达到相同的保温效果,低导热系数可以减薄,可以使用少的塑料实现建筑节能的保温目标。

被动房或者零能耗住宅对石墨苯板的推广的重要推动作用

  据行业统计,每年在国内作为苯板,应该有150万吨的使用量,新型的石墨聚苯板这几年逐步得到了认可,进入到建筑设计的领域,我们认为未来的增长空间还是有的,现实的数据,包括被动房技术从欧洲来,欧洲的外墙保温石墨聚苯板占到50%到60%,其实石墨聚苯板的成本没有提高多少,但是它真正的使用上,因为建筑几十年的使用,它能达到的效率远远高于一开始的成本的增加。

  随着我国75节能的标准的推行,保温材料也在逐步升级,像北方地区,普通的白苯板不能用了,设计成石墨苯板,我们开会设计的被动房或者零能耗住宅的推广,对石墨苯板的要求和将来的推广起到很重要的作用。

  从世界意义上考虑,现在我们国家跟世界上签署的碳中和的目标,作为房屋来说,很多报告都有数据,在中国房屋保温减少的燃料取暖是对我们整个碳中和目标实现里面占有非常大的比例,所以我们国家现在也在推高端被动房项目。

  我们生产石墨苯板最重要的优势在于一直做真正的低导热石墨EPS,用自己的原料做的石墨苯板一定能达到保温效果,同时附带相应的阻燃要求,这两点是有品质保证的,谢谢大家。


陈占虎:在施工工艺和监管各个环节中,外墙外保温中薄抹灰系统是很好的系统。但是现实中薄抹灰外墙外保温的系统,板材脱落,火灾现象频发,这种背景下各地出台了相关的政策,对薄抹灰外墙外保温系统禁止使用,现在河北省除了砌体结构20米以下的可以用外墙薄抹灰系统,其他的体系,无论是被动房的公共建筑还是居住建筑,新的标准出来之后,都是用保温一体化技术,新的技术体系。对设计咨询、施工、后期的检测评价以及后期的运营都带来了一定的困扰。

  被动房保温结构一体化的提出也有社会责任,后期的保温系统的修缮、更替,不但是增加碳排放量的问题,还有社会矛盾的问题,这部分的维修基金从哪来?政府单位也是想把建筑外保温系统做到和建筑同寿命,需要本着很大的社会责任感推动这个体系。

  虽然我们各方面也有困扰,但也是抱着积极的心态,不断的梳理问题,提出一些思路,使得被动房保温一体化的技术不断的完善。

  三楷深发单位在被动房做咨询,也是做一些材料的生产,包括施工、检测和运行。接下来谈谈三楷深发在新体系推广过程中的困难和一些思路。

  本次汇报的题目是被动房保温结构一体化助力碳中和,第一个是保温系统使用寿命与碳排放的关联性,第二个是保温结构一体化的类别和特点,第三个保温结构一体化潜在的问题,最后是围绕这些问题想到的解决思路。

  首先第一部分,保温系统使用寿命与碳排放的关联性,有一个标准CECS374:2014《建筑碳排放计量标准》:这涉及了2014建筑碳排放剂量标准里面两个术语,一个是建筑全寿命周期,建筑从材料生产至最终拆解、回收的一系列前后衔接的阶段,包括材料生产阶段、施工建造阶段、运行维护阶段、拆解阶段和回收阶段。另一个是运行维护阶段,指建筑运行的耗能量、耗水量,可再生能源的种类及使用量,维护更替活动的材料消耗量,维护更替活动的耗能量。其中 运行维护阶段中,维护更替活动产生的材料消耗量和耗能量应通过查询维护更替方案确定,并按本标准附录A表A-3进行记录,就提出了一个建筑外墙系统寿命和碳排放是有关联性的。

  这个标准里面提出运行阶段过程中,在工程方案定下来以后,需要进行目录的记录和填写,可以看到活动水平数据采集记录表里面对更换的方案实施的过程中的材料更替、构件、部品和设备耗量要进行统计,计算的公式里面也规定了材料构件更替的碳排放的计算公式,需要把主体材料统计出来以后,对应的碳排放因子进行累加,得到材料更替的碳排放量。

  目前结合河北省地标来看,河北省工程建设地方标准《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》DB13(J)/T8359-2020和河北省工程建设地方标准《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》DB13(J)/T8360-2020两个标准都提出了现浇混凝土保温系统在市场使用的条件下,保温系统使用年限不应少于五十年,现在的建筑设计一般都是五十年,这个体系提出来以后,基本上实现了保温系统和建筑同寿命。在《外墙外保温工程技术标准》JGJ144-2019里面也提到了正常使用和正常的维护条件下外保温工程的使用年限不应少于25年。

  在整个建筑的生命周期过程中,目前所用的外墙使用寿命25年,理论上50年的过程中需要更替两次,如果用河北省的地标设计和建筑同寿命,就不需要更换。这就可以减少更新维护的碳排放量,这也是被动房保温结构一体化和碳排放之间的关联性。

  围绕着被动房能耗计算的关联性把地标的构造和要求给大家分享一下。这里面提到了一个大类来,第一个大类是现浇混凝土内置保温系统,分为点连式和垳架,其中点连式的内置保温系统,混凝土结构层、保温层和外面的混凝土层中间是连接件和限位固定件解决的,三楷深发做能耗计算的过程中困扰比较大的,第一个是里面的连接件用的材料是八毫米的螺纹钢筋,在被动房里面用的断桥铆栓,在热桥传输量是影响比较大的,虽然为了加强各个构造的连接的有效性,提出来用这个材料做,但是被动房设计过程中热桥量很大,所以需要我们对材质和构造多想一些思路解决这些问题。还有一个影响比较大的,要求层间混凝土挑板伸至4/5的处,端部设置隔热错之,但是空间上下一公分,这个热桥的处理效果有,但是还需要进一步的完善。其中还要求保温板是六面,虽然砂浆只有薄薄的一层 ,但是对热桥也是有影响的,点连式的设计过程中要对热桥进行分析,考虑到能耗的计算。现浇混凝土内置保温体系垳架的,同样要求层间设置混凝土角板,保温板也是六面喷涂砂浆,也考虑到对热桥的影响,地标里面提出来所有的系统垳架腹筋、穿透保温层的斜插丝应该采用不锈钢丝,它在所有的金属材料里面导热系数低一些。

  第二个大类,指的是钢丝网架复合板喷涂砂浆外温保温系统,也分A板和B板,A板的构造,基本上是到墙上以后混凝土墙体,这是保温新材,中间有一个连接件,构成了A板,这个体系也有一个要求,连接件也是一个上面的材质数量不是一样的,存在一些热桥,辅丝都是不锈钢丝,条板伸出的长度标准没有定,后面六面要包覆,解决施工运输过程中的防火的问题。

  同样的体系,公建地面的填充板是B板,喷涂砂浆,A级保温板,保温新材,外面的构造也是A级保温板加上砂浆喷涂,中间也是非穿透的斜插丝和钢丝网组成,通过连接件做连接,找到稳定性,材料的要求也是一样的,包括辅丝也是不锈钢的,隔层也要设置混凝土角板。

  河北省工程建设地方标准《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》DB13(J)/T8359-2020里面考察实际工程应用的情况,包括研发的情况过程中提出了内置夹心保温系统和喷涂系统,鼓励采用新技术、新工艺、新材料、新产品。

  还有一种是保温结构一体化,大模内置现浇混凝土复合保温板体系,配套的产能,包括产品的种类、工程应用数量都是比较成熟的,混凝土构造层、保温层外面是一个找平层,抹面层和饰面层,形成了一个保温板的体系,要求厚度包括里面保温新材的等级,也会产生一些热桥,层间也要设计混凝土调板。

  所以在整个的被动房设计过程中突出的特点,每个层间设置了混凝土挑板,可能端部用真空板出来,上下左右进行延展40到50公分,尽量的减少热桥对能耗的影响。

  三楷深发做这个体系开发和咨询过程中碰到的一些问题,第一个问题是桁架式、点连式内置夹心保温系统修正系数对保温厚度设计的影响,地标里面没有明确的规定系统的修正系数是多少,说应该根据时间的数据结合热工计算,综合的考量系统的修正系数,后面的条文解释里面也举了一个例子,提到系统修正系数1.3,但是考虑到各种构件会增加,所以要根据实验具体的给定,目前要参与热工计算,除了保温材料1.05以外还要对系统加一个修正系数,然后还要满足0.15的K值要求,无形中增加了保温的厚度,保温的厚度增加了以后,后期的容积率都会产生影响。

  第二个层间混凝土挑板线性热桥对建筑能耗的影响。

  第三个层间混凝土挑板经热桥处理后,在满足建筑整体能耗计算要求时,应需深入考虑其 对同一层不同住户的差异性影响,同一层不同方向的,虽然整体能耗可以算过去,但是对于东西边户,热桥对这两户的影响比较大,有差异性,因为被动房不是公建,是每个单户一个气密区,入住之后单户能耗的影响也需要我们思考。

  第四个是内置夹心保温系统构造图集目前已经颁布实施的较少,且服务于工程实践项目较少,所以我们咨询过程中也会碰到构造结点设计和参考的依据比较少,这些标准新设计出来之后,没有经过很多的功能事件也可能需要不断的完善,这也是在整个建筑建造过程中碰到的问题。

  三楷深发提出几个思路解决,关于热桥的问题还是根据试验数据结合热工计算,在材质、构造上优化且削弱连接件、桁架及层间混凝土挑板热桥,降低系统修正系数、热桥热损失及建筑能耗;

  第二个思路是开发高强节能预制件,降低层间混凝土挑板热损失,需要进行安全性计算、热桥模拟计算及建筑能耗模拟计算,最终确定组合构造连接形式及最优尺寸;

  第三个思路, 结合颁布实施的《被动式超低能耗建筑节能构造(二)》(现浇混凝土钢筋桁架内置保温构造)(统一编号:DBJT02-179-2020,图集号:J20J222)构造图集,针对具体工程项目特点,加强构造节点深化设计。

  被动房保温结构一体化的技术可以打幅提升建筑外保温系统的使用年限,可显著降低运行维护阶段,助力建筑碳中和目标的实现,感谢建筑碳中和云平台给大家提供学习和交流的机会,谢谢各位。


张小玲:不到一年的时间中,中国大概有五个省市颁布了普通的外墙外保温禁用令。这些城市颁布这个禁令,一定是吃了苦头,才这样做。

  我想围绕着“我们为什么做?出了什么样的问题?我们怎么解决这个问题?”谈一下我的看法。

  首先我很同情这几个省市,一定是吃了苦头才颁布这个禁令。这个禁令颁布之后,我们在中国做被动房的这些地区就无所适从了。

  给我们带来的问题是两个方面,一个是火灾带来的惨痛经历。最早的一把火是2009年的央视大火,包括沈阳一个高级酒店。2011年发生的,可以用痛彻心肺形容的是上海的大火,造成50多人死亡。今年比较重要的火灾就是石家庄众鑫大厦,3月9号一把大火直接导致了河北禁用外墙外保温系统。第二个,没有火灾,但是发生的质量事故。比如外墙外保温成片地剥落,有的车子都被直接砸坏了,这种现象在各个城市当中都能够找出案例。

  这种外墙外保温的事故加上火灾,可能直接导致大家对它产生了极负面的看法,也导致了这些省市给禁用了。

  我们反思一下,外墙外保温系统是源于欧洲的,欧洲已经用了四十年以上的时间,还在正常发展,仍然也是我们所看到的最悠久的,也是非常保险的,可以把建筑能耗大量降低的技术手段。但是这个东西到了我们国家之后,呈现出来就是这样的状态,也是比较令人痛心的。

  下面我想分析一下,到底什么原因造成了这个现象?

  我们把被动房选用外墙外保温薄抹灰系统事故的原因分成两方面,一方面是低价恶性竞争,故意用了不好的材料做外墙外保温系统,比如说保温材料的粘接强度不够,里面有裂缝,又比如说用的锚栓根本没有打进去,这样的工程必定会产生事故。

  我们在被动房当中要求锚栓必须有一个带热桥的构造,要求网格布必须具备耐碱性能,有的就没有,甚至网格布基本都粉化了。还有保温施工粘接的时候,极度地偷工减料造成的事故。这些事故基本上可以归结为故意的行为——就没有想干好,就是为了便宜。

  事故原因的另一方面是错用材料。我觉得我们应该重视这种局面——“我想干好这件事情,但是我没有干对”。你选择的是很好的材料,你认为也是很好的材料,但是这个材料不应该用在外墙外保温中。例如,我们在现场拍摄到的板材,本身一见热就弯曲了,可能质量很好,保温系数很好,但是如果变形很大,上墙之后直接导致成片剥落。这种我们归结为对外墙外保温知识的不足,造成的质量事故。

  比如,可能保温材料很好,质量是很好的,但就是某一些性能指标不能满足要求,如这个保温材料酸度系数非常高,本身对耐碱网格布和粘贴用的浆料产生化学反应,并且在紫外线照射的情况下产生粉化的现象,几年之后产生了严重的风化,导致了成片剥落的情况发生。这类事故我们认为思想上并没有故意,而是由于外墙外保温知识的不足,误用了这样的材料。

  事实上,德国、瑞典这方面做得比较早,他们走了40年的路,整个外墙外保温系统聚焦在两类材料上,一类是模塑聚苯板,一类是岩棉。中国有各种各样的保温系统在用,我们不反对创新,但是做创新的时候,除了保温板自身的性能要对之外,还有个非常重要的性能,就是你在这个系统中,是不是能够正常发挥作用。

  刚才我们讲了材料可能是很好的材料,挺贵的,我也没有想偷工减料,但是导致的化学反应使得成片脱落,甲方没有少花钱。板材自动卷材用在工程中依然会发生工程事故,系统的相融功能并没有解决。当系统功能技术没有解决的情况下,我们是不赞成五花八门的保温材料做保温系统的。

  现在暂时的是做被动房的时候用的系统化材料,跟刚才提到的有什么不同呢?我们要求的是整体的性能,除了有非常好的防火性能之外,物理性能、稳定性都要满足要求,这个时候我们可以做出一个完美的没有火灾风险的外墙外保温系统。

  一个被动房有非常长的使用寿命,我们严禁使用再生材料做锚栓,同时必须要有带热桥的构造。事实上,我们做测试的时候,实际工程中用的锚栓可能是我们国家标准强度的两倍以上。我们是可以做出很好的材料的,这是薄抹灰系统的。

  我们并不是说只有保温板和网格布,我们也为此配套一系列的材料。我了解到我们现在国家标准没有配套材料方面,但是一个完整的外墙外保温体系,这些配套材料是必须要上的,你不上,整个外墙外保温系统就不会有很好的效果,尤其是被动房非常注意细节,细节决定成败,外墙外保温做得不错,但是局部做的时候没有配套材料很好地应用化,外墙外保温一定还是短命的。

  跟门窗相连的胶带、防水隔气膜,在管道穿出的时候一定要用到液压膨胀密封带,这个材料可能是目前被动房中唯一一个中国自己不能生产的材料,但是在外墙外保温中是一个必须要用的材料。还有连接线角等等这些材料配合在一起,才可以做出一个完整的外墙外保温的系统。

  2017年的时候,我们康居的团队编了国家标准图,让大家知道外墙外保温怎么做的。大家可以看到,为什么现阶段要选用外墙外保温系统呢?根本的理由是可以容易形成一个无任何热桥的构造形式。

  在被动房和其他房当中,在外墙外保温系统中,我们有一个本质的区别,就是要求外部结构一定是无热桥。大家知道热桥很难算,但是外墙外保温很简单粗暴,到了被动房就不可以有热桥,热桥会造成严重的后果,我们只有依靠这个系统才可以做出一个无热桥的建筑构造。这个里面比较难做的是女儿墙,还有窗口收口的部分,我们要求窗和外墙之间也不可以形成热桥,这个时候薄抹灰系统很容易把那个构造做出来。这是为什么选择这套系统的一个原因,就是它可以非常容易地帮助我们的建造师形成一个无热桥的构造形式。

  这个构造形式可以解决中国以前难以解决的几个问题:

  第一个问题,从南到北的室内结构发霉现象。大家一般说工程质量通病的时候,往往会说发霉应该怎么解决。事实上发霉是因为地的热桥造成的,即使你把霉斑擦掉了,还会发霉,因为你是由热桥的构造形成的。比如,角布形成的热桥,这种热桥一定会产生发霉,这是没有办法避免的,旁边的窗口形成的热桥。我在东北最严寒的地方拍到,就是因为房子没有做好外窗和外墙之间的保温衔接,所以产生了热桥,造成了窗口旁边必定结构发霉。

  还有,外墙内保温跟室内墙壁所形成的热桥造成的结构发霉现象。刚开始这个建筑也许不发霉,但是在几年、十几年以后一定结构发霉。再有外墙内保温形成的点状的发霉现象,也一定会发霉。构造是不对的,水蒸气进去之后一定会造成发霉的现象。但是,假如说我们用了一个完整的外墙外保温系统,没有热桥,以上所有的发霉现象就不再存在了。我们真的可以用这个手段彻底解决从南到北的室内结构发霉现象。

  第二个,我们做这件事情,还有一个不比节能小的意义,即可以极大地延长建筑使用寿命。我们有个项目,把现在15年一拆、20年一拆的农民房变成了世世代代可以留存下来的房屋,没有热桥,也不会产生结构发霉的现象,整个骨架都被完整地包裹起来,不会受到风霜雨雪的侵蚀。

  我们在大连做的一个项目,就是用外墙外保温EPS板做的。整个线角的形成就是EPS板做的,非常漂亮、非常容易实现建筑形式,既可以实现徽派建筑的形式,也可以形成一个非常复杂的。我们做一个完整的外墙外保温系统就可以达到极大延长建筑寿命的目的。

  第三个,克服城市热岛现象。这是一个非常重要的点,现在城市越来越热,原因之一就是我们的建筑物不断增加。中国每年有十亿到二十亿的建筑建造量,如果没有做外墙外保温系统的话,每个建筑的建成就是城市的热岛,比周边的农村、周边的田地高出几度的现象。这个现象的形成是建筑物白天吸热、晚上放热的过程,会把城市整个的温度提起来。

  我读了一些文件,大概是说我们国家普通区域的热岛比周边的温度高三度,强热岛高出七到九度,整个把城市的温度提升上去了。一个城市达到九度热岛,白天热,晚上也热。假如我们用的是外墙外保温系统,把整个的结构骨架包起来,白天不会吸热,晚上也不会放热,不会有热岛现象。这是我们做外墙外保温当中起到非常重要的作用。

  我们知道外墙外保温出了很多事儿,我们也知道外墙外保温可以做好,可以看一下国外怎么做的。给大家展示的是B1(B)级的系统,整个外墙外保温系统是没有防火隔离带的,因为我们国家强制性标准要求我们必须要设置防火隔离带,在国外当你发展到B1(B)级的时候,你是可以不设置防火隔离带的,现在实际的工程项目中,已经用这种体系建造了一百层,这一百层都不设防火隔离带。

  我们也是很好奇,开始看实验的效果,同时用B1(B)级材料的板材燃烧,一个是裸烧,一个是做了石膏板作为防护层,最后一个是设了一个A级的防火隔离带。这个实验的结果之后,大家可以看到,我们的防火隔离带并没有降低火灾产生的后果。一个没有风险的、B1(B)级的外墙外保温系统,确保它不可能产生火灾,这是国外系统的一个思路,值得我们借鉴一下。

  在这个过程中,我们还加了一个实验。我们规定的B1(B)级,工地上很难产生火灾,但是我们也很在意的是这种保温材料是不是有毒,比如说前面谈到的一些火灾,可能并不是被烧死的,而是被毒气熏死的。我们国家关于分级有很完备的标准,这个标准中我们牵涉到一个毒性实验,后来我们让中国可以生产B1(B)级材料的厂商做这个实验,全部把B1(B)级的材料换成烟的时候,10只小老鼠在30分钟的实验之后打开。老鼠是不能死亡的,一天之后体重也不能掉,就可以达到国家准安全一级的水平,就表明即使有火灾,把保温板在火灾的情况下烧了,这个过程中产生的烟是不对人员造成伤害的。

  实验表明,中国的厂商也是有能力做出ZA1级的保温板。所以在康居认证的时候,作为强制性的要求,如果你想住在被动房中,你的保温材料一定要做这个实验。这个实验如果能过就可以用,如果过不了就不允许用在外墙外保温系统中。这样我们解决了一个问题,即在火灾发生的时候,哪怕是室内着火,产生的烟对人员的伤害降到最低。

  对模塑聚苯板的要求,现行的标准只是谈到了B1(C)级做燃烧等级实验,产烟特性、烟气毒性达到t1级就可以了,但是B1(B)级的时候要求是t0级。很在意这个事情的时候,我们可以把标准提高,不但要求你是B1(B)级,同时要求你相关的产烟特性、烟气毒性是安全的,这样的保温板才可以使用。

  为此,我们做了一个中国材料与实验的团体标准,对燃烧性能、毒性以及所有的物理性能做了要求,这样确保工程当中选择的板材是对的。

  实际上,做外墙外保温的过程中还有一个重要的点,即使什么都用对了,还要找到一个能够干这个活的队伍。所以我们今年开始了外墙外保温的服务认证,有望在今年年底推出来,在住博会上推出获得康居认证的外墙外保温材料和专业施工队伍。这里面的要求很苛刻,你必须要有30年以上的工人,这些工人是一定要有社保的,然后你一定要做过被动房的案例。整个认证过程中,有几个认证检查内容,分别是基本专业知识、基本操作技能、工程施工质量保障能力,以及被动房工程的质量抽查和年度监督审查。

视频链接:http://expo.kcpc.com.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=29&id=12