“集大成幹挂式外牆防火保溫裝飾系統(下(xià)稱集大成系統)實際上(shàng)是HQL(輕鋼輕混凝土(tǔ))建造體系的一(yī)部分。當HQL建造體系有保溫要求的時候，集大成系統相(xiàng)當于給它穿了一(yī)件(jiàn)安全、暖和、漂亮的衣服。同時，這套外牆外保溫系統也适用于新建建築和既有建築的節能(néng)改造。”北(běi)京門(mén)窗(chuāng)發展有限公司常務副總經理沈執丹說這句話的時候，他辦公室外的院子裡(lǐ)，工(gōng)人們正在給一(yī)套HQL建造體系樣闆房鋪挂外牆保溫系統。
集大成幹挂式外牆防火保溫裝飾系統
實際上(shàng)，從(cóng)研發者的角度，集大成系統擁有HQL體系綠色節能(néng)、産業(yè)化程度高(gāo)和施工(gōng)便捷這些一(yī)以貫之的産品理念和商業(yè)血統。“集大成系統正是考慮到(dào)施工(gōng)、防火、保溫和裝飾等多(duō)方面的要求而形成的一(yī)個(gè)綜合體系。”沈執丹說，“這或許是我們把這套系統稱作集大成的主要原因吧(ba)。”
不得不說的是，相(xiàng)較于HQL體系複雜(zá)的産業(yè)化進程來說，集大成系統從(cóng)研發到(dào)推入市(shì)場，其過程要相(xiàng)對單純得多(duō)。2012年(nián)1月(yuè)，由中國(guó)建築科學研究院所屬的中國(guó)建築技(jì)術(shù)集團牽頭組織的“十二五”國(guó)家科技(jì)支撐計劃《标準化綠色建築研究與工(gōng)程示範》課題正式立項，其中《綠色建築外牆保溫裝飾一(yī)體化研究與示範工(gōng)程》子課題由北(běi)京門(mén)窗(chuāng)發展有限公司承擔。2013年(nián)5月(yuè)，課題研究成果——集大成系統正式面世。2013年(nián)8月(yuè)，集大成系統通(tōng)過住建部科技(jì)創新成果項目評估。
防火和保溫不可得兼?
沈執丹是參與集大成系統研發的主要負責人之一(yī)，在他看(kàn)來，集大成系統的研發是政策和市(shì)場雙驅動的結果。“這件(jiàn)事(shì)是從(cóng)去年(nián)開(kāi)始讨論的。研發這個(gè)系統的主要原因是住建部要頒布新的建築防火規範。這個(gè)新規範将對新建高(gāo)層建築防火提出較高(gāo)要求，據悉50米以上(shàng)的建築要求達到(dào)A級防火。另外，近幾年(nián)發生(shēng)了幾起影響巨大的高(gāo)層建築火災，大家把導緻火災發生(shēng)的原因歸罪到(dào)有機(jī)保溫材料上(shàng)。”沈執丹說。2009年(nián)元宵節，中央電(diàn)視台新址附屬文化中心發生(shēng)重大火災;2010年(nián)11月(yuè)15日，上(shàng)海膠州路(lù)高(gāo)層住宅發生(shēng)58人遇難的特大火災;2011年(nián)2月(yuè)3日淩晨，沈陽五星級酒店皇朝萬鑫大廈發生(shēng)火災……業(yè)内和媒體解讀(dú)這幾起火災事(shì)故的幫兇時，都将矛頭指向了耐火等級較低(dī)的建築外保溫材料。
如果簡單地來解釋上(shàng)述事(shì)件(jiàn)的結論，那就(jiù)是常用的有機(jī)物(wù)外牆保溫材料不能(néng)很好地兼顧保溫和防火兩大功能(néng)。傳統上(shàng)，符合嚴格保溫要求的材料多(duō)為(wèi)有機(jī)材料，其耐火性能(néng)相(xiàng)對較低(dī)。若施工(gōng)方法不當、構造不夠合理，遇到(dào)火情，這些有機(jī)材料往往會(huì)成為(wèi)“助燃”材料。為(wèi)此，公安部和住建部聯合發布了《民(mín)用建築外保溫系統及外牆裝飾防火暫行規定》。這個(gè)被業(yè)内稱為(wèi)46号文的規定的核心内容，就(jiù)是高(gāo)層民(mín)用建築保溫材料的燃燒性能(néng)為(wèi)A級，且不應低(dī)于B2級。但現實的情況是，當前市(shì)場上(shàng)B2級以上(shàng)的保溫材料基本為(wèi)有機(jī)材料，A級防火标準的無機(jī)材料可選空間并不大。而且，無機(jī)材料雖然防火性能(néng)強，但因應用體系少，給施工(gōng)應用造成一(yī)定的困難。
從(cóng)2001年(nián)開(kāi)始就(jiù)從(cóng)事(shì)建築節能(néng)保溫研究的沈執丹，深知傳統外保溫系統生(shēng)産商們應對政策調整時所做的努力。“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(wù)質，認為(wèi)把這類材料做成輕質的，裡(lǐ)面帶氣泡的，保溫性能(néng)就(jiù)提高(gāo)了。但即便确實提高(gāo)了，這類材料的保溫性能(néng)也沒法與有機(jī)材料、傳統岩棉相(xiàng)比，并且它們的體積更大，強度又(yòu)很低(dī)。如果施工(gōng)方的施工(gōng)方法和構造不夠完善，這類材料就(jiù)極易脫落，從(cóng)而引發安全事(shì)故。”沈執丹說。他認為(wèi)，既然保溫材料的選擇是有限的，那就(jiù)應該從(cóng)結構和應用體系上(shàng)著(zhe)手來解決問題，這才是關鍵。
2012年(nián)1月(yuè)，由北(běi)京門(mén)窗(chuāng)發展有限公司承擔的“十二五”國(guó)家科技(jì)支撐計劃的子課題《綠色建築外牆保溫裝飾一(yī)體化研究與示範工(gōng)程》正式啓動。這一(yī)子課題的研究目标和需要解決的問題是如何确保建築外牆保溫材料在嚴格滿足防火安全等級的前提下(xià)，實現保溫性能(néng)和裝飾效果的全面提升，并較大限度地滿足綠色建築的節能(néng)降耗要求。經過1年(nián)多(duō)的研發，這一(yī)課題研究取得重大性突破。
今年(nián)5月(yuè)，課題研究成果——集大成系統正式面世。該系統的面世，有效化解了節能(néng)保溫與防火安全這對看(kàn)似不可調和的矛盾。這套系統的特色在于全部采用A級不燃材料;并通(tōng)過結構創新實現其優秀的保溫性能(néng);與傳統的外保溫系統相(xiàng)比，克服了保溫和防火不能(néng)同步達标的難題。
四位一(yī)體外牆外保溫系統
今年(nián)8月(yuè)，集大成系統通(tōng)過了住建部的科技(jì)創新成果項目評估。評估委員(yuán)會(huì)認為(wèi)，該成果在建築外牆外保溫系統構造及施工(gōng)工(gōng)藝方面具有創新性，達到(dào)國(guó)内領先水(shuǐ)平。在這段評估意見(jiàn)中，有兩個(gè)關鍵詞——系統構造和施工(gōng)工(gōng)藝。也就(jiù)是說，集大成系統并非一(yī)個(gè)材料創新的産品，而是一(yī)個(gè)應用體系創新的成果。
集大成系統的保溫材料采用岩棉，支撐結構為(wèi)鋼龍骨，裝飾面是矽酸鈣闆，均為(wèi)A級不燃材料。這套系統使用了特殊的斷橋結構，有效解決了冷橋問題，在提升保溫性能(néng)的同時，确保了系統的整體安全和可靠。這套體系中的可調節連接件(jiàn)設計，實現了保溫層厚度的可調，能(néng)滿足不同地區的節能(néng)保溫要求，同時無需對基層牆體平整度進行預處理。
“幹挂式是一(yī)個(gè)重點。”沈執丹指出。他拿出一(yī)個(gè)集大成系統的剖面模型解釋道：“目前外保溫施工(gōng)以濕法施工(gōng)居多(duō)，幹法施工(gōng)雖有人研究，但研究得比較理想的不多(duō)。主要矛盾在一(yī)個(gè)地方，就(jiù)是冷橋問題。凡是采用幹法施工(gōng)的，要麽有龍骨作為(wèi)支撐，要麽有其他的一(yī)些要跟基礎牆體發生(shēng)關系的連接固定點或者固定裝置。因為(wèi)龍骨和這些連接構件(jiàn)都是金屬件(jiàn)，導熱快速，這樣就(jiù)形成了冷橋。冷橋會(huì)對整個(gè)保溫系統的保溫性能(néng)産生(shēng)影響。為(wèi)了規避冷橋問題，我們專門(mén)研究設計了一(yī)套具有特殊構造的裝置。”
沈執丹口中的“特殊構造”的重點在于這套系統中的斷橋設計。“目前檢測出來的斷橋效果比較理想，對整體保溫系統的影響約等于零，即損耗非常少。”沈執丹介紹。這一(yī)特殊的斷橋結構有效地解決了施工(gōng)中的冷橋問題，目前已經申請國(guó)家發明專利。
從(cóng)常識上(shàng)來理解，幹法施工(gōng)在便捷性、安全性、對氣候的依賴性、施工(gōng)周期控制等方面，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優于濕法施工(gōng)。可以想到(dào)的情形是，從(cóng)生(shēng)産線上(shàng)出來的成型構件(jiàn)加上(shàng)岩棉和裝飾闆，隻需要根據施工(gōng)說明文件(jiàn)，按圖索骥地進行安裝，幾乎就(jiù)是一(yī)整套的标準流程，質量控制也更加得心應手。以集大成系統的單元式系統安裝過程為(wèi)例，基本流程為(wèi)進行測量放(fàng)線，安裝脹栓，安裝連接件(jiàn)、龍骨，填充岩棉，粘貼密封條，安裝裝飾面層，補釘眼，勾闆縫。整個(gè)過程沒有任何濕作業(yè)，工(gōng)藝簡單，工(gōng)期短。
不得不提到(dào)的一(yī)點是，集大成系統的裝飾功能(néng)也非常強大。北(běi)京門(mén)窗(chuāng)發展有限公司在山西(xī)的配套生(shēng)産基地生(shēng)産的具有不同裝飾效果的裝飾面闆，讓這一(yī)體系的應用滿足了建築師(shī)的個(gè)性化設計及用戶的各種裝飾效果需求。
集大成的市(shì)場空間
今年(nián)1月(yuè)，北(běi)京推出《居住建築節能(néng)設計标準》，在全國(guó)率先要求實現建築節能(néng)75%的設計标準。這一(yī)地方标準從(cóng)今年(nián)4月(yuè)1日起強制執行。這也就(jiù)意味著(zhe)，新建建築必須實現節能(néng)目标才能(néng)通(tōng)過驗收。這對于從(cóng)設計之初就(jiù)注重綠色節能(néng)的集大成系統來說，是一(yī)個(gè)利好消息。
與此同時，沈執丹還(hái)透露，在住建部不久出台的新的建築防火規範中，可能(néng)對外牆保溫材料的防火級别提出更嚴格的要求，比如50米以上(shàng)的高(gāo)層建築的外牆保溫材料的防火級别必須達到(dào)A級。這一(yī)規範的出台，将對采用A級不燃材料的集大成系統帶來積極的市(shì)場反饋。
“在新的防火規範實施後，我覺得主要的影響因素不是價格。傳統外保溫系統在高(gāo)層的施工(gōng)難度大，并且完工(gōng)後質量很難保證。50毫米厚的水(shuǐ)泥砂漿或其他A級材料的闆材挂在高(gāo)層，不僅重而且不安全。想象一(yī)下(xià)，它如果掉下(xià)來，後果會(huì)多(duō)麽可怕。所以說這方面存在很多(duō)隐患。”沈執丹如是說。
集大成系統既适用于新建建築，也适用于既有建築的節能(néng)改造。尤其是對于既有建築而言，這套四位一(yī)體的外牆保溫系統在綜合成本和施工(gōng)難度上(shàng)，相(xiàng)對其他的外保溫系統，擁有較為(wèi)明顯的競争優勢。
從(cóng)工(gōng)程項目方的角度來看(kàn)，選擇何種外牆保溫系統，一(yī)般取決于兩個(gè)因素，即政策和價格。毫無疑問，工(gōng)程項目的建設必須符合國(guó)家或地方的政策規範，方可通(tōng)過驗收。在此前提下(xià)，價格越低(dī)越好。對比目前較常用的兩類外牆保溫系統，集大成系統的綜合性價比很高(gāo)。在滿足北(běi)京地區75%節能(néng)目标的前提下(xià)，相(xiàng)較于EPS系統，集大成系統雖然綜合造價略高(gāo)，但其在工(gōng)法實施上(shàng)的難度要小(xiǎo)得多(duō)，比如其就(jiù)不存在厚抹灰問題。
從(cóng)防火角度來看(kàn)，集大成系統也無需C類防火窗(chuāng)、防火隔離帶等工(gōng)程附加措施;與發泡水(shuǐ)泥系統相(xiàng)比具有明顯的成本優勢，且工(gōng)法更為(wèi)簡單可靠，外裝飾效果更加多(duō)樣化。除此之外，工(gōng)期較短、受氣候影響小(xiǎo)，都讓集大成系統的綜合成本更具優勢。
集大成系統的絕大部分工(gōng)作都在工(gōng)廠完成。比如，龍骨、連接件(jiàn)、固定件(jiàn)等零部件(jiàn)是在工(gōng)廠加工(gōng)好的，岩棉要用的規格尺寸也是在工(gōng)廠裡(lǐ)完成的，裝飾面闆是按要求在配套工(gōng)廠生(shēng)産的。這樣，該系統到(dào)現場就(jiù)剩下(xià)相(xiàng)對較為(wèi)簡單的安裝過程了。這是一(yī)個(gè)工(gōng)業(yè)化程度很高(gāo)的産品體系，和HQL體系的産業(yè)化思路(lù)一(yī)脈相(xiàng)承。
目前，北(běi)京門(mén)窗(chuāng)發展有限公司已經建成了擁有11條生(shēng)産線的集大成系統生(shēng)産基地，年(nián)産能(néng)達到(dào)300萬平方米。
集大成者，金聲而玉振。這是孟子誇贊孔子全面而深厚的音(yīn)樂修為(wèi)的一(yī)句古語。在沈執丹和所有的集大成系統的參與者心中，早日實現防火保溫裝飾節能(néng)一(yī)體化，就(jiù)是他們追求的較美樂章。