超低能耗房屋與酚醛泡沫防火保溫材料

　　未來5年仍是中國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化繼續(xù)推進的階段，要繼續(xù)保持各個部門能耗強度明顯下降的態(tài)勢，其難度也將明顯增加。我國建筑能耗為發(fā)達國家的3倍，約占我國總能耗的30%。因此我國政府必須狠抓建筑節(jié)能工作，大力推廣應用國外房屋設計和絕熱保溫新理念，才能大幅度降低建筑能耗。超低能耗房屋就是歐洲近年來發(fā)展這種新理念而實現(xiàn)的重大創(chuàng)新改革，使建筑節(jié)能達到最低碳排放，甚至零排放的先進水平。

　　超低能耗房屋

　　超低能耗房屋（Passive house，也有人譯為被動式房屋）首先是一位德國專家沃夫岡費士特（Wolfgang Feist）在1988年提出來的理念，這類房屋不主動采用中央空調或外來熱電進行取暖或制冷。主要的理念是使熱量的傳遞、對流和幅射在整座建筑設計上更為合理，尤其是使用超厚高效保溫材料，加上三層隔離窗、自動通風、熱回收系統(tǒng)等配置結合，能最大限度地降低能耗，使屋內始終處于冬暖夏涼的恒溫、恒濕和新鮮空氣的舒適環(huán)境中。符合超低能耗房屋的標準是：每年每平方米低于15kWh，僅是一般傳統(tǒng)房屋的10%，能耗極低。因此未來建筑節(jié)能的奮斗目標應是超低能耗房屋。

　　世界上第一批超低能耗（被動式）房屋建于1990年，是位于德國達姆施塔特（Darmstadt）的四排連體房屋。沃夫岡費士特隨后于1996年建立了達姆施塔特超低能耗房屋研究所，到2010年世界上已建成約25000棟房屋，主要分布于德國、奧地利和歐洲其他國家。美國于2003年才建成第一座超低能耗房屋。而世界上第一棟舊房改造成超低能耗房屋位于愛爾蘭，建成于2005年并獲得認證許可。而美國第一棟約240平方米舊房改造成的超低能耗房屋位于加州，在2010年7月建成并獲得認證。

　　2010年上海世博會里有座德國的專業(yè)館，叫做漢堡之家，就是一座運用最新超低能耗房屋設計、采用高效超厚保溫材料與環(huán)保技術建成的綠色建筑。這種建筑隔熱性能極好，能耗極低，能源不需依賴外部蒸汽或電力供應，冬天僅用太陽能或地下熱源以及居住者的體溫即可保暖。據(jù)漢堡之家的建筑師聲稱德國已在2010年秋季建成現(xiàn)代化的超低能耗高層建筑——德意志銀行總部。

　　近年來我國朗詩等地產(chǎn)商通過運用大量超低能耗（被動式節(jié)能）技術，大大降低建筑能源消耗，綜合保溫性能4倍于普通的節(jié)能住宅，業(yè)主為此每年將節(jié)約大量的能源開銷費用。2010年2月5日，蘇州朗詩國際街區(qū)榮獲建設部“綠色建筑三星標識”，這是目前中國最高標準的綠色建筑認證。朗詩以80％綜合節(jié)能率在行業(yè)中跨越了一大步。

　　我國建筑能耗約占全國總能耗的30％以上，預計到2020年，房屋在建造和使用過程中的能耗將占社會總能耗的40％。建筑節(jié)能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善環(huán)保條件、減輕環(huán)境污染，促進經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一項直接的、廉價的系統(tǒng)工程，其中房屋隔熱是這一系統(tǒng)工程中的重要一環(huán)。根據(jù)《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》，現(xiàn)有城鎮(zhèn)建筑需進行節(jié)能改造的約有100億平方米，僅屋頂隔熱材料每年就需消耗1億多平方米，如果所有建筑都能達到超低能耗房屋的標準，即每年每平方米低于15kWh，相當一般傳統(tǒng)房屋能耗的10％，這將對國家和人民作出巨大的貢獻！

　　第三代保溫材料

　　20世紀80年代，國外科學家通過對酚醛樹脂及其制品進行研究，發(fā)現(xiàn)它們具有突出的難燃、無煙、無毒特性(Fireproof， Smokeless，Toxicity free，簡稱FST特性)。制成的酚醛泡沫（Phenolic Foam，簡稱PF）的難燃程度比聚苯乙稀泡沫（PS）和聚氨酯泡沫（PU）要好。厚僅30mm的PF平板經(jīng)受1700℃火焰噴射10分鐘后，僅表面略有炭化卻燒不穿，既不著火也不散發(fā)濃煙和毒氣。

　　90年代以來，包括PF在內的酚醛復合材料得到很大發(fā)展，首先受到英、美等國家軍方重視，將其用于航天航空、國防軍工領域中。例如波音飛機的艙壁夾層中就是用PF保溫，艙外在1萬多米高空時氣溫約零下50℃，由于用了PF保溫，能保證艙內乘客處于舒適安全的環(huán)境中。后來PF又被應用于船舶、車站、油井等防火要求嚴格的場所，并逐步推向醫(yī)院、體育設施和大樓住房等公共與民用建筑領域。

　　PF由于導熱系數(shù)低，相比傳統(tǒng)的保溫材料如巖礦棉、玻璃棉及膨脹珍珠巖等，其節(jié)能保溫性能高約1倍。人們公認其節(jié)能保溫性能居于所有保溫材料之首，也有人稱其為“保溫之王”或“第三代保溫材料”。

　　　國外PF外墻外保溫應用實例

　　近年來筆者在參加國際會議、考察或技術交流期間對PF也作了調查研究，以下就歐洲具有代表性的PF生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品和應用作一介紹。

　　英國金斯潘（Kingspan）公司是世界上最大的PF生產(chǎn)廠家之一。它的PF商標名Kooltherm，根據(jù)用途不同分成10個牌號。其中K5 EWB是外墻外保溫專用酚醛泡沫板，1980年金斯潘公司就開始進行外墻外保溫的應用，據(jù)稱該公司目前每月向客戶提供K5 EWB約15萬平方米。

　　中國PF行業(yè)在2011年7月組織考察團參觀了曼徹斯特的湖濱開發(fā)區(qū)四棟公寓大廈，該公寓于1961年建成，2006年進行保溫改造。金斯潘公司提供了K5 EWB泡沫板，這是既有高層建筑舊房改造工程的典型成功案例?？疾靾F又在倫敦郊區(qū)Hamlets參觀了一處高層建筑舊房改造工地，三棟住宅高樓正好處于改造前、改造后和改造中的情景，讓人一目了然。

　　值得一提的是考察團訪問了位于Watford知名的BRE (Building Research Establishment)創(chuàng)新園區(qū)，英國建筑界在那里用最新設計理念和材料建成的超低能耗（被動式）房屋和綠色生態(tài)環(huán)境，園區(qū)里有十多棟樣板房被BRE評為可持續(xù)性綠色安全建筑而獲獎。其中一棟綠白相間的三層樓房引起大家的注意（見左下圖），它的外墻和屋頂都是用超厚金斯潘酚醛泡沫做保溫材料，使其達到零碳生態(tài)建筑標準，獲得了2007年英國住房大獎。這種被人們稱為“21世紀未來綠色之家”的生態(tài)房屋設計，已推廣到歐洲大陸。

　　在中英雙方會議交流中，多次提到建筑消防安全設計和防火標準規(guī)范問題，英方介紹了金斯潘酚醛泡沫都能達到BS 476-6和BS 476-7等英國標準燃燒等級中的零級要求。英方對于我國近年來發(fā)生的幾次高層建筑大火也有所聞，在英國規(guī)定18米以上的建筑不準用EPS等易燃或可燃材料，對中國十多年來使用易燃或可燃材料于高層建筑中表示不可理解。他們認為PF能通過BS 8414就可用于任何高層建筑，它的保證使用期為30年，自然壽命60年。目前PF在民用和公共建筑中應用已占首位（60%）。

　　通過這次考察，了解到近年在英國政府部門的大力支持和推動下，用于建筑墻體上的PF以每年50%的增長速度得到很大發(fā)展。學習英國先進技術，特別是英國的外墻外保溫系統(tǒng)施工技術和標準規(guī)范更先進、更合理，值得我們學習和借鑒。“他山之石，可以攻玉”，我們相信我國酚醛泡沫防火保溫材料行業(yè)在政府部門的大力支持和推動下也會得到很大發(fā)展。