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海南“盈速粒”事件暴露了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》缺陷

发布时间:2012-09-18 点击:

    20093月,三亚一新楼盘业主林先生,因所购房屋建筑外墙涂料不具备冬季保温功能,一纸诉状将开发商告到住建部节能处,住建部责成海南省有关部门组织专家认证,要求节能效果必须达到国家节能的指标和参数,若不合格须重新返工。20101月,三亚市建设工程质量安全监督站组织召开专家论证会,中国建筑科学研究院刘月莉研究员、华南理工大学建筑节能研究中心主任孟庆林教授和海南建筑节能中心总工程师于瑞等国内权威建筑节能研究机构专家,出席了论证会,对该楼盘外墙采用的盈速粒隔热材料是否符合节能要求和规范进行了专题论证

    经过为期半天的热烈讨论,与会专家一致认为,该楼盘外墙采用的盈速粒隔热材料符合节能要求,因为夏热冬暖地区建筑能耗主要是空调产生,海南的建筑外墙得主要节能功能是隔热,而不是保温。因此,专家们认为在北方普遍采用的保温砂浆、聚苯板等保温做法不适合在海南地区应用。因为海南不需要保温,而且使用保温砂浆或外墙挂保温板,由于技术本身缺陷,在全国各地出现多起墙体脱落垮塌事故和消防事故,这也是其不适合在海南推广的原因。

 近几个月来在海南建筑业内闹得沸沸扬扬的这起纠纷终于尘埃落定,然而海南首例建筑节能工程索赔带来的思考远没有结束。

 该业主为何状告开发商?其理由是该楼盘应用的节能材料不符合国家建筑节能工程验收规范,根据国家建筑节能工程验收规范,房屋外墙涂料首先应具备保温效果,以达到减少热能消耗,节约能源的目的,这样看来,林先生的不满似乎合情合理,可开发商所使用的外墙涂料盈速粒材料此前已用于海口、三亚等诸多楼盘,还多次受到用户好评。

 按照国家标准来说,林先生状告有理;若按照实际使用效果,开发商使用外墙涂料无罪,以此引出了国家标准与本地化如何统一的争议。

 那么,问题究竟出在哪里?  

 众所周知,海南地处热带,年平均温度在25度左右,属于夏热而冬暖的气候,人们最主要的能源消耗是使用空调排除室内发热量、除湿以及消除太阳辐射影响,在这种情况下,想要通过改善外墙外窗的保温来实现节能的目标无异于缘木求鱼。而事实上,中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心教授江亿也曾指出,在南方过分强调建筑节能的保温效果可能会起到反作用。因为在南方,建筑物墙两边的温度差小,不需要太多的保温,甚至不需要保温。而在屋子里自然通风不好的情况下,保温做得越好,热量就越不容易排出去,反而需要开空调来降温。因此,海南的建筑外墙涂料,需要的功能恰恰不是保温,而是隔热!而盈速粒,一款具有良好隔热效果,相当适合海南实际情况的新型建筑节能材料,却因为不具备保温效果而被投诉,岂不是天大的笑话。

 在这起纠纷中,还有一个让人啼笑皆非的细节值得我们注意:在专家论证会上计算盈速粒隔热效果时,采用的却是保温的计算方法。由此可见,全国性标准在应用到海南时的本地化是多么迫在眉睫的事情,我们的主管部门应该迅速采取行动,根据海南的实际情况,重新修订海南的建筑节能标准,避免社会资源的无谓消耗,真正实现节能目的。

以上文字摘自

王丽娜  缘何海南的房屋还需要冬季保温?》http://www.hinews.cn/news/system/2010/02/03/010730814.shtml

赵仕芳  《经权威专家论证海南首例建筑节能纠纷落定》 http://www.hinews.cn/news/system/2010/01/31/010727019.shtml

如果从建筑物理学的角度,应如何看待这一问题呢?

 海南三亚建筑外墙采用的盈速粒隔热材料,实际是一种近红外反射涂料,其作用原理和抛光铝反射板类似,都是通过加大建筑表面对近红外光的反射率,降低建筑表面的太阳辐射吸收系数,从而起到一种与聚苯板等外保温材料相等效的建筑隔热效果。盈速粒的太阳辐射吸收系数0.19,抛光铝反射板的太阳辐射吸收系数为0.12,一般浅色涂料的太阳辐射吸收系数为0.5,水泥墙面的太阳辐射吸收系数为0.7。所谓太阳辐射吸收系数,就是说太阳辐射建筑表面的能量被建筑表面吸收的比率,比率越高,给建筑室内环境造成的热负荷越大。

 

 根据BEED建筑热工节能设计软件的建筑隔热计算(依据《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

 内外两侧都抹20mm保温砂浆的钢筋混凝土建筑,如果外墙表面刷涂盈速粒隔热材料,钢筋混凝土建筑墙体只需120mm厚,就能达到《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的最低建筑隔热计算指标要求。

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海南“盈速粒”事件暴露了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》缺陷 - 怡好思达 - 怡好思达博客

   

 但如果建筑外墙表面不刷涂盈速粒隔热材料,而是直接采用钢筋混凝土材料原底色,建筑内表面温度将比《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的最低建筑隔热计算指标——室外计算温度最高值temax5以上。如果120mm钢筋混凝土建筑的内表面温度θi-max室外计算温度最高值temax5,在炎热夏季,每平米建筑仅每天的墙体蓄热就增大0.35kwh,外墙面积50平米的建筑,每天至少给室内空调增加9kwh的热负荷,显然,这种近红外反射涂料的建筑隔热效果是非常明显的。

 如果建筑外墙表面不刷涂盈速粒隔热涂料,只依靠钢筋混凝土材料,需要设计成350mm厚,才能达到《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的最低建筑隔热计算指标要求,120mm要增加两倍厚度,这显然是非常浪费的。

 但如果在120mm厚钢筋混凝土建筑墙体外侧采用10mm厚的聚苯板或20mm厚保温砂浆隔热,再涂以浅色普通涂料,其隔热效果和盈速粒隔热涂料的隔热效果大致相当。但如果建筑表面刷涂普通的红色涂料,那就得采用25mm以上厚度的聚苯板才能满足《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的最低建筑隔热计算指标。如果把盈速粒添加到红色或深色建筑涂料中,那120mm厚钢筋混凝土建筑墙体就达不到《民用建筑热工设计规范》规定的建筑隔热指标了,这时有可能还要使用聚苯板等外保温材料,具体需根据实测的太阳辐射吸收系数进行建筑隔热计算加以确定。

 

 如果120mm厚的钢筋混凝土建筑外墙,在采用25mm厚的聚苯板外保温材料基础上,再刷涂盈速粒隔热材料,建筑内表面温度将比《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的最低建筑隔热计算指标还低2.1外墙面积50平米的建筑,在炎热夏季,每天可以给室内减少大约3-4kwh的空调热负荷。

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    由此可见,海南地区刷涂盈速粒隔热材料,确实可以取代聚苯板、保温砂浆等建筑隔热措施,但不能因为盈速粒隔热涂料具有良好的建筑隔热性能,就否定聚苯板、保温砂浆等等建筑外保温材料的建筑隔热效能。聚苯板、保温砂浆等外保温材料,冬季起到保温功能,夏季能起到建筑隔热功能。但在海南地区,聚苯板、保温砂浆等外保温材料的主要功能是建筑隔热。所以,无论给海南的建筑穿T恤,还是穿棉袄,都能起到建筑隔热,降低建筑能耗的良好效果。

 

 问题究竟出在哪了呢?

 主要问题是出在南方建筑节能标准上,《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ752003没有按照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93规定的建筑隔热计算方法来规定夏季建筑隔热设计,而是以热阻R和热惰性指标D值指标规定建筑隔热性能,但R和D值但并不能准确反映建筑隔热性能,《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》还规定依照暖通空调专业的建筑能耗的传热计算模型来规范建筑节能设计,但该模型只适用于24小时连续运行模式下的空调建筑能耗计算与北方供暖期建筑能耗计算,这给以建筑隔热为主的夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑节能设计,以及北方地区的夏季隔热设计,都造成了许多技术思想误导。

 如果按照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93规定的建筑隔热计算方法,增大建筑墙体热阻,只是实现空调建筑隔热的三种重要措施之一,如果把建筑保温材料设计在重质墙体外侧,随着墙体热阻的增大,确实能显著降低建筑能耗,但如果位置颠倒,把建筑外保温材料设计在重质墙体内侧,随着墙体热阻的增大,不但不降低空调建筑能耗,还会加大空调建筑能耗,具体原理见:

   http://ehousestar.blog.163.com/blog/static/1281072942009111101246610/

《民用建筑热工设计规范》GB50176-93规定的建筑隔热计算方法,既包含建筑表面涂料的太阳辐射吸收系数,又包含墙体各层材料的热阻、蓄热系数等,还涉及全国不同地区的太阳辐照度、以及当地建筑的室外计算温度最高值等数据。《民用建筑热工设计规范》给南方空调建筑隔热设计规定了准确清晰的标准计算方法。无论国内外的任何建筑墙体节能新技术,只要能提供建筑表面材料的太阳辐射吸收系数,以及墙体各层材料的热阻、蓄热系数等性能技术指标,都能够予以准确地评估计算,十多年的建筑热工节能设计实践已经反复验证:用《民用建筑热工设计规范》GB50176-93规定的建筑隔热计算方法,测算夏季建筑墙体隔热性能,评判间断运行空调建筑能耗,都是科学而准确的。通过建筑隔热设计,只要能降低建筑内表面最高温度θi-max,就能有效降低南方间断运行空调建筑能耗,其功效就相当于增大北方供暖地区建筑墙体热阻R一样

 

 总之,适合全国各地域地区的国家建筑热工(节能)设计标准——《民用建筑热工设计规范》GB50176-93,所规定的建筑隔热设计计算方法,是非常科学而准确的,也符合海南省的夏季空调建筑节能设计实际。

 而分地域的地区建筑节能标准——《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ752003,既不符合海南的建筑节能设计,也不符合广东、广西的实际建筑节能设计情况,《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JCJ1342001也存在类似问题。按照这两部南方建筑节能标准设计的建筑时常并不节能,导致全国各省市不得不建立自己省份的建筑节能标准。全国各省市的气候差别真的有那么大吗?广东、广西、海南、福建的建筑节能设计真的有很大差别?

 根本原因是:《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ752003、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JCJ1342001所规定的热阻R、热惰性指标D值指标并不能准确反映建筑隔热性能,暖通空调专业的建筑能耗计算软件,所采用的是传热计算方法,只适合24小时连续空调运行模式,不能体现空调间断运行模式下的建筑节能需要,但建筑专业的国家建筑热工(节能)设计标准——《民用建筑热工设计规范》GB50176-93所规定的建筑隔热计算方法,准确反映了空调间断运行模式下,外保温材料热阻R和近红外反射涂料太阳辐射吸收系数ρ对太阳辐射的抵御作用,以及自然通风通过墙体内侧重质墙体材料蓄冷所形成的综合隔热作用。千万不要因为南方这两部建筑节能标准有问题,就认为国家统一的建筑热工(节能)设计规范GB50176-93不适用于全国各省市的不同地理气候。   

 

 所以,在此提两点建议:

 建议国家有关部门,尽快组织全国的老资格建筑物理专家,修正或制定真正适合建筑专业的《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(由暖通空调专家主持制定的几部国家建筑节能标准,只适于规范暖通空调设备系统的节能设计,不适合规范建筑围护结构热工节能设计)。

 为避免类似纠纷事件再次发生,为维护国家建筑节能标准的法律权威性。建议南方各省市建筑管理部门,尽早采用《民用建筑热工设计规范》GB50176-93规定的建筑隔热计算方法来规范、指导各省的夏季建筑节能设计。

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