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木结构产品详解:节能木墙的发展趋势和应用

文字:[大][中][小] 2015-11-20     浏览次数:    
    节能木墙系统由规格材制作的木骨架外部覆盖墙面板,并可在木骨架之间的空隙内填充保温隔热及隔声材料而构成的非承重墙体。这种墙体系统可用于钢筋混凝土结构或钢结构的非承重外墙以及内墙。该节能木墙体系的特点是保温性较好、相对较薄的木结构外墙能够增加建筑室内使用面积约8%,提高建筑的保温节能性能约30%,以及通过采用预制墙体构件来提高现场施工效率和施工速度。这项技术在北欧荷兰、法国、奥地利、瑞士、德国、英国等欧洲国家以及北美广泛应用于住宅或公建如办公楼、学校、医院等,既用于新建建筑,也用于既有建筑改造项目.总体而言,在全球很多国家和地区,人们对于使用非承重节能木墙外墙墙体替代混凝土、砌块或钢结构填充墙的需求与日俱增 ,以期提高建筑的保温节能性能,减少环境污染,减少碳排放。

    在西方发达国家特别是地处寒冷地区的国家诸如加拿大、瑞典、挪威、芬兰等,因为其林业资源可持续管理并且储量丰富,都基本采用木材作为主流的建筑结构材料,但基本局限于四层以下的低密度建筑形式。随着这些国家人口的逐年增长以及城市化需求的日益强烈,政府也意识到利用混凝土建造更高密度的住宅能够有效解决很多西方国家特有的“乡村病”问题,例如较高的单位人口能耗,城乡之间过度的车辆运载需求等。但是如何让混凝土建筑发挥最大的保温特性来达到更高的节能性能,这让有着丰富木建筑经验的这些国家开发出了一套成熟高效的预制化节能木墙系统。预制化的节能木墙系统能够完美匹配现有的混凝土结构楼宇而作为非承重内隔墙和外隔墙。2003年前后,在瑞典,木骨架组合墙体的市场份额曾占到多层住宅建筑的90%; 在荷兰,占住宅建筑的50%左右。此项技术近几年也被加拿大用在多层住宅建筑中。

    预制化-大势所趋

    推进建筑产业现代化已成为楼市调控长效机制中的重要内容之一。目前,我国建筑业依然以粗放型为主,浪费严重,建筑标准化工作滞后,相应的部件标准化、通用化程度低,新型建筑结构体系仍然处于摸索阶段,没有达到大规模工业化的要求。鉴于巨大需求与有限供应的矛盾、品质要求与工艺水平的差距,发达国家无不将“住宅产业化”视为行业乃至国家战略。在这方面,加拿大、美国、日本、瑞典等国家住宅产业化进程已经比较成熟。 墙体材料是构成建筑物的基础材料,也是建筑部品的重要组成部分,墙材部品化既是建筑工业化发展的重要支撑和保障,也是“十三五”期间我国建材工业的主要发展方向之一。加拿大节能木墙生产市场发育完善,构件、配件的标准化、专业化、商品化程度很高,各种施工机械、设备、仪器等租赁化市场非常完善,节能木墙主要构、配件在工厂里制作,与住宅建筑市场提供的各种配套的住宅部品现场组装成整栋住宅或应用混凝土高层建筑,生产效率高,能显著提高预制装配率。产业化带来了规模化,带来了住宅建造的效率和效益的提升。住宅部品的集中生产和集中装配,促进了生产的规模化、装配的效益化。传统的混凝土湿作业灌完需要养护时间,而把生产好的木构墙体直接运到现场进行拼装连接,在缩短建设工期、节约劳动力成本和提升企业效益等方面有不可比拟的优越性。

    建筑节能-技术先行

    随着经济的迅猛发展,中国已成为仅次于美国的全球第二大能源消耗国。 2014年,中国的总能耗约合24.7亿吨标准煤,而其中建筑行业占到了总能耗的约33%。能源短缺将阻碍中国的经济发展。中国虽然有着巨大的化石燃料储量,却仍是世界上最大的能源进口国之一。提升能效尤其是建筑能效已成为中国的当务之急。

    建筑总能耗中,施工阶段能耗平均占22%,使用阶段能耗占78%。而这其中,住宅能耗约占38%。随着人们生活水平的不断提高和城市化进程的推进,住宅能耗将持续增加。与混凝土或砖石结构建筑不同,节能木墙体系可在墙体龙骨搁栅空间内填充保温材料,因此保温隔热效果好且成本低。矿物纤维保温材料是常用的保温材料,这种材料成本低,施工的人工成本也低,因此投资回报率高。木材的低热导性使木结构保温隔热率达到90%,而热桥损失仅为10%。为进一步提升节能性能,节能木墙还可以方便地加设额外的外墙外保温或外墙内保温。

    虽然轻钢墙体中也可以填充保温材料,但钢材是一种高导热性材料,由于钢材的热桥损失,保温材料保温性能的利用率低于 50%,所以钢结构必须采取额外措施解决热桥问题,以防止水蒸汽凝结和减少能量损失。此外,轻钢结构外墙的冰冷表面容易使灰尘聚积,因此墙体内表面容易出现俗称“鬼印”的黑色污迹。

    无需忧虑的耐火防潮

    作为建筑外围护结构,耐火和防潮是两项放在首位必须考量的指标。公众对于木材作为主要材料的墙体系统存在疑虑确实在情理之中。事实上,经过数十年的技术发展,节能木墙系统的耐火和防潮早已经通过各种技术手段一一解决,并且完全达到国家建筑规范要求的标准。

    对于规范要求需达到一定耐火极限的轻型木结构墙体构件,其耐火方法主要为对构件采用包覆材料进行防火处理,对可燃的木构件进行难燃处理,以阻断火焰与木构件直接接触。传统的做法之一是,在木龙骨之间添加保温隔热材料,并在其外面覆盖石膏板。实践中,采用何种保温隔热材料或者何种石膏板,则由构件所需达到的耐火极限决定。节能木墙系统可以通过合理选择材料和组装方法,来经济地达到1小时的耐火极限。

    防潮方面,通过加装先进的防雨幕墙系统,节能木墙能够在雨水排水引流,水蒸气蒸发,墙体系统通风干燥等方面达到极佳性能,确保墙体不会因为雨水或冷热空气交换而受到潮气侵蚀。

    规范标准完善 作为一套成熟的墙体系统,节能木墙系统早在2005年便由国家住建部发布出版的《木骨架组合墙体技术规范国家标准》(GB) GB/T50361-2005进行了规定。该规范适用于住宅建筑、办公楼和《建筑设计防火规范分GBJ 16规定的丁、戊类工业建筑的非承重墙体的设计、施工、验收和维护管理。

    同时节能木墙的消防安全要求主要遵循《建筑设计防火规范》GB50016-2014 以及《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361 中的规定。

    依据现行《建筑设计防火规范》GB 50016-2014,规范规定:“建筑高度不大于18m的住宅建筑、建筑高度不大于24m 的办公建筑和丁、戊类厂房(库房)的房间隔墙和非承重外墙可采用木骨架组合墙体。

    依据《木骨架组合墙体技术规范》GB/T 50361 ,规范规定现行木骨架非承重内隔墙适用于房间面积不超过100m2 的7-18 层普通住宅和高度为50m 以下的办公楼中的房间隔墙。

    国内案例

    国内目前已经有不少开发商尝试使用这种先进的节能木墙系统用于小高层公寓和办公楼项目。其中值得一提的一个项目位于苏州太湖湖畔的一个高档精装小高层公寓项目“御玲珑”。该项目由12幢别墅和4幢6层小高层公寓组成。除了12栋全木结构别墅,4幢小高层也采用混凝土结构配合节能木墙系统作为外墙和内隔墙应用。除此之外,该项目采用全屋精装修,包括全屋地暖、空调、新风去PM2.5净化系统、水处理系统、平衡供水器等建筑节能科技。
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