超低能耗房屋与酚醛泡沫防火保温材料

        未来5年仍是中国工业化、城镇化继续推进的阶段，要继续保持各个部门能耗强度明显下降的态势，其难度也将明显增加。我国建筑能耗为发达国家的3倍，约占我国总能耗的30%。因此我国政府必须狠抓建筑节能工作，大力推广应用国外房屋设计和绝热保温新理念，才能大幅度降低建筑能耗。超低能耗房屋就是欧洲近年来发展这种新理念而实现的重大创新改革，使建筑节能达到最低碳排放，甚至零排放的先进水平。

　　超低能耗房屋

　　超低能耗房屋（Passive house，也有人译为被动式房屋）首先是一位德国专家沃夫冈费士特（Wolfgang Feist）在1988年提出来的理念，这类房屋不主动采用中央空调或外来热电进行取暖或制冷。主要的理念是使热量的传递、对流和幅射在整座建筑设计上更为合理，尤其是使用超厚高效保温材料，加上三层隔离窗、自动通风、热回收系统等配置结合，能最大限度地降低能耗，使屋内始终处于冬暖夏凉的恒温、恒湿和新鲜空气的舒适环境中。符合超低能耗房屋的标准是：每年每平方米低于15kWh，仅是一般传统房屋的10%，能耗极低。因此未来建筑节能的奋斗目标应是超低能耗房屋。

　　世界上第一批超低能耗（被动式）房屋建于1990年，是位于德国达姆施塔特（Darmstadt）的四排连体房屋。沃夫冈费士特随后于1996年建立了达姆施塔特超低能耗房屋研究所，到2010年世界上已建成约25000栋房屋，主要分布于德国、奥地利和欧洲其他国家。美国于2003年才建成第一座超低能耗房屋。而世界上第一栋旧房改造成超低能耗房屋位于爱尔兰，建成于2005年并获得认证许可。而美国第一栋约240平方米旧房改造成的超低能耗房屋位于加州，在2010年7月建成并获得认证。

　　2010年上海世博会里有座德国的专业馆，叫做汉堡之家，就是一座运用最新超低能耗房屋设计、采用高效超厚保温材料与环保技术建成的绿色建筑。这种建筑隔热性能极好，能耗极低，能源不需依赖外部蒸汽或电力供应，冬天仅用太阳能或地下热源以及居住者的体温即可保暖。据汉堡之家的建筑师声称德国已在2010年秋季建成现代化的超低能耗高层建筑——德意志银行总部。

　　近年来我国朗诗等地产商通过运用大量超低能耗（被动式节能）技术，大大降低建筑能源消耗，综合保温性能4倍于普通的节能住宅，业主为此每年将节约大量的能源开销费用。2010年2月5日，苏州朗诗国际街区荣获建设部“绿色建筑三星标识”，这是目前中国最高标准的绿色建筑认证。朗诗以80％综合节能率在行业中跨越了一大步。

　　我国建筑能耗约占全国总能耗的30％以上，预计到2020年，房屋在建造和使用过程中的能耗将占社会总能耗的40％。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善环保条件、减轻环境污染，促进经济持续发展的一项直接的、廉价的系统工程，其中房屋隔热是这一系统工程中的重要一环。根据《建筑节能“九五”计划和2010年规划》，现有城镇建筑需进行节能改造的约有100亿平方米，仅屋顶隔热材料每年就需消耗1亿多平方米，如果所有建筑都能达到超低能耗房屋的标准，即每年每平方米低于15kWh，相当一般传统房屋能耗的10％，这将对国家和人民作出巨大的贡献！

　　第三代保温材料

　　20世纪80年代，国外科学家通过对酚醛树脂及其制品进行研究，发现它们具有突出的难燃、无烟、无毒特性(Fireproof， Smokeless，Toxicity free，简称FST特性)。制成的酚醛泡沫（Phenolic Foam，简称PF）的难燃程度比聚苯乙稀泡沫（PS）和聚氨酯泡沫（PU）要好。厚仅30mm的PF平板经受1700℃火焰喷射10分钟后，仅表面略有炭化却烧不穿，既不着火也不散发浓烟和毒气。

　　90年代以来，包括PF在内的酚醛复合材料得到很大发展，首先受到英、美等国家军方重视，将其用于航天航空、国防军工领域中。例如波音飞机的舱壁夹层中就是用PF保温，舱外在1万多米高空时气温约零下50℃，由于用了PF保温，能保证舱内乘客处于舒适安全的环境中。后来PF又被应用于船舶、车站、油井等防火要求严格的场所，并逐步推向医院、体育设施和大楼住房等公共与民用建筑领域。

　　PF由于导热系数低，相比传统的保温材料如岩矿棉、玻璃棉及膨胀珍珠岩等，其节能保温性能高约1倍。人们公认其节能保温性能居于所有保温材料之首，也有人称其为“保温之王”或“第三代保温材料”。

　　　国外PF外墙外保温应用实例

　　近年来笔者在参加国际会议、考察或技术交流期间对PF也作了调查研究，以下就欧洲具有代表性的PF生产厂商的产品和应用作一介绍。

　　英国金斯潘（Kingspan）公司是世界上最大的PF生产厂家之一。它的PF商标名Kooltherm，根据用途不同分成10个牌号。其中K5 EWB是外墙外保温专用酚醛泡沫板，1980年金斯潘公司就开始进行外墙外保温的应用，据称该公司目前每月向客户提供K5 EWB约15万平方米。

　　中国PF行业在2011年7月组织考察团参观了曼彻斯特的湖滨开发区四栋公寓大厦，该公寓于1961年建成，2006年进行保温改造。金斯潘公司提供了K5 EWB泡沫板，这是既有高层建筑旧房改造工程的典型成功案例。考察团又在伦敦郊区Hamlets参观了一处高层建筑旧房改造工地，三栋住宅高楼正好处于改造前、改造后和改造中的情景，让人一目了然。

　　值得一提的是考察团访问了位于Watford知名的BRE (Building Research Establishment)创新园区，英国建筑界在那里用最新设计理念和材料建成的超低能耗（被动式）房屋和绿色生态环境，园区里有十多栋样板房被BRE评为可持续性绿色安全建筑而获奖。其中一栋绿白相间的三层楼房引起大家的注意（见左下图），它的外墙和屋顶都是用超厚金斯潘酚醛泡沫做保温材料，使其达到零碳生态建筑标准，获得了2007年英国住房大奖。这种被人们称为“21世纪未来绿色之家”的生态房屋设计，已推广到欧洲大陆。

　　在中英双方会议交流中，多次提到建筑消防安全设计和防火标准规范问题，英方介绍了金斯潘酚醛泡沫都能达到BS 476-6和BS 476-7等英国标准燃烧等级中的零级要求。英方对于我国近年来发生的几次高层建筑大火也有所闻，在英国规定18米以上的建筑不准用EPS等易燃或可燃材料，对中国十多年来使用易燃或可燃材料于高层建筑中表示不可理解。他们认为PF能通过BS 8414就可用于任何高层建筑，它的保证使用期为30年，自然寿命60年。目前PF在民用和公共建筑中应用已占首位（60%）。

　　通过这次考察，了解到近年在英国政府部门的大力支持和推动下，用于建筑墙体上的PF以每年50%的增长速度得到很大发展。学习英国先进技术，特别是英国的外墙外保温系统施工技术和标准规范更先进、更合理，值得我们学习和借鉴。“他山之石，可以攻玉”，我们相信我国酚醛泡沫防火保温材料行业在政府部门的大力支持和推动下也会得到很大发展。