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建筑节能外墙保温系统科技开发建设可行性研究报告

 目 录

第一章 项目概述……………………………………………………

2

第二章 项目立项的必要性及市场需求分析………………………

4

第三章 相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内

现有工作基础…………………………………………

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第四章 项目计划目标及主要研究内容……………………………

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第五章 技术、经济效益分析…………………………………………

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第六章 计划实施年限、经费预算及来源渠道………………………

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第七章 必要的支撑条件、组织措施及实施方案……………………

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第八章 其它说明……………………………………………………

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第九章 科技行政主管部门意见……………………………………

20

第一章 ?项目概述

1.?项目提出背景、意义及必要性

建筑节能外墙外保温系统,是一项建筑节能新技术。

外墙外保温系统起源于上世纪四十年代的欧洲,至今已有60多年的历史。经过多年的实际应用和在全球不同气候条件下长时间的考验,证明采用该类保温系统的建筑,从建筑物外装饰效果和居住的舒适程度都给人们提供了优良的居住条件,是一项值得在全球范围内推广应用的节能新技术。如今,外墙外保温系统已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。

我国建筑节能目标是通过全面推进建筑节能工作,到2010年,城镇建筑达到节能50%的设计标准,其中各特大城市和部分大城市率先实施节能65%的标准;开展城市既有居住和公共建筑的节能改造;大城市完成改造面积25%,中等城市完成15%,小城市完成10%。为深入贯彻科学发展观,落实节约资源基本国策,调动社会各方面力量进一步加强节能工作,加快建设节约型社会,实现“十一五”规划纲要提出的节能目标,促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道,国务院又做出了关于加强节能工作的决定。决定指出要大力推动节能技术进步,加快先进节能技术、产品研发和推广应用。为此,山西省政府在《关于加强建筑节能工作的意见》中明确指出2005年7月1日起,新建民用建筑(指居住建筑和公共建筑)要全面执行民用建筑节能设计标准,实现节能50%的目标,有条件的地方可率先实施节能65%的设计标准。

外墙保温系统是实施建筑节能的必须环节。外墙保温系统经过近几年的应用,根据有关报道,建筑节能达标的建筑仍是少数,大多数建筑节能达不到节能50%的标准要求。更为严重的是,近年来,外墙保温系统出现了许多工程质量事故,空鼓、开裂、脱落等现象屡见不鲜,因此尽快研究、开发适合我国国情、适合我国不同地区气候特点的新型外墙保温系统是非常必要且及时的。

2.?攻关目标和内容

本项目研究的目标就是,通过对外墙保温系统整体性能及组成保温系统的各种配套材料进行解剖分析,在不同气候条件、不同季节施工对保温系统节能效果的影响因素的研究。另一方面,对各种材料间的相容性进行研究,使各种配套材料的批配性达到最佳。最终使外墙保温系统用较低的成本达到建筑节能65%的标准要求,外墙保温系统的质量事故大大降低,平均使用寿命达到25年以上。

3.?项目形成成果、知识产权及完成时间

本项目完成后可申请两项目发明专利,自主知识产权。本项目预计2011年5月完成。

第二章 项目立项的必要性及市场需求分析

1.?项目技术攻关的必要性

能源是经济快速发展必不可少的物质保障,是人民生活的基础性资源,也是重要的污染来源,能源问题是当今世界三大问题的首要问题,我国是世界第三能源消费大国,人均能源消费少,是发达国家人均消费的14.7%,能源利用效率低,仅为30%左右,美国是51%,日本是57%,我国创造1美元的国民生产产值所消费能源是印度的1.65倍,日本的4.43倍,法国的4.97倍。根据我国能源的实际情况,国务院提出了“开发和节约并重,近期把节约放在优先地位,对国民经济实行以节约为中心的技术改造和结构改造”的能源方针。最大限度地降低住宅建筑的采暖、空调能耗。我国一年的采暖、空调总能耗为11025万吨标煤,占全国总能耗的11.2%。

我国城乡房屋建筑面积2002年底共计388亿平方米,且95%以上都是高耗能建筑,主要能耗用在冬季供暖和夏季空调,每年六、七月和元月全国大范围“闹电荒”就是这个原因。我国建筑物平米能耗是发达国家的三倍多,我国供暖基准温度是16℃~18℃,发达国家是18℃~22℃,就是说发达国家室温高还省能源,我国室温低反而耗能是人家的3倍多。问题的关键在于与发达国家相比我们的外墙、屋顶,单位面积能耗为他们的3~5倍,窗户能耗为他们的2~3倍,也就是说冬季热能从墙体、屋顶、窗户散到大气中了,夏季太阳辐射热能透过外墙、屋顶、窗户进入室内。

美国在20世纪70年代制定了《新建筑节能暂行标准》。德国在1976年颁布了《建筑节能法》。法国分隔热三个阶段完成了住宅经济使用能源设计规范,1974年首次颁布的规范要求节能25%,1982年规范要求再节能25%,1989年规范要求再节能25%,建筑节能是贯彻我国可持续发展战略的重要组成部分,依据国家建筑节能标准及建设部76号部长令,从2001年10月1日起我国严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区新建住宅必须节能50%。要实施建筑节能就必须用新型保温材料对其外墙、屋顶、窗户进行围护。使其传热系数达到相应标准。

国内外标准中建筑围护结构传热系数限值比较 单位:W/(m2·℃)

国家和地区

屋 顶

外 墙

窗 户

中国

北京居住建筑

0.60

0.80

0.82

1.16

3.50

夏热冬冷地区(长江中下游居住建筑)

0.8~1.0

1.0~1.5

2.5~4.7

英 国

0.16

0.35

2.0

德 国

0.20

0.20~0.30

1.5

美国(相当于北京采暖度日数)

0.19

0.32(内保温)

0.45(外保温)

2.04

瑞典(南部)

0.12

0.17

2.00

另一方面,我国近几年的应用中,出现了许多问题,比如:节能建筑不节能问题、面层开裂问题、面层贴面砖的问题、首层加强处理的问题、保温板空鼓、脱落问题等等。如何才能解决上述种种问题,仅靠引进国外的技术是不够的,必须与我国国情、我国气候特点相结合,研究开发适合我国国情、我国不同地区气候特点的外墙保温系统,是目前非常重要且非常必要的一个课题。

2.?项目的市场需求分析

“十五”期间,全国城乡新建房屋面积超过57亿平方米,其中城镇住宅面积27亿平方米,农村住宅面积30亿平方米。而根据建设部《民用建设节能管理规定》,“十五”期间,北方严寒与寒冷地区城市新建的采暖居住建筑,必须全面执行节能50%的设计标准,否则就不能通过建设主管部门的审批。此外正在逐步推广的供热体制改革,也将促使居民积极购买节能型住宅,这为先进节能建材和技术提供了潜力巨大的市场。

合理的墙体保温技术对于建筑节能的推进具有非常重要的意义,无论是在国内,还是国外,外墙外保温的发展都存在着巨大的市场潜力,从发展阶段来说,国内的技术和应用还处在初级的阶段,相比国外还存在很大的差距,因此国外成熟的产品和体系非常值得在国内推广,这对于国内建筑节能事业的发展和市场的规范繁荣都具有非常积极的意义。

据不完全统计,目前中国市场保温材料年工程量约1500万立方米;仅北方及黄河流域的城市新建住宅如果都按节能标准建造,即年需保温材料5亿平方米,而目前生产能力仅为2.5亿平方米,且品种较少,主要为聚苯乙烯、保温浆料、岩棉、聚氨酯等。难以满足日益扩大的外墙保温建筑市场的需求。

近年来国家和地方对建筑节能非常重视,出台了许多新的政策,加快了建筑节能的步伐。因此外墙保温系统配套材料的销售市场和前景十分乐观,企业通过该项目的实施也会获得良好的经济效益。

第三章 相关领域国内外技术现状、

发展趋势及国内现有工作基础

1.国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内现有的工作基础

外墙外保温系统起源于上世纪四十年代的瑞典和德国,至今已有60多年的历史。经过多年的实际应用和在全球不同气候条件下长时间的考验,证明采用外墙保温系统的建筑,无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度,是一项值得在全球范围内推广应用的节能新技术。如今,外墙外保温系统已经成为欧美等发达国家市场占有率最高的一种建筑节能技术。

中国的建筑节能工作已经走过了20多年的艰苦路程:制订了标准法规,组建了管理机构,安排了试点示范,加强了技术研究,发展了节能产业,开展了国际合作,成绩确实来之不易。但是,认识上的不足,体制上的不顺,法规上的不健全,技术上的不配套等,还严重制约着建筑节能的开展。

尤其是近年来,由于监管力度不够,节能建筑不节能,达不到国家规定的节能50%的标准要求。保温工程质量事故呈泛滥趋势,面层开裂、脱落、保温层脱落等事故屡见不鲜。

图1 某住宅小区保温完工后仅一个月,面层开裂严重

图2 某高层办公楼完工后不久便出现大面积脱落

图3 某未竣工的客运站,面层及保温板落脱落严重

图4 某未竣工的客运站,面层及保温板落脱落严重

图5 某中高层住宅面层出现大范围脱落

以上仅列举了个别保温工程的质量事故,类似质量事故还有许多,这些事故的发生不仅损害了广大业主的利益,而且给建筑周围的生活环境带来重大的安全隐患,脱落材料伤人事故屡见报端。

2.国内外技术发展趋势

外墙保温系统在国外应用较早,目前保温技术已经十分成熟。而在国内的应用还处于发展初期,不论从市场的监管力度,还是从保温系统的技术成熟度,都有待于进一步加强。

第四章 项目计划目标及主要研究内容

1.?主要目标

本项目研究的目标就是,通过对外墙保温系统整体性能的研究,对外墙保温系统进行解剖分析,对组成保温系统的各种材料进行性能分析、对各种材料间的相容性进行研究,最终使外墙保温系统达到建筑节能65%的标准要求,外墙保温系统的质量事故大大降低,平均使用寿命达到25年以上。

2.?研究与开发内容

建筑节能外墙保温系统,其配套的组成材料有聚合物粘结胶浆(用于粘贴保温板)、保温板(主要有聚苯板和挤塑板两种)、聚合物抗裂抹面胶浆、耐碱玻纤网格布、外墙保温专用锚栓等材料。其中聚合物粘结胶浆、聚合物抗裂抹面胶浆是决定保温系统使用寿命的关键材料,保温板是决定节能效果的关键材料。

本项目要研究的主要内容有:

(1) 对聚合物粘结胶浆、聚合物抗裂抹面胶浆的配比、性能进行研究分析,提高产品的性价比;

(2) 对保温板的性能进行研究,得出保温板的最佳使用密度;

(3)对组成保温系统的各种材料的相容性进行研究,做到材料间的最佳批配;

(4) 对保温系统的施工工艺进行试验分析,使施工工艺更加科学,有效防止质量事故的发生;

(5) 对保温系统进行全方位研究,使整保温系统的使用寿命达到25年以上。

3.?项目的技术关键,包括技术难点、创新点

本项目要解决的关键技术有:

(1) 聚合物胶浆的添加剂配比与不同气候条件下发挥的性能间的关系,不同地区不同季节施工时采取不同的配比,使材料的性能达到最佳化;

(2) 保温板保温性能与密度的关系,通过对各种保温材料的性能进行深入研究,寻求保温材料性能价比的最高点;

(3) 适用于我国北方地区特有的保温系统施工技术。通过对我国不同地区、不同季节的气候条件下保温系统所发挥的作用进行试验研究,确定不同条件下保温系统组成材料的最佳性能,进而制定出不同地区不同季节使用的配套材料。

本项目有以下几个创新点:

(1) 保温系统中的聚合物胶浆,采用德国进口添加剂,经电子计量,聚合物胶浆的各项技术指标完全达到国家相关标准的要求,能够保证保温系统的使用寿命在25年以上。

(2) 聚苯板采用密度为20kg/m3的阻燃型材料。经试验研究,聚苯板的保温效果是随着密度的增大而提高,而20kg/m3的聚苯板是既经济又是能保证保温效果的最佳选择。

(3) 保温系统中的聚合物粘结胶浆、聚合物抗裂抹面胶浆,包括饰面层用的柔性耐水腻子,这几种材料均采用一个系列的生产设备、添加剂,在最大程度地保证了各种材料间的相容性,避免了因材料间相容性差而出现的质量问题。

(4) 施工工艺的创新。我公司技术人员将施工工艺从基层处理,到最后完工的各个环节均进行了科学的处理,使得施工工序更加合理,保温系统更加完善。其中,将保温系统的防护面层由传统的一次性施工,改为二次施工,既能保证防护面层的抗压强度,又大大提高了防护面层的抗裂性能。

该项目完成后可获得发明专利两项,具有自主知识产权。

第五章 技术、经济效益分析

1.?技术经济效益分析(含经济效益、社会效益)

外墙保温系统作为建筑节能的关键环节,国家从政策方面给予较大的倾斜,不论什么民用建筑,均需要设计安装外墙保温系统,而我国仅北方地区年需保温材料5亿平方米,而目前生产总量还不足一半,因此,该项目的实施具有较好的经济效益。

外墙保温系统本是一项新型节能技术,通过该保温系统可节约大量的能源,减少能源的浪费,同时大大降低了冬季采暖燃煤所带来的三废的排放,既减少了环境的污染,在夏季从很大程度上缓解了电网超负荷运转,供电紧张的局面。因此,该项目具有较好的社会效益。

2.?推广应用前景分析(产业化可行性)

建筑节能外墙保温系统本身就是一件利国利民的好事,再加上国家政策支持,应用前景非常广阔,另一方面,我国目前保温市场呈供不应求的状态。该项目的产业化,将有利于建筑节能外墙保温系统的健康发展。

3.?项目实施的风险分析(含市场风险、技术风险、管理风险等)

建筑节能外墙保温系统在我国应用已有十多年历史,应用技术也基本成熟,只是某些技术方面不够完善,本项目的实施,将会使保温系统得到更加完善的应用,市场风险、技术风险基本不存在。在管理方面,我公司有太原市市级企业技术中心,管理体制健全,具有较低的管理风险。

第六章 计划实施年限、经费预算及来源渠道

1.?年度计划

2009年6月—2010年2月:市场调研阶段,通过对保温工程进行实地考察,认真分析出现质量事故的原因,必要时取样进行实验室检测。

2010年3月—2010年9月:购置相关检测设备、完善实验条件,并与科研院所联合进行试验研究,分析保温系统各种组成材料的性能特点与材料的组成,对材料的生产和施工工艺进行跟踪,完善材料的生产和施工工艺。

2010年10月—2011年3月:综合试验结果,找到各种材料的最佳配比,最佳生产和施工工艺,既能达到建筑节能的标准要求,又使整个保温系统质量事故大大降低,保温系统平均使用寿命达到25年以上。

2011年4月—2011年5月:邀请相关专家,对技术成果进行论证。

2.?经费预算

本项目支出预算合计:349万元。其中人员费50万元,设备费100万元,能源材料费70万元,试验外协费15万元,资料及印刷费10万元,会议差旅费18万元,项目管理费25万元,其它费用61万元。

3.?经费来源

自筹资金299万元,申请经费50万元。

第七章 必要的支撑条件、组织措施及实施方案

1.?必要支撑条件

(1)我公司拥有太原市市级企业技术中心,科技开发人员16人,大多从事外墙保温系统的研发五年以上,多次到北京、上海、南京等地进行专业培训,参加各种专业研讨会。具有丰富的外墙保温系统专业知识。作为参编单位,参与了山西省地方标准DBJ04-234-2005《建筑外墙外保温系统用产品(材料)》。

(2)2009年公司新建技术中心,办公用面积800多平方米,拥有四个实验室,新进检测设备十余台套,大大增强了试验研究能力。

(3)公司每年从销售收入中固定提取5%,作为试验研发费用,从而保证了试验研究的正常进行。

2.?组织管理的措施

公司技术中心成立专项研发小组,由公司总经理任组长,亲自参与各项试验研究,研发小组对该项目进行专门研究,科技费用单独计算,确保项目开发的进度。

3.?组织实施的方案

针对本项目的研发,公司技术中心制定了详细的实施方案,项目的前期市场调研,保温工程工地的实地考查,到外地进行专业培训,参加各种专业研讨会,收集保温系统各种组成材料的相关资料,专项试验等等,均安排专人负责,落实到位,定期汇报进展情况。每周至少召开一次碰头会,讨论项目研发中遇到的问题,及时进行调整。

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