砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料應(yīng)用與研究
2007-06-13 00:00
摘 要：針對(duì)在加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料砂甘肅省難以推廣和應(yīng)用的現(xiàn)狀，根據(jù)對(duì)慶陽(yáng)市應(yīng)用砂加氣混凝土砌塊作為自保溫節(jié)能墻體材料的調(diào)查研究，分析了甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料的性能特點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù)，提出了推廣和應(yīng)用的相關(guān)建議。
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一、引言
我國(guó)的墻材革新與建筑節(jié)能工作已經(jīng)開(kāi)展十幾年了，取得了很大的成就，特別是近幾年,更是有了突破性進(jìn)展。就甘肅省而言，隨著國(guó)家“禁實(shí)”工作力度的不斷加大，許多實(shí)心黏土磚廠被迫關(guān)停或轉(zhuǎn)產(chǎn)，以砂加氣混凝土砌塊為主要替代產(chǎn)品的新型墻體節(jié)能材料得到了迅速的發(fā)展。預(yù)計(jì)到2006年底，砂加氣混凝土砌塊總量可達(dá)到60億塊，且具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間?；诖?，結(jié)合建筑節(jié)能課題研究，作者以慶陽(yáng)市作為甘肅省的典型代表，與慶陽(yáng)市墻體改革工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和慶陽(yáng)市建設(shè)工程造價(jià)站一起，通過(guò)對(duì)金鵬家園在建的6﹟別墅應(yīng)用砂加氣混凝土砌塊作為自保溫節(jié)能墻體材料情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)測(cè)算和一系列研究，來(lái)分析甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料的性能特點(diǎn)和應(yīng)用技術(shù)。
二、砂加氣混凝土砌塊自保溫系統(tǒng)介紹
甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫系統(tǒng)是將砂加氣混凝土砌塊用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外墻填充墻或用于混合結(jié)構(gòu)外墻而成為自保溫外墻，具有質(zhì)量輕、保溫隔熱性能好、隔聲佳、防火優(yōu)良、表面堅(jiān)固、抗沖擊性能好、施工便捷和便于各種外飾面處理等優(yōu)點(diǎn)。
1、基本構(gòu)造
甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫系統(tǒng)的基本構(gòu)造為鋼筋混凝土框架和砂加氣混凝土砌塊。自保溫系統(tǒng)外側(cè)為防水界面劑，粉刷層（局部增添耐堿玻纖網(wǎng)格布）和飾面層；自保溫系統(tǒng)內(nèi)側(cè)為批嵌層（局部增添耐堿玻纖網(wǎng)格布）和飾面層。
2、規(guī)格及性能
砂加氣混凝土砌塊是以水泥、石灰、石英砂、石膏加鋁粉發(fā)泡，經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的細(xì)密多孔狀砌塊，其規(guī)格為600mm×（200、250、300）mm×（100、150、200）mm。按密度不同主要，甘肅省砂加氣混凝土砌塊主要有B05、B06兩種級(jí)別，其抗壓強(qiáng)度平均值分別不小于2.5 MPa 和3.5 Mpa，導(dǎo)熱系數(shù)分別不大于0.13 W/mK 和0.16 W/mK。
3、熱工系數(shù)指標(biāo)
砌塊自保溫系統(tǒng)的墻體傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)計(jì)算可按《節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的平均傳熱系數(shù)和《熱工規(guī)范》給出的有關(guān)計(jì)算方法確定。甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫墻體在不同粉刷層的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)值見(jiàn)表2。
表2 甘肅省砂加氣混凝土砌塊墻體的傳熱系數(shù)K（W∕m2K）和熱惰性指標(biāo)D
|
砌塊密度級(jí)別 |
B05 |
B06 | ||||||||||
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砌塊厚度（mm） |
100 |
150 |
200 |
100 |
150 |
200 | ||||||
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熱工參數(shù) |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
|
無(wú) 粉 刷 |
1.42 |
1.76 |
1.02 |
2.63 |
0.9 |
3.51 |
1.54 |
1.99 |
1.11 |
2.98 |
0.87 |
3.97 |
|
內(nèi)外各10 mm粉刷 |
1.37 |
2.00 |
0.99 |
2.88 |
0.78 |
3.76 |
1.49 |
2.23 |
1.08 |
3.22 |
0.85 |
4.22 |
|
內(nèi)外各20 mm粉刷 |
1.33 |
2.25 |
0.97 |
3.13 |
0.77 |
4.01 |
1.44 |
2.48 |
1.06 |
3.47 |
0.87 |
4.46 |
三、砂加氣混凝土保溫砌塊主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比
通過(guò)對(duì)甘肅省砂加氣混凝土砌塊（B06級(jí)200mm厚）粘土磚（MU7.5，1600～1800 kg/m3）空心砌塊（MU10，900～1700 kg/m3）普通混凝土（C30，2000～2600 kg/m3）等幾種常見(jiàn)建筑材料的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，可以看出，砂加氣混凝土砌塊與其它地方性建筑材料相比，具有以下幾個(gè)方面的技術(shù)性能優(yōu)點(diǎn)：
1．重量輕
砂加氣混凝土砌塊的容重一般為400～700kg/ m3，相當(dāng)于粘土磚的1/3，普通磚的1/5，混凝土的1/4，也低于一般輕骨料混凝土。
2、強(qiáng)度能滿足要求
砂加氣混凝土砌塊（B06）抗壓強(qiáng)度平均值雖然只有4.6 MPa，但由于加氣混凝土塊體尺寸較大，制品勻質(zhì)性較好，其砌體利用系數(shù)為0.7～0.8，而黏土磚在砌體中的利用系數(shù)僅為0.3左右。因此，從這個(gè)意義上講，砂加氣混凝土砌塊（B06）的砌體強(qiáng)度高于黏土磚（MU7.5）的強(qiáng)度。
3、保溫隔熱性能好
砂加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.15W/mK，只有黏土磚的1/5、普通混凝土的1/10，因而有良好的保溫隔熱性能。
4、吸音隔聲性能好
砂加氣混凝土砌塊由于具有球狀密閉多孔結(jié)構(gòu)，因而具有一定的吸音和隔聲性能，吸音系數(shù)為0.23～0.3，隔聲量為58dB。完全可以滿足各類墻體的隔聲要求。
四、砂加氣混凝土砌塊的工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
金鵬家園在建的6﹟別墅是自保溫承重工程，該別墅建筑面積211.76m2，層高3.0m的二層磚混結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土帶型基礎(chǔ)。根據(jù)課題研究的需要，對(duì)本工程分別使用200mm厚砂加氣混凝土砌塊和240mm厚多孔黏土磚兩種不同墻體材料，根據(jù)現(xiàn)行甘肅省預(yù)算定額、慶建發(fā)[2004]69號(hào)文件2004年第一期建設(shè)工程一類材料指導(dǎo)價(jià)計(jì)算，將所得到的工程造價(jià)以及對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度的影響進(jìn)行計(jì)算對(duì)比。
1、基礎(chǔ)、構(gòu)造柱和圈梁的造價(jià)對(duì)比
（1）基礎(chǔ)：使用砂加氣混凝土砌塊和多孔黏土磚的鋼筋混凝土帶型基礎(chǔ)造價(jià)分別為9865.69元和12062.58元，砂加氣混凝土砌塊的鋼筋混凝土帶型基礎(chǔ)造價(jià)比使用多孔黏土磚低18％。
（2）構(gòu)造柱和圈梁：使用砂加氣混凝土砌塊和多孔黏土磚，構(gòu)造柱工程量分別為3.81m3和5.48m3，圈梁工程量分別為6.97m3和8.37m3，造價(jià)合計(jì)分別為8156.60元和11485.35元。使用砂加氣混凝土砌塊的構(gòu)造柱和圈梁造價(jià)比使用多孔黏土磚低28％。
2、單位面積工程造價(jià)對(duì)比
使用砂加氣混凝土砌塊和多孔黏土磚單位面積工程造價(jià)分別為1236.26元/m2和1208.52元/m2。使用砂加氣混凝土砌塊的單位面積工程造價(jià)比使用多孔黏土磚增加2.0％。
3、施工勞動(dòng)強(qiáng)度對(duì)比
使用砂加氣混凝土砌塊在1磚外墻、1磚內(nèi)墻、1/2磚內(nèi)墻的工程量分別為18.19m3、27.22m3、4.62 m3；使用240厚多孔黏土磚在1磚外墻、1磚內(nèi)墻、1/2磚內(nèi)墻的工程量分別為19.82m3、32.66m3、5.54 m3?？梢?jiàn)，使用砂加氣混凝土砌塊可大大減少內(nèi)粉刷工作量。同時(shí)，使用200厚砂加氣混凝土砌塊的施工墻體消耗人工量比使用多孔黏土磚低64％。
五、結(jié)語(yǔ)
1、經(jīng)計(jì)算與驗(yàn)證，甘肅省采用砂加氣混凝土砌塊作為自保溫外墻，其傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)均滿足《節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的熱工性能要求。所以使用砂加氣混凝土砌塊的別墅可稱為節(jié)能住宅，而使用多孔黏土磚的別墅，因其外墻傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)均不符合《節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的熱工性能要求，只能稱為普通住宅。
2、經(jīng)過(guò)對(duì)別墅項(xiàng)目的造價(jià)比較，甘肅省使用砂加氣混凝土砌塊比使用多孔黏土磚的單位面積造價(jià)略有增加。若要使多孔黏土磚的別墅成為節(jié)能住宅，假設(shè)外墻采用50mm厚砂加氣混凝土砌塊，則每平方米增加造價(jià)38.00元。這時(shí)，同為節(jié)能住宅的條件下，使用砂加氣混凝土砌塊卻比使用多孔黏土磚的單位面積造價(jià)下降0.8％。
3、甘肅省砂加氣混凝土砌塊相對(duì)基準(zhǔn)值節(jié)能44%，相對(duì)一般標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能26.5%（基準(zhǔn)值參考甘肅省住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般標(biāo)準(zhǔn)參考夏熱冬冷地區(qū)保溫節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)）。
4、砂加氣混凝土砌塊因其尺寸準(zhǔn)確，內(nèi)墻面可直接做批嵌，從而大大減少了內(nèi)粉刷的工作量。另外，使用砂加氣混凝土砌塊，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量明顯減少，有利于現(xiàn)場(chǎng)文明施工。
5、使用砂加氣混凝土砌塊，不但可以降低基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的投入，節(jié)省基礎(chǔ)挖方量，縮短施工工期，大幅度減低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可以減少建筑物的運(yùn)行稱本。
6、在甘肅省，砂加氣混凝土砌塊與其它地方性建筑材料相比，具有質(zhì)量輕、保溫隔熱性能好、隔聲佳、防火優(yōu)良、表面堅(jiān)固、抗沖擊能力強(qiáng)和施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，而且便于各種外飾面處理。所以特別適合用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外墻填充墻或用于混合結(jié)構(gòu)外墻而成為自保溫外墻。
綜上所述，砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料在甘肅省值得大力推廣應(yīng)用。
六、看法和建議
1、從施工技術(shù)角度來(lái)看，甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料要想得到發(fā)展，就必須根據(jù)墻體功能與保溫功能合一、既保溫又隔熱這兩大特性，合理地選擇建筑類型和體系，在滿足地方工程建設(shè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將其用于最恰當(dāng)?shù)奈恢煤筒课弧Ｍ瑫r(shí)要隨時(shí)關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)向，以不斷開(kāi)發(fā)有競(jìng)爭(zhēng)力的新技術(shù)為切入點(diǎn)，使砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料直接達(dá)到三步建筑節(jié)能要求。
2、全國(guó)范圍的能源供給矛盾日益突出，節(jié)約能源已經(jīng)成為重大課題，甘肅省也不例外。根據(jù)有關(guān)的測(cè)算，建筑物各部分對(duì)熱能的散失消耗，外墻部分占24%左右。為了減少墻體散熱損失，我們必須采用保溫性能良好的建筑材料。在這方面，砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料突顯其保溫隔熱的優(yōu)良性能和將發(fā)揮重要的作用，而且受到世界各國(guó)建筑業(yè)的普遍重視，特別是我國(guó)實(shí)行墻體材料改革與節(jié)約能源的可持續(xù)發(fā)展國(guó)策后，砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料由于具有集新型墻體材料和保溫材料于一體的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而備受人們的青睞。所以，我們應(yīng)該大力推廣和發(fā)展的這一新型的建筑節(jié)能材料。
3、盡管砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料具有其它建筑材料無(wú)法相比的許多優(yōu)點(diǎn)和性能，但在甘肅省的許多城市，對(duì)這種新型材料的推廣和應(yīng)用還存在著一定的局限性。究其原因，是設(shè)計(jì)人員、施工人員以及投資開(kāi)發(fā)商對(duì)砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料仍然很生疏，對(duì)材料的性能和施工方法了解程度不夠，擔(dān)心使用這種新型材料會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題，不如目前已經(jīng)成熟的墻體圍護(hù)作法保險(xiǎn)。一句話，就是誰(shuí)也不想開(kāi)這個(gè)先例。針對(duì)這一現(xiàn)狀，作者認(rèn)為，在甘肅省，許多科技成果得不到推廣，許多新技術(shù)、新材料、新方法得不到應(yīng)用，最重要的是“觀念”問(wèn)題。建設(shè)節(jié)約型社會(huì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)約各種資源是我們必由之路。只有樹(shù)立了這種觀念，加之配套的政策、法規(guī)，相信人們都愿意創(chuàng)新、求新了。
（參考文獻(xiàn)從略）
*本課題屬甘肅省2004年建設(shè)科技攻關(guān)項(xiàng)目“黃土塬區(qū)（慶陽(yáng)市）墻體材料資源化及節(jié)能方案研究”（JK2004-17）。
作者簡(jiǎn)介：
劉萬(wàn)鋒，隴東學(xué)院建筑工程系系主任，慶陽(yáng)市建筑業(yè)聯(lián)合會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，慶陽(yáng)市學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，出版學(xué)術(shù)專著1部、教材1部，1發(fā)表論文30余篇。
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