砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料應用與研究
2007-06-13 00:00
摘 要：針對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用的現(xiàn)狀，根據(jù)對慶陽市應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)能材料的性能特點和應用技術，提出了推廣和應用的相關建議。
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一、引言
我國的墻材革新與建筑節(jié)能工作已經(jīng)開展十幾年了，取得了很大的成就，特別是近幾年,更是有了突破性進展。就甘肅省而言，隨著國家“禁實”工作力度的不斷加大，許多實心黏土磚廠被迫關?；蜣D(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。預計到2006年底，砂加氣混凝土砌塊總量可達到60億塊，且具有廣闊的市場發(fā)展空間?；诖?，結(jié)合建筑節(jié)能課題研究，作者以慶陽市作為甘肅省的典型代表，與慶陽市墻體改革工作領導小組辦公室和慶陽市建設工程造價站一起，通過對金鵬家園在建的6﹟別墅應用砂加氣混凝土砌塊作為自保溫節(jié)能墻體材料情況進行現(xiàn)場抽樣、技術經(jīng)濟指標測算和一系列研究，來分析甘肅省砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料的性能特點和應用技術。
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。
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)護而成的細密多孔狀砌塊，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、B06兩種級別，其抗壓強度平均值分別不小于2.5 MPa 和3.5 Mpa，導熱系數(shù)分別不大于0.13 W/mK 和0.16 W/mK。
3、熱工系數(shù)指標
砌塊自保溫系統(tǒng)的墻體傳熱系數(shù)和熱惰性指標計算可按《節(jié)能設計標準》規(guī)定的平均傳熱系數(shù)和《熱工規(guī)范》給出的有關計算方法確定。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)和熱惰性指標值見表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D
|
砌塊密度級別 |
B05 |
B06 | ||||||||||
|
砌塊厚度（mm） |
100 |
150 |
200 |
100 |
150 |
200 | ||||||
|
熱工參數(shù) |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
K |
D |
|
無 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指標對比
通過對甘肅省砂加氣混凝土砌塊（B06級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）等幾種常見建筑材料的主要技術指標進行對比，可以看出，砂加氣混凝土砌塊與其它地方性建筑材料相比，具有以下幾個方面的技術性能優(yōu)點：
1．重量輕
砂加氣混凝土砌塊的容重一般為400～700kg/ m3，相當于粘土磚的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、強度能滿足要求
砂加氣混凝土砌塊（B06）抗壓強度平均值雖然只有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，從這個意義上講，砂加氣混凝土砌塊（B06）的砌體強度高于黏土磚（MU7.5）的強度。
3、保溫隔熱性能好
砂加氣混凝土砌塊的導熱系數(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)濟指標
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。根據(jù)課題研究的需要，對本工程分別使用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)行甘肅省預算定額、慶建發(fā)[2004]69號文件2004年第一期建設工程一類材料指導價計算，將所得到的工程造價以及對勞動強度的影響進行計算對比。
1、基礎、構(gòu)造柱和圈梁的造價對比
（1）基礎：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造價分別為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造價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，造價合計分別為8156.60元和11485.35元。使用砂加氣混凝土砌塊的構(gòu)造柱和圈梁造價比使用多孔黏土磚低28％。
2、單位面積工程造價對比
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比使用多孔黏土磚增加2.0％。
3、施工勞動強度對比
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?，使用砂加氣混凝土砌塊可大大減少內(nèi)粉刷工作量。同時，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
1、經(jīng)計算與驗證，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)、熱惰性指標均滿足《節(jié)能設計標準》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)、熱惰性指標均不符合《節(jié)能設計標準》規(guī)定的熱工性能要求，只能稱為普通住宅。
2、經(jīng)過對別墅項目的造價比較，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略有增加。若要使多孔黏土磚的別墅成為節(jié)能住宅，假設外墻采用50mm厚砂加氣混凝土砌塊，則每平方米增加造價38.00元。這時，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下降0.8％。
3、甘肅省砂加氣混凝土砌塊相對基準值節(jié)能44%，相對一般標準節(jié)能26.5%（基準值參考甘肅省住宅設計標準，一般標準參考夏熱冬冷地區(qū)保溫節(jié)能標準）。
4、砂加氣混凝土砌塊因其尺寸準確，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)場濕作業(yè)量明顯減少，有利于現(xiàn)場文明施工。
5、使用砂加氣混凝土砌塊，不但可以降低基礎和結(jié)構(gòu)的投入，節(jié)省基礎挖方量，縮短施工工期，大幅度減低勞動強度，而且還可以減少建筑物的運行稱本。
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、表面堅固、抗沖擊能力強和施工便捷等優(yōu)點，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用。
六、看法和建議
1、從施工技術角度來看，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應用標準的前提下，將其用于最恰當?shù)奈恢煤筒课?。同時要隨時關注市場動向，以不斷開發(fā)有競爭力的新技術為切入點，使砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料直接達到三步建筑節(jié)能要求。
2、全國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)有關的測算，建筑物各部分對熱能的散失消耗，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，而且受到世界各國建筑業(yè)的普遍重視，特別是我國實行墻體材料改革與節(jié)約能源的可持續(xù)發(fā)展國策后，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特優(yōu)點而備受人們的青睞。所以，我們應該大力推廣和發(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法相比的許多優(yōu)點和性能，但在甘肅省的許多城市，對這種新型材料的推廣和應用還存在著一定的局限性。究其原因，是設計人員、施工人員以及投資開發(fā)商對砂加氣混凝土砌塊自保溫節(jié)能材料仍然很生疏，對材料的性能和施工方法了解程度不夠，擔心使用這種新型材料會出現(xiàn)什么問題，不如目前已經(jīng)成熟的墻體圍護作法保險。一句話，就是誰也不想開這個先例。針對這一現(xiàn)狀，作者認為，在甘肅省，許多科技成果得不到推廣，許多新技術、新材料、新方法得不到應用，最重要的是“觀念”問題。建設節(jié)約型社會發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，節(jié)約各種資源是我們必由之路。只有樹立了這種觀念，加之配套的政策、法規(guī)，相信人們都愿意創(chuàng)新、求新了。
（參考文獻從略）
*本課題屬甘肅省2004年建設科技攻關項目“黃土塬區(qū)（慶陽市）墻體材料資源化及節(jié)能方案研究”（JK2004-17）。
作者簡介：
劉萬鋒，隴東學院建筑工程系系主任，慶陽市建筑業(yè)聯(lián)合會秘書長，慶陽市學術技術帶頭人，出版學術專著1部、教材1部，1發(fā)表論文30余篇。
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