節能墻體材料結構現狀

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1、甘肅省非中心城市節能墻體材料的結構現狀

實心黏土磚的生產不符合國家節能節地政策，必將逐漸被淘汰。但從甘肅全省范圍來看，當前承重墻的墻體材料主要還是黏土實心磚、黏土空心磚和混凝土小型砌塊等。這是因為甘肅地處世界黃土堆積層最厚的黃土高原上，生產燒結黏土磚的黃土相當豐富。在經濟比較落后的非中心城市，過去有許多生產黏土磚的磚廠，這些鄉鎮企業生產技術成熟，如轉產多孔磚，將在改善材料熱工性能、提高建筑舒適度、節能節地等方面取得成效。從這些情況考慮，經濟欠發達的非中心城市發展燒結多孔磚及其結構體系，在今后相當一段時間內將是一項可行的技術方案。目前，甘肅省已經制定出相應的規程及構造圖集，今后只要進一步加強生產企業的管理，提高產品質量，保證措施配套，多孔磚結構體系在多層住宅建筑中還將是一個比較經濟可行的方案。

由于甘肅省建筑結構體系在節能節地方面的還存在不足，尋求一種在多層建筑領域內能替代燒結黏土磚的結構材料，一直是建筑科技工作者的一項重要任務。近10年來，借鑒國內外經驗，得到了一個基本共識，即從綜合因素(包括節能節地等方面)考慮，以水泥、砂、石為基本材料的混凝土小型空心砌塊是傳統燒結黏土磚的最主要替代產品。生產混凝土小型空心砌塊所用的骨料(砂石)系地方材料，在我國西北地區均比較普遍，所用的膠結料(水泥)系我國的長線產品，砌塊生產既可以采用大型機械化生產線，也可以采用中小型機具，而且質量一般可以得到保證。另外，經過這些年的研究，可以認為，通過芯柱、構造柱與圈梁等可靠連接，小型砌塊結構完全可以滿足甘肅地震區對結構抗震性能的要求。盡管混凝土小型空心砌塊在使用中還存在一些問題，但從長遠的眼光來看，混凝土小型空心砌塊必將在西北經濟欠發達地區得到進一步的發展。

2、幾種墻體材料經濟技術指標分析

現以隴東學院6#、7#學生公寓樓和2#實驗樓的結構材料方案為例比較幾種墻體材料的經濟技術指標。

隴東學院6#、7#學生公寓樓為6層磚混結構，單體建筑面積均為5786.03m2。根據研究需要，結合工程實際，6#學生公寓樓墻體材料采用黏土多孔磚(240mm×115mm×90mm)，7#學生公寓樓墻體材料采用黏土實心磚(240mm×115mm×53mm)，然后對這兩種方案進行經濟測算和對比分析。

隴東學院2#實驗樓為5層框架結構，建筑面積為9883.03m2，基礎采用鋼筋混凝土柱下交梁基礎。根據研究需要，結合本工程實際，內隔墻除采用輕質五防板外，其余填充墻體材料采用了黏土空心磚(240mm×240mm×115mm)和混凝土小型空心砌塊(390mm×290mm×190mm)兩種方案，然后對這兩種方案進行經濟測算和對比分析。

1、測算內容及范圍

墻體所消耗的磚、砂、石及人工指標和墻體材料的物理、熱工性能指標，其中，學生公寓樓墻體體積2507.37m3，實驗樓墻體體積836.98m3。

2、測算依據

現行甘肅省預算定額，慶建發[2004]69號文件2004年第一期建設工程一類材料指導價。

3、測算結果與經濟技術指標分析(見表1、表2)

4、結論

(1)墻體采用黏土多孔磚比之采用黏土實心磚，可降低造價2036.75元，單位面積造價降低0.35元/m2，降低率為0.6%；可節約1102個工日，節約率為25.9%。

(2)墻體采用黏土多孔磚比采用黏土實心磚可節約黏土31.9%，減少用地，降低能耗，滿足建筑節能的要求；墻體自重可減輕22.0%，基礎寬度可隨之減小，工程造價也將隨之降低；黏土多孔磚與黏土實心磚的強度等級相當。這是因為，黏土多孔磚與黏土實心磚相比，雖然孔洞的客觀存在減少了磚的有效承載面積，但由于擠出成型時壓力較大，黏土多孔磚外壁的致密度提高，補償了因承載面積減小造成的強度損失。

(3)黏土多孔磚與黏土實心磚相比，導熱系數降低了48.8%，傳熱系數降低了16.7%，熱惰性指標提高了31.9%，保溫隔熱性能顯著提高。

(4)墻體采用混凝土小型空心砌塊比采用黏土空心磚可降低造價27393.34元，單位面積造價降低1.15元∕m2，降低率為2.2%。

(5)混凝土小型空心砌塊與黏土空心磚相比，強度高，表觀密度小，墻體自重減輕2.7%，可降低對基礎的承載要求；在減輕建筑物重量的同時，還可以節約原材料；體積大，可提高砌筑工效，加快施工進度；避免使用黏土，可達到保護環境、治理污染、節約土地、節約資源的目的。

(6)混凝土小型空心砌塊與黏土空心磚相比，導熱系數降低了32.4%，傳熱系數降低了17.1%，熱惰性指標提高了7.6%，保溫蓄熱效果好，可以滿足《節能設計標準》規定的熱工性能要求。

(7)采用混凝土小型空心砌塊與采用黏土空心磚相比，可以實現墻體材料生產由高能耗向低能耗轉化、由重型向輕型轉化、由小體積向大體積轉化、由挖土毀田向節能利廢轉化的目標。

3、西北欠發達地區節能墻體材料的前景

(1)燒結黏土多孔磚是在普通燒結黏土實心磚的基礎上發展起來的，兩者的生產工藝基本接近。承重用多孔磚的空洞率一般約為25%～30%，強度有7.5、10、15、20、25、30等幾個等級，目前主要有PK型和DM型兩種。PK型多孔磚的主規格尺寸為240mm×115mm×115mm，導熱系數為0.5～0.7W/mK，其中的PKI型是甘肅省早期用作多層住宅承重墻體的主要材料。PK型多孔磚的生產工藝簡單，價格低廉(僅比普通空心磚略高)，墻體承重也有所減輕(約比普通空心磚墻體降低20%)，墻體熱阻也比普通實心磚要大，是甘肅省為滿足第一階段節能要求而推薦的主要承重材料。但是由于這種產品墻體熱阻提高不多，一般厚度為370mm的墻體仍然不能滿足第二階段節能的要求，因此，建材生產部門在PK型多孔磚的基礎上，進一步增大塊體的空洞率(大于30%)，并使其主規格尺寸與當前提倡的建筑模數相吻合，生產出主規格尺寸為190mm×190mm×90mm的模數多孔磚(即DM磚)，其導熱系數經測定可達0.3～0.5W/mK。在寒冷地區，一般厚度(400mm)可基本滿足第二階段節能的要求，且生產成本增加不多。應當說，燒制模數多孔磚在今后相當一段時期內，在我國西北經濟不甚發達、并且黃土資源又很充裕的地區，還是一個相對可行的墻體結構方案。

(2)普通混凝土小型空心砌塊的原材料是水泥、砂、石，生產規模可大可小，無需大量挖土，同時由于空洞率較大(一般均大于40%)，墻體的重量相對于實心磚要輕一些。近幾年來，混凝土小型空心砌塊在我國西北地區得到了長足的發展，有些地區已發展成為承重墻體的主要材料。不過，混凝土小型空心砌塊發展水平極不均衡，在甘肅省非中心城市，承重用的混凝土小型空心砌塊才剛剛開始起步，僅有少數幾家單位在籌備生產線。可以預見，從西北地區范圍來看，混凝土小型空心砌塊作為承重墻體的主要材料必將得到進一步發展和完善，并逐步取代黏土實心磚和黏土多孔磚，在多層住宅建筑中得到廣泛地應用。

4、幾點建議

搞好建筑節能是既經濟又合理的民心工程，應該動員全社會共同努力，加快實現預期節能目標。根據西北經濟欠發達地區當前情況，提出以下幾點建議。

(1)推行建筑節能必須是政府行為。目前，絕大部分建筑的建設者、使用者和管理者三方面是分離的，經濟上沒有直接的利害關系，建設者往往著眼于少花錢多蓋房子，重建筑面積，輕使用功能。如果采用建筑節能措施，雖增加了少量投資，卻能取得很大效益。所以，從持續發展的戰略出發，從維護國家的整體利益和人民群眾的長遠利益出發，建筑節能必須進行政府干預。

(2)西北經濟欠發達地區的資金短缺，所以必須優化節能方案，充分利用有限的節能投資。這就要求我們首先應該選擇那些投資少、回收期短的節能方案。當然，要想節約節能投資，就必須有好的節能材料。對于不斷涌現的質優價廉的節能產品進行推廣的同時，還應結合當地資源，積極開發研制出成本低、重量輕、強度高的優質節能材料，從而使本地區的建筑節能工作邁上一個新的臺階。

(3)提高人民群眾的節能意識是加快節能步伐、優化節能環境的重要途徑。通過宣傳教育，增強人們對建筑節能的認識和了解。只有這樣，建筑節能才能得到人民群眾的大力支持，才能推動建筑節能持續、快速地向前發展。