新型墙材及保温材料在民用建筑节能中应用.docx

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新型墙材及保温材料在民用建筑节能中应用

新型墙材及保温材料在民用建筑节能中地应用

<安徽省建筑科学研究设计院章茂木）

一、发展新型墙材<墙改）推进建筑节能是我国地一项基本国策,意义重大

1、发展节能、省地型建筑势在必行

谈三个方面地统计数据以说明：

①《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑地通知》国发办<2005）33号文：

“我国可耕地面积仅占国土面积约10%,不到世界平均水平地50%,房建用材中70%是墙材,粘土制品占主导,每年耗用粘土资源达10多亿m3,相当于毁田50万亩,烧砖耗煤约7000多万吨”；

“我国每年产生各类工业固体废弃物1亿多吨,不仅占用了大量地土地,其中所含地有害物质严重地污染着周围地土壤、水体和大气环境”；

遏制取土烧砖,加速废物利用.

②《解放日报》地《报刊文摘》2006年3月20日第一版以«建设占用土地总量未能严格控制我国十年耕地减少1.2亿亩»为题,转载《新京报》2006年3月16日地报道：

“据国土资源部提供地一份报告显示,建设占用土地总量未能严格控制,我国从96年到2005年10年间耕地减少1.2亿亩,约占耕地总量地6.6%……”.

节约建设用地刻不容缓！

③据相关资料介绍：

近几年,全国每年竣工地房屋面积约20亿m²,其中公共建筑结构3~4亿m²,我国地新建建筑规模已超过欧美各发达国家之和.

据统计：

安徽省2003年新建建筑面积3446万m²；2004年新建3809万m²；2005年新建4592万m².其中,合肥市市区<不含开发区）2002年开工面积316万m2,2003年市区1022万m2；2004年市区<不含开发区）为751万m2,其中市区框架结构占80％,自承重结构占20％；2005年新建1234万m².2006年上半年全市房屋建筑施工面积2282、37m²,其中新开工面积1074、43m²,竣工面积524、7m².

在经济持续发展、人民生活不断提高地条件下,在今后相当长地一段时间内,还将保持如此巨大地建设规模.因为我国人口众多,经济发展迅速,既有建筑面积已达到420亿m²<其中城市建筑面积约40亿m²）,并将继续迅速增加.这些建筑在几十年至近百年地使用期间,在采暖、空调、通风、炊事、照明、热水供应等方面要不断消耗大量能源,建筑用能占全国能源总消费比例已超过27.5%,并将随着人民生活水平地提高逐步增加到总量地33%以上.

«合肥晚报»2005年5月25日发表作者吴珊地文章：

据建设部有关负责人透露,我国地建筑能耗惊人,建造和使用建筑直接和间接消耗地能源已占到全社会总能耗地46.7%.

随着城镇化地发展,人民生活水平地提高,建筑用能还在快速增加,其原因有：

a、房屋建筑继续增加,据统计,我国人口每年增加约有900万人,近几年每年每人平均新增房屋面积1.3~1.5m²；

b、城市化不断加快,平均每年有1500万以上地农村人口、向城镇转移,而每个城市人口与农村人口用能量地比例为3.5:

1；

c、人们对建筑热舒适性地要求越来越高,民用建筑增加了通风、采暖和空调能耗；

d、采暖区在向南扩展、居民家用电器地品种和数量在增加、建筑照明条件在改善、农村地用能资源在发生变化等.

鉴于此,建筑节能是我国可持续发展地战略选择.

2、国家对墙改及建筑节能地要求：

<1）、墙改要求：

《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑地通知》国发办<2005）33号文规定：

“已限期禁止生产、使用实心粘土砖地170个城市,要向逐步淘汰粘土制品推进,并向郊区城镇延伸.其他城市要按照国家地统一部署,分期分批禁止或限制生产、使用实心粘土砖,并逐步向小城镇和农村延伸”；

“力争到2006年底,使全国实心粘土砖年产量减少800亿块.到场2018年底,所有城市禁止使用实心粘土砖,全国实心粘土砖年产量控制在4000亿块以下”；

“各地区和有关部门要积极推广使用新型墙体材料,凡财政拨款或补贴地行政机关办公用房、公共建筑、经济适用房、示范建筑小区和国家投资地生产性项目等,都要执行节能设计标准,选用和采购新型墙体材料.新建建筑要向强制执行国家已颁布地建筑节能设计标准推进,逐步提高新型墙体材料地生产和应用比例,增加节能建筑面积”；

“力争到2006年,新建建筑严格执行建筑节能设计标准,有条件地城市率先执行节能率65%地地方标准.到2018年,新型墙体材料产量占墙体材料总量地比重达到55%以上,建筑应用比例达到65%以上”.

2005年9月27日四部委地墙改及节能电话会议,国家发改委姜伟新副主任：

170个市要向淘汰粘土制品推进,今年有350个墙改试点城市.

<2）、建筑节能：

建筑节能已成为政府强制推行地工作内容.

2005年国家发改委发布我国第一个«中长期节能规划»,要求“十一五”期间,我国新建建筑必须严格执行节能50%地设计标准,北京、天津等少数大城市将率先实施65%地节能标准.“十一五”期间,既有建筑节能改造逐步开展,大城市完成应改造面积地25%,中等城市完成15%、小城市10%.鼓励采用节能窗和新型墙材.

建设部多次下文强制性推动,全面贯彻落实上述建筑节能目标.

建设部143号令《民用建筑节能管理规定》,自2006年元月1日起施行.该“规定”对民用建筑节能进行了严格地界定.

所谓地民用建筑节能：

是指居住建筑和公共建筑在规划、设计、建造和使用过程中,通过采用新型墙体材料,执行建筑节能标准,加强建筑屋用能设备地运行管理,合理设计建筑围护结构地热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道系统地运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑屋使用功能和室内热环境质量地前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源地活动.

规定：

“建筑项目在施工过程中,县级以上地方人民政府建设行政主管部门应当加强对建筑屋地围护结构<含墙体、屋面、门窗、玻璃幕墙等）、供热采暖和制冷系统、照明和通风等电器设备是否符合节能要求地监督检查”；

规定：

“新建民用建筑应当严格执行建筑节能标准要求,民用建筑项目扩建和改建时,应当对原建筑进行节能改造”.

规定：

“建设单位在竣工验收过程中,有违反建筑节能强制性标准行为地,按照«建设项目质量管理条例»地有关规定,重新组织竣工验收”.

同时对设计单位、施工图设计文件审查机构、施工单位、监理单位、建设单位、物业管理单位等应严格执行建筑节能作出规定.并对违背者作出处罚地规定.

建设部副部长仇保兴在全国建设工作会议上强调：

建设项目项目不达节能标准,实施三不准：

“不准施工；不准销售备案；不准验收”.

2006年3月4日省建设厅发出《关于进一步推进我省建筑节能工作地通知》,并召开全省开展建筑节能工作动员大会,建筑节能工作在我省全面展开.

今年全国建设科学技术大会地主题：

“四节一环保”即：

节能、节地、节水、节材；环境保护.

由此可见,做好墙改和建筑节能工作,加速新型墙材及保温材料在民用建筑节能中地推广应用,是每一个建设者地责任和义务.

“新型建筑材料”是指用新地工艺技术生产地具有节能、节土、利废、保护环境特点和改善建筑功能地建筑材料.

新型墙材属于新型建筑材料范围内地一个部分,可定义为：

以非粘土为原料、采用新地工艺技术生产地,具有节能、节土、利废、保护环境特点和改善建筑功能地墙体材料.

新型建筑材料品种繁多,涉及面广,这里所说地仅是民用建筑围护结构使用地新型墙材、屋面及墙体保温隔热材料.

“民用建筑”是指居住和公共建筑,其围护结构是指建筑屋或房间各面地围护体,包括墙体、屋顶、门窗、楼板和地面等.按是否同室外空气直接接触与其在建筑中地位置,有可分为外围护结构和内围护结构.外围护结构地保温隔热是民用建筑节能地重要内容.

外围护结构包括建筑地外墙体、屋面和地面.下面分别就墙体<尤其是外墙体）、屋面谈新型建筑材料地应用.

二、新型墙材地应用

新型墙材是新型建筑材料地重要组成部分,是民用建筑围护结构使用地基础性材料.目前市场应用地主要有两大类新型墙材：

块、砖类：

有砼<轻质砼、粉煤灰混凝土）小型空心砌块、砼多孔砖、加气砼<粉煤灰、硅砂等）、砼空心砖、混凝土实心砖、煤矸石砖、灰砂砖、粉煤灰砖、粘土空心砖和粘土多孔砖<全国有地地方已将其列入非新型墙材范围）等.

板状类：

有纸面石膏板、石膏板空心条板、水泥刨花板、纸面草板、轻质砼墙板、GRC板、硅钙板、蜂窝夹心板、铝塑类芯板

下面就新型墙材主要地两大类即：

砖、块和板状类分别谈：

1、砖、块类地墙材制品

砖、块类地墙材制品就目前应用地情况看,其主要部分是属于砼类墙材制品,在这里把它作为重点来谈.

砼类墙材制品主要是以水泥为胶凝材料,与配合比、龄期、养护条件<即环境）关系极大,属活性材料.因此在使用中应特别加以注意对产品本身质量地控制,关键有：

a强度指标：

正确确定强度等级,设计、施工人员要特别注重它地力学性能.强度指标与该产品地密度指标有着密切地关系,应关注产品轻质高强地特点.需要时,应获得鉴证取样实验验证；

b相对含水率及变形指标<含：

干缩、温度变形、化学收缩）：

对不同产品都有不同要求.产品在应用前,必须通过抽样检测,验证其与《标准》规定地符合性.

C热工性能指标：

传热系数、热惰性指标.

⑴、普通砼小型空心砌块

该产品属空心薄壁材料,单排孔<390×190×190）容重在1200kg/m3左右,K值为4．0；双排孔容重在1400kg/m3左右,传热系数2．97

普通砼小型空心砌块是目前国内技术条件最成熟、应用量最大地砼墙材制品.我省地芜湖市正在全面推广应用.<国家建设部列项：

砼小型空心砌块墙体自保温体系研究）

普通砼小型空心砌块做建筑物外墙时,可满足做外墙外保温施工对基层墙体地要求.

该产品有GB8293《普通砼小型空心砌块》产品质量控制标准,有GB50230《砌体结构设计规范》、《砼小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T14-2003作为设计施工地依据,省内为满足该产品在设计、施工、验收工作上地需要,陆续出台了《承重砼小砌块建筑结构构造》标图皖2000J106、《砼小型空心砌块砌体施工及验收规程》DB34/179等.为普通砼小型空心砌块地应用提供了完善地技术保证.

当然砼小砌块地应用仍必须要做到：

保证产品质量：

所应用地产品必须满足产品地质量标准；

精心设计：

必须严格执行JGJ/T14-2003《规程》2000J106标图；①重点地构造部位：

芯柱、构造柱、底层、顶层、外墙洞口、窗台下等.②防裂：

顶层砂浆标号、拉结筋、钢筋网片、基础设计等；

精心施工：

严格执行DB34/179《砼砌体施工及验收规程》.；预排块、皮数杆、错缝搭接、砂浆稠度5-7cm、灰缝饱满、构造防裂、满足设计要求等；同时应做好进入现场合格产品地验收；施工前产品地防潮<防干缩）加强对过程地认真监控和竣工验收工作.

⑵、轻集料砼小砌块

轻集料混凝土小型空心砌块是以人造轻集料<指烧结地粉煤灰、粘土、页岩陶粒和非烧结地粉煤灰轻骨料）或天然轻集料<如浮石、火山岩、沸石等）或利废材料<炉渣、页岩渣、自燃煤矸石等）为轻粗集料、以砂或轻细材料<如陶砂、膨胀珍珠岩、炉渣等）为细集料、水泥为胶结料、经加水混合、搅拌、成型、养护而成.

这种轻混凝土小砌块本身具有良好地热工性能,已普遍应用于北京、天津、辽宁、山东、上海、江苏、西安等省市地建筑项目上,我省也早有应用.

a、轻砼小砌块容重规定在1400kg/m3以下,有砂轻和全轻之分.通常地粉煤灰陶粒、粘土陶粒小砌块容重,规格<390×190×190）单排孔在800kg/m3左右,强度一般在MU5以上,K值为1．41；双排孔在900kg/m3左右；双排孔轻砌块<190厚）优于实心粘土砖<240厚）地热工性能,因此在框架结构地外墙中广泛使用.

能满足外墙外保温施工对基层墙体地要求,但机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统除外

b、轻质小砌块作为承重结构体系时：

相对含水率应控制在40%左右,干缩率应控制在0.045%,用于非承重时,干缩率可放到0.060%.

c、轻质小砌块地产品质量应严格执行GB/T15299《标准》执行.

⑶、粉煤灰小型空心砌块：

是指以粉煤灰、水泥、各种轻重集料、水为主要组分<也可加入外加剂）拌合制成地砼小砌块.其中粉煤灰用量不低于原材料总量地20%,水泥掺入量不低于原材料总量地10%.

此种小砌块主要作为填充墙体材料,产品严格执行JC862《粉煤灰小型空心砌块》标准,其中产品干缩率控制在0.06%,碳化系数不低于0.7.

⑷、砼多孔砖

以水泥为胶结材料,以砂、石等为主要集料<可以利用工业废渣）,加水搅拌成型,养护制成地一种多排小孔砼砖.主规格240×115×90

砼多孔砖地名称是2000年从上海、江西、福建开展起来地,因为该砖与KP1型粘土多孔砖同规格,与普通混凝土小型空心砌块性能又有所区别,为规范应用而得名.

2001年上海市出台《砼多孔砖建筑技术规程》DBJ/CT009-2001；浙江省于2003年发布《砼多孔砖建筑技术规程》DB33/1014-2003；2004年国家正式颁布《砼多孔》JC943-2004产品标准；

2004年我省出台了地方标准《砼多孔砖砌体施工及验收规程》DB34/T465-2004和《承重砼多孔砖墙体构造》皖2004G416；

同时,现行《砌体结构设计规范》GB50003、《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137、《建筑抗震设计规范》GB50011等相关规范、标准,可满足砼多孔砖建筑应用地设计与施工.

砼多孔砖已成为承重结构地主导墙材在浙江、江西、上海、安徽省地黄山市等普遍推广应用.

墙体满足外墙外保温施工要求.

对砼多孔砖产品性能地要求：

a、规格：

主240×115×90,辅180×115×90、120×115×90,辅实心砖240×115×90、240×115×53等.

b、强度等级MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五等级；

c、容重：

1400-1500kg/m3；

d、施工前砼多孔砖就控制相对含水率40%左右,干燥收缩率不大于0.045%；砼多孔砖240墙厚K值取2．22；

e、产品质量必须满足《砼多孔砖》JC943规定,其中利废产品应有抗冻、放射性指标规定.

⑸、砼空心砖

是以水泥为胶结料,砂、石或轻集料为主要集料,粉煤灰为掺合料,经加水搅拌成型,自然养护而制成地用于非承重墙体地孔洞率不低于40%地砼空心砖.

砼空心砖有二、三、四排孔；容重等级由800-1400kg/m3；强度等级有四级MU3.5、MU7.5、MU5.0、MU10等；规格尺寸：

240×180×115、240×240×115、240×180×90、240×115×180；砖地相对含水率≤40%,干燥收缩率0.060%等指标.

对于利用废渣类集料地砼空心砖碳化0.8,软化系数0.75,同时产品应严格执行QFHJ01-2004《砼空心砖》企业产品标准.

该产品可制作多规格以适应项目应用需要,比粘土空心砖灵活且能多变化；可利用轻集料、废渣制成设计需要地低容重等级地轻质墙材,是框架填充墙外墙使用地优良产品.

墙体满足外墙外保温施工要求.

<6）、砼实心砖：

以水泥为胶结料,石粉、碎石末、砂、粉煤灰为粗、细集料,经搅拌压制<挤压）成型,自然养护而成.规格为240×115×53,目前国内已有一定规模地应用,我省安庆、凤阳、合肥等已有一定量地应用.该产品与实心粘土砖容量相近,具有强度高,与砌筑和粉刷砂浆粘结强度高、块体小、施工方便地特点.

<7）、加气砼制品

是以粉煤灰或硅砂为主要原材料,加入水泥为胶结料、石灰<增钙）、石膏等通过发泡成型、经高温蒸压养护、切割、自然养护而成；硅砂加气混凝土可通过防锈处理地钢筋增强,经高温、高压蒸汽养护而制成加气砼板材、块材<如南京地“旭建”）.同类有合肥科大最新研究并推广应用地发泡混凝土.

加气砼地规格有：

长度×宽度×高度

　600×300×<75、100、125、150、175、200、225、250）

可根据项目需要选择不同规格.

加气砼容重等级500级<有700级）干容重：

500±50kg/m3,湿容重800±50kg/m3,干燥收缩率为：

0.08%,冻融性<15次循环）：

重量损失≤5%；强度损失20%.

粉煤灰加气砼是一种利废率较高地产品<吃灰量达到70%以上,可用湿排灰）,同时它地导热系数

粉煤灰加气砼产品70年代掘起,因为墙体粉刷地空鼓、剥落和施工难度大等问题,给推广应用带来影响.国内经过多年研究,已成功研究并生产推出专门用于该墙材外粉地“界面剂”、增加底层与粉刷层粘结地砂浆添加剂等,为推广工作提供了可靠地技术保证.

产品验收应严格执行GB11968《蒸压加气砼砌块》产品标准；设计、施工应按JGJ17《蒸压加气砼应用技术规程》和省颁布地《加气砼砌块墙建筑构造》,皖92J101执行,且满足各项现行规范和标准.

用于外墙外保温施工地墙体基层地加气混凝土,其强度不应低于MU3．5；并合理使用界面剂,以保证面层与墙面之间地粘结强度.但机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统除外

<8）、灰砂砖<免烧砖）

它是以砂子、生石灰、掺入少量地水泥为主要原料,经配料、成型、蒸压养护制成.安徽省地沿江和江南地区、江西等地免烧砖是以山砂掺加一定地水泥为主原料经混合、搅拌、成型、自然养护制成.

它们地主要规格有：

240×115×53mm；强度在MU10以上；干密度在1700∽1900㎏∕m³；导热系数1．10

灰砂砖按制作工艺地不同可分为：

彩色灰砂砖、灰砂空心砖、碳化灰砂砖、免烧灰砂砖等.

免烧砖：

这里所说地免烧砖是利用山砂、风化岩等为主原料加入少量地胶凝材料,经配料、搅拌、轮輾、搅拌、成型、自然养护制成.具有灰砂砖类似性能,有其不同特点.应用面也相当广泛.

粉煤灰砖:

以粉煤灰为主要原料、水泥<或掺入石灰）为胶凝材料、加入部分破碎煤矸石<或碎石粉、砂）作为骨料,经混合、碾压、搅拌、成型,通过高温、高压养护而制成.

<9）、粘土多孔砖

粘土类制品随着墙改地深入发展,从节土、节地、节能、保护生态环境地角度出发将会逐渐受到限制.禁止实心粘土砖生产,淘汰粘土制品,这是发展地必然趋势.

粘土多孔砖属于粘土烧结制品,主规格：

P型为240×115×90mm、M型为190×190×90mm；体积密度为1250㎏∕m³；强度指标为MU10以上；导热系数0．58

粘土多孔砖<承重墙材）孔洞率大于25%；

产品标准为《烧结粘土多孔砖》GB13544；

设计、施工执行《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137、《烧结粘土承重多孔砖墙体构造》皖2000J102；《多孔砖砌体项目施工及验收规程》DB34/178等,同时执行其它相关标准.

粘土多孔砖作为承重墙材,对粘土资源丰富地区<国家允许取土在“十一五”期间,乃至今后相当长时间内,是城镇及乡村地主导承重墙材,加速推广应用工作,在当前极为重要.

粘土多孔砖在承重结构上应用,要保证良好地项目质量应努力把好三关：

一是产品质量关：

主要是外观、强度、配块：

增加180×115×90<马牙槎）、120×115×90<错缝块）；

二是设计质量关：

注重构造措施地设计等；

三是施工质量关：

规范施工,重点错缝搭接、砂浆饱满等；

多孔砖墙体可满足外墙外保温施工对基层地要求.

煤矸石烧结砖：

以煤矸石为主要原料,经破碎、均化、搅拌<增内或外燃料）成型、煅烧而成.

<10）粘土空心砖

粘土空心砖地主要规格为240×115×240mm、240×180×115mm,孔洞率一般48%左右；体积密度为950㎏∕m³.此砖主要用于框架填充墙,在建筑项目中应用极为广泛.

当作为外墙外保温施工地基层墙体时,必须保证锚栓施工地规范性和单个锚栓地抗拉承载力.

2、板状类墙材制品

板状类墙材制品根据原材、工艺、材性等地不同,而生产出众多不同品种地产品,但仍可分成内隔墙板和外墙板两种类型.下面分两类谈几种主要产品.

<1）、轻质内隔墙条板

目前在市场上应用地利用胶凝材料制作地主要有六种轻质条板

①、水增强泥隔墙条板GRC板<简称水泥条板）用膨胀珍珠岩为主材,低碱或快硬硫铝酸盐水泥为胶结料和低碱玻纤涂塑网格布,经挤压成型、自然养护而成.

②、石膏条板采用石膏为主材,加入普硅水泥、膨胀珍珠岩和中碱涂塑网格布挤压成型并经自然养护而成.

③、轻质砼条板采用普硅水泥为胶结料,工业废渣或陶粒,可掺入粉煤灰,根据需要可加筋增强<低碳冷拔钢丝φ4）,经挤压成型养护而成<可自养或蒸养）

④、植物纤维条板

细度60-80目）、玻纤为中碱熟丝或无碱拌和,挤压成型养护而成.

⑤、粉煤灰泡沫水泥条板

⑥、硅镁加气水泥隔墙板

这些条板物理力学性能：

板厚

60

90

120

抗冲击性能<次）

≥5

≥5

≥5

干燥收缩<%）

≤0.06

面密度

≤60

≤80

≤90

空气声计权隔声量

≥30

≥35

≥40

耐火极限

大于1小时

抗压强度

≥5mpa

软化系数

≥0.8

相对含水率

40%

传热系数w/㎡·k

2.0

注：

在实际检测中,轻砼条板、硅镁板、干缩率要小一些<0.03%、0.046%）轻质条板,严格执行建设部颁布地03J113标图.

轻质条板内隔墙主要解决隔墙板地开裂问题,应从三个方面入手：

①材料地化学收缩；②干缩；③受力变形.

当然轻板还有诸如：

有纸面石膏板、水泥刨花板、纸面草板、硅钙板、蜂窝夹心板等均可作为内隔墙或装饰.

<2）、复合墙板

复合墙板具有轻质、高强、保温隔热性能优良,集围护、装饰、保温隔热为一体地多功能新型板状墙体材料.复合墙板一般有三种形式：

A、保温层在两面层中间；

B、保温层设置在复合板地两侧；

C、保温层设置在复合板地一侧.

复合墙板按保温隔热层所用地材料,分为有机和机两大类；按面层材料种类虽很多,但大体可分为金属和非金属两大类.重点讲如下几种板：

①、聚苯乙烯夹芯复合板

该板也称金属面EPS板,它具有轻质、高强、集承重、隔热、防水、装饰于一体,施工速度快,立面美观,使用地压型钢板已敷有各种防腐耐蚀涂层,因而还具有耐久和抗腐蚀性能.

适用于工业与民用建筑屋地外墙挂板、屋面板等.规格：

宽度有1220mm和1000mm、厚度为50mm∽250mm、长度可根据项目实际需要选择；导热系数0．034∽0．037

类似板材有：

铝塑苯乙聚烯夹芯复合板、塑钢聚苯乙烯夹芯复合板等.

②、聚氨酯夹心复合板

这种板材通常以彩色镀锌钢板为外表面用材,经过辊轧成为压型板,然后与液体聚氨酯发泡复合而成.外表面涂层具有极强地耐气候性和抗腐蚀性.

规格型号：

长度1500mm∽12000mm；宽度450mm∽1000mm；厚度40mm∽100mm；导热系数一般在0．017∽0．023W∕m﹒Ｋ.

聚氨酯夹心复合板适用于工业与民用建筑