蒸壓加氣混凝土砌塊節(jié)能性能分析

王振興 侯振山

(河南五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000)

1 概述

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)(建筑物及房間各面的圍擋物)是建筑的重要組成部分。建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大概要承擔(dān)30%左右的節(jié)能任務(wù)，其中墻體占整個(gè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的70%[1]，所以建筑節(jié)能的關(guān)鍵在于建筑外墻的保溫隔熱性能。蒸壓加氣混凝砌塊鋪以配套的砂漿和適宜的墻體構(gòu)造措施形成的砌塊墻，既能承擔(dān)一定的荷載，達(dá)到作為填充墻所需的強(qiáng)度要求，又具有保溫隔熱的能力，滿足建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的熱阻和熱惰性指標(biāo)。且施工方便、壽命長、綜合造價(jià)低，與目前常用的外墻外保溫體系相比更具有優(yōu)勢。

2 產(chǎn)品優(yōu)勢

目前市場上建筑行業(yè)應(yīng)用最多的是粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊(蒸壓水泥—石灰—粉煤灰),利用硅質(zhì)材料(粉煤灰)和鈣質(zhì)材料(石灰、水泥)，摻加石膏、礦渣等為主要原料，加入適量發(fā)氣劑(鋁粉)、調(diào)節(jié)劑、氣泡穩(wěn)定劑等原料攪拌，入模成型澆筑，靜停，切割和高溫加壓蒸養(yǎng)等工藝過程而制成的一種多孔混凝土制品[2]。

蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)充分利用工業(yè)廢渣，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，以下為其主要的特性。

2.1 環(huán)保效益好，變廢為寶

我國以燃煤發(fā)電為主，燃煤發(fā)電排出的工業(yè)固體廢物粉煤灰逐年迅速的增加，大量的粉煤灰運(yùn)輸和堆放不僅消費(fèi)人力，又占用土地資源，露天堆放不加處理就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，粉煤灰中存在的放射性有毒物質(zhì)對周邊大氣環(huán)境產(chǎn)生輻射污染，危害居民的健康，影響居民的工作和生活；堆放的粉煤灰經(jīng)雨水沖刷，若進(jìn)入排水系統(tǒng)不僅會(huì)造成排水淤塞，又會(huì)對地表和地下水可能造成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[3]。蒸壓加氣混凝土砌塊的推廣應(yīng)用不僅能綜合利用工業(yè)廢渣、治理環(huán)境污染、不破壞耕地，解決了火力發(fā)電廠最為頭疼的粉煤灰的處理問題，還將其變廢為寶，達(dá)到了雙受益。

2.2 重量輕

表1是幾種常用的建筑材料的密度和密度對比，從表1可知，加氣混凝土砌塊的密度最小、單位體積重量最輕，使用加氣混凝土砌塊作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體材料很大程度上減輕了建筑物的自重，使得建筑物的基礎(chǔ)和梁、柱等結(jié)構(gòu)件的尺寸減小，又可提高房屋的抗震能力[4]。

2.3 保溫隔熱能力好

幾種常用的建筑材料導(dǎo)熱系數(shù)比較見表2，加氣混凝土砌塊的質(zhì)量輕且內(nèi)部具有大量均勻致密的氣孔，作為建筑外墻保溫隔熱性能優(yōu)越。傳統(tǒng)的實(shí)心粘土磚厚度通常是490 mm，采用加氣混凝土砌塊時(shí)200 mm厚便可滿足相應(yīng)的熱工設(shè)計(jì)要求，在夏熱冬冷地區(qū)使用200 mm～250 mm的加氣混凝土砌塊就能夠達(dá)到國家墻體材料規(guī)范中要求建筑物節(jié)能65%的規(guī)定性指標(biāo)要求[5]。采用蒸壓加氣混凝土砌塊作為建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅可節(jié)約采暖及制冷能源，又不需要另外輔助保溫材料，這樣可大大節(jié)省建筑物的空間系統(tǒng)。

表1 幾種常用建筑材料體積密度對比 kg/m3

表2幾種常用建筑材料導(dǎo)熱系數(shù)對比W/(m·K)

材料加氣混凝土實(shí)心粘土磚鋼筋混凝土灰砂磚燒結(jié)多孔磚導(dǎo)熱系數(shù)0.12～0.180.811.750.44～0.640.28～0.43指標(biāo)14～55～10——

2.4 良好的耐火性能且不散發(fā)有害氣體

原材料主要為無機(jī)材料的加氣混凝土制品屬于非燃燒體，即使接觸火源，也不會(huì)立即燃燒，可以延緩火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火勢蔓延，即使發(fā)生了火災(zāi)也不至于造成太大的損失，既可作建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的填充墻，又具有良好的保溫隔熱性能，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)墻體材料相比其耐火性能也非常好。加氣混凝土墻體在火焰燃燒下或高溫作用下不產(chǎn)生有毒、有害氣體，不碳化、不微燃、不起火；建筑物在火災(zāi)下的損傷也只是建筑物表層或表面的破損，對建筑的安全和使用性并不產(chǎn)生根本的破壞。

2.5 施工特性好

蒸壓加氣混凝土砌塊制品易于加工，它不僅可以在工廠內(nèi)生產(chǎn)出各種規(guī)格，還可以像木材一樣使用簡單常用的切割、鉆、刨、釘、鋸等；又由于它的體積比較大、重量比較輕，并可與粘結(jié)材料很好的粘結(jié)在一起，因此施工速度也較為快捷，墻體便于施工和砌筑，施工特性非常優(yōu)良。

3 蒸壓加氣混凝土砌塊自保溫體系

蒸壓加氣混凝土砌塊保溫系統(tǒng)是一種使用墻體本身的熱阻達(dá)到建筑保溫隔熱的要求，其中加氣混凝土砌塊占建筑墻體面積的絕大部分，在梁和柱等傳熱系數(shù)大的混凝土結(jié)構(gòu)部位宜附加相應(yīng)保溫措施的外墻保溫系統(tǒng)[6]。自保溫加氣混凝土砌塊墻體的系統(tǒng)構(gòu)造見表3。

4 在建筑節(jié)能方面的優(yōu)勢

外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)、外墻外保溫系統(tǒng)、外墻自保溫系統(tǒng)是我國目前主要的建筑外墻的保溫隔熱系統(tǒng)，見圖1。

表3 墻體自保溫系統(tǒng)基本構(gòu)造

4.1 外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)

將在建筑承重墻內(nèi)側(cè)的復(fù)合保溫材料稱為外墻內(nèi)保溫，保溫層貼敷在墻體的內(nèi)部，保溫層都具有一定的厚度，這樣會(huì)占用相當(dāng)多一部分房屋內(nèi)部的有效使用面積，使室內(nèi)有效居住空間減少。另外保溫層粘貼在外墻內(nèi)側(cè)，樓板、圈梁、抗震柱等傳熱系數(shù)較大部位對應(yīng)的外墻不能包裹得到，在這些地方熱流集中形成熱橋[7]。熱橋會(huì)使外墻的內(nèi)表面潮濕、結(jié)露,會(huì)發(fā)霉、淌水,易造成墻面發(fā)霉開裂。在室內(nèi)裝修時(shí)外墻內(nèi)側(cè)由于加做保溫層不方便釘釘子、鉆孔、懸掛重物影響消費(fèi)按照自己的喜好對房屋進(jìn)行改造和裝修，或者是室內(nèi)裝修后保溫層遭到破壞，影響建筑物的保溫隔熱效果，很大程度上外墻內(nèi)保溫必須是一次施工好，不能二次裝修的，所以內(nèi)保溫的推廣應(yīng)用受到了限制。

內(nèi)保溫如果是在舊建筑改建時(shí)采用，將極大影響室內(nèi)的使用，施工期延長，建筑使用面積由于保溫層的增加再次縮小，釘子無法釘入或無受力特性。因此外墻內(nèi)保溫是不宜提倡的保溫做法，已經(jīng)很少采用，在技術(shù)上的不合理性決定墻體內(nèi)保溫不能長期的發(fā)展存在，但在某些特殊場合仍然需要使用[8]。

4.2 外墻外保溫系統(tǒng)

將保溫材料粘貼在外墻的外表面，再涂抹粉刷防水層，然后對外墻進(jìn)行裝修的構(gòu)造稱之為建筑外保溫。外保溫相對內(nèi)保溫而言，在墻體外側(cè)粘貼覆蓋保溫材料，不影響建筑內(nèi)部空間的使用，且梁柱等熱橋部位得到有效保護(hù)。但外墻外保溫技術(shù)在推廣與使用過程中存在一系列問題。

外墻外保溫建筑結(jié)構(gòu)的單體面積、高度大、施工難度也更高[9]。由于在建筑外表面固定一層保溫材料，遮擋了形式多樣的建筑外立面也不能反映建筑本身的風(fēng)格、面貌。外保溫施工技術(shù)在歷史建筑的保護(hù)應(yīng)用中更是受到了阻礙。外墻外保溫材料(或系統(tǒng))直接置于室外大氣之中,惡劣的環(huán)境使得粘結(jié)材料產(chǎn)生老化、松動(dòng)的現(xiàn)象，保溫層開裂和高空墜落的危害非常大。外保溫材料很多屬石油類產(chǎn)品,不僅受石油價(jià)格的影響,材料價(jià)格波動(dòng)較大，工程造價(jià)較高；在火災(zāi)情況下，又無法有效阻燃，導(dǎo)致火災(zāi)持續(xù)燃燒；其耐久性、耐火性問題不能有效保證，保質(zhì)期過后,廢棄的外墻外保溫系統(tǒng)材料將造成二次污染[1]。

4.3 外墻自保溫系統(tǒng)

墻體自保溫技術(shù)是指使用的墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料本身具有一定的保溫隔熱性能，由此構(gòu)成的墻體能夠滿足節(jié)能50%或者65%的要求。用蒸壓加氣混凝土砌塊作為建筑外墻在滿足結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)又能達(dá)到建筑的保溫隔熱性能要求，集結(jié)構(gòu)安全和保溫隔熱于一體是目前大力推廣的自保溫外墻，配套輕質(zhì)砌筑砂漿，并對現(xiàn)澆的梁、柱等熱工性能差的部位進(jìn)行外保溫處理。

墻體自保溫體系工序簡單、施工方便、安全性能好、熱工性能穩(wěn)定，而且綜合造價(jià)低于目前常用的外墻外保溫體系，并避免了目前外墻外保溫體系與建筑物不同設(shè)計(jì)使用年限的缺陷。是一種性價(jià)比較高的自保溫體系，實(shí)現(xiàn)了資源、性能與成本最佳組合的新型墻體材料。經(jīng)過工程實(shí)踐證明,這種加氣混凝土砌塊自保溫體系具有節(jié)能、資源綜合利用、循環(huán)使用、密度小、減少混凝土梁、混凝土柱和地基費(fèi)用、火災(zāi)不易穿透蔓延且火焰下溫度較低、導(dǎo)熱性低熱工性能優(yōu)越、砌塊大質(zhì)量輕施工快捷，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能[10]。

5 結(jié)語

蒸壓加氣混凝土制品既可作為保溫材料、又能做墻體材料，鋪以配套的砂漿和適宜的墻體構(gòu)造措施形成自保溫加氣混凝土砌塊墻體，不但滿足作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的填充墻強(qiáng)度要求，又能夠達(dá)到建筑節(jié)能熱工設(shè)計(jì)的要求，且綜合造價(jià)低于目前常用的外墻外保溫體系；并避免了目前外墻外保溫體系與建筑物不同設(shè)計(jì)使用年限的缺陷，又利用工業(yè)廢渣，符合綜合利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、節(jié)地的原則。