淺談燒結(jié)空心砌塊的建筑節(jié)能
隨著全世界的能源問題日漸突出,節(jié)能成為建設(shè)和諧社會(huì)的首要問題。我國(guó)建筑能耗指標(biāo)偏高,為推動(dòng)建筑節(jié)能的實(shí)施,建設(shè)部、國(guó)務(wù)院已出臺(tái)了一系列的政策、法規(guī)和技術(shù)規(guī)程。落實(shí)建筑節(jié)能涉及材料生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、管理等各個(gè)部門,材料是其基礎(chǔ)技術(shù)支撐。
目前,甘肅省框架結(jié)構(gòu)填充材料主要有三大類:粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊、燒結(jié)空心砌塊和其它砌塊。因?yàn)槭┕ば阅芎蛢r(jià)格等因素,自從燒結(jié)空心砌塊研制成功問世以來(lái),便終結(jié)了加氣混凝土砌塊一枝獨(dú)秀的時(shí)代,形成“三分天下”的市場(chǎng)分配格局,而且燒結(jié)空心砌塊的市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大,正在成為甘肅省框架結(jié)構(gòu)建 筑的主體填充材料。在粘土頁(yè)巖資源豐富的西部地區(qū),應(yīng)積極提倡和發(fā)展節(jié)能型燒結(jié)粘土頁(yè)巖多孔磚、空心磚和空心砌塊。
一、燒結(jié)空心砌塊的性能指標(biāo)
現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燒結(jié)空心砌塊的技術(shù)要求中規(guī)定了尺寸偏差、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度等級(jí)、密度等級(jí)、孔洞排列及其結(jié)構(gòu)、泛霜、石灰爆裂、吸水率、抗風(fēng)化性能、放射性物質(zhì)等指標(biāo),并規(guī)定了每個(gè)指標(biāo)的試驗(yàn)方法,但卻沒有熱工性能的要求。該產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重滯后,使得這種材料的使用存在爭(zhēng)議,一方面是節(jié)約土地資源的新型建材應(yīng)該大力推廣使用,另一方面卻因?yàn)闊峁ば阅軜?biāo)準(zhǔn)不明確,使得生產(chǎn)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、檢測(cè)單位等各部門對(duì)其節(jié)能性能意見不統(tǒng)一。下面以規(guī)格為290mm×190mm×190mm的12孔砌塊為例,闡述問題所在。
標(biāo)準(zhǔn)1:廠家說(shuō)明書稱.燒結(jié)空心砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)0.358W/(m.K);
標(biāo)準(zhǔn)2:《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(甘肅省實(shí)施細(xì)則)中選用的數(shù)據(jù)是“燒結(jié)空心磚砌體干容重900kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)0.45W/(m.K)”;
標(biāo)準(zhǔn)3:甘肅省建設(shè)廳為貫徹建設(shè)部第76號(hào)令和第二步建筑節(jié)能目標(biāo)而編寫的宣貫講義《建筑節(jié)能與新型墻材》中,有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造的論述將墻體保溫分四大類單一保溫墻體、內(nèi)保溫、外保溫、夾心保溫,其中燒結(jié)黏土空心砌塊作為較好的單一保溫墻體方案被推薦。
下面以砌筑300mm厚墻體來(lái)計(jì)算其傳熱系數(shù)。根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95和《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176~93中規(guī)定的計(jì)算公式,按標(biāo)準(zhǔn)1計(jì)算得到該墻體傳熱系數(shù)為1.00W/(m2·K)(內(nèi)抹水泥砂漿,外抹雙灰粉砂漿,下同):按標(biāo)準(zhǔn)2計(jì)算得到該墻體傳熱系數(shù)為1.20W/(m2·K)。根據(jù)這個(gè)計(jì)算結(jié)果可初步判定,標(biāo)準(zhǔn)1達(dá)到了蘭州第二步節(jié)能目標(biāo),即雙玻窗外墻傳熱系數(shù)限值1.10W/(m2·K),但標(biāo)準(zhǔn)2達(dá)不到蘭州第二步節(jié)能目標(biāo),而按標(biāo)準(zhǔn)3的說(shuō)法.燒結(jié)黏土空心砌塊能夠作為第二步節(jié)能目標(biāo)的單一墻體,那么保溫自然不是問題。由此可見,在使用過程中對(duì)燒結(jié)空心砌塊認(rèn)識(shí)不清,意見比較混亂。
那么燒結(jié)空心砌塊的熱工性能到底怎樣呢?筆者進(jìn)行了燒結(jié)空心砌塊砌體實(shí)驗(yàn)室熱工性能測(cè)試。
二、燒結(jié)空心砌塊砌體熱工性能測(cè)試
采用290mm×190mm×190mm燒結(jié)空心砌塊砌筑1m2的砌體,兩面分別抹水泥砂漿和甘肅科力大公司導(dǎo)熱系數(shù)為0.26W/(m2·K)的KLD保溫砂漿,分別測(cè)試砌體的熱阻和傳熱系數(shù)。測(cè)試可得到該砌體采取不同保溫方式時(shí)的傳熱系數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線:每條曲線的開始階段比較陡,傳熱系數(shù)值下降幅度比較大。其原因是開始時(shí)砌體蓄熱量大,這段時(shí)間內(nèi)測(cè)得的傳熱系數(shù)較正常值大。當(dāng)砌體兩側(cè)達(dá)到傳熱穩(wěn)定時(shí),砌體傳熱系數(shù)在某個(gè)值附近波動(dòng),這個(gè)值就是它的平均傳熱系數(shù)。
由測(cè)試分別得到如下結(jié)果:300mm厚燒結(jié)空心砌塊砌體平均傳熱系數(shù)1.30W/(m2·K),300mm厚燒結(jié)空心砌塊內(nèi)抹20mm厚保溫砂漿砌體平均傳熱系數(shù)1.10W/(m2·K),300mm厚燒結(jié)空心砌塊外抹20mm厚保溫砂漿砌體平均傳熱系數(shù)1.04W/(m2·K),300mm厚燒結(jié)空心砌塊外抹30mm厚保溫砂漿砌體平均傳熱系數(shù)1.01W/(m2·K)。
三、國(guó)家建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求
1、第二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95的規(guī)定,蘭州地區(qū)第二步節(jié)能目標(biāo)(即節(jié)能50%)外墻傳熱系數(shù)限值為0.85W/(m2·K)(窗戶為傳熱系數(shù)470W/(m2·K)的單層塑料窗)或110W/(m2·K)(窗戶為傳熱系數(shù)400w/(m2·K)的單框雙玻金屬窗)。
2、第三步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
目前,北京、天津、河南等省市已經(jīng)發(fā)布并實(shí)施了第三步建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),按新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的建筑物采暖能耗要求達(dá)到當(dāng)?shù)?980—1981年能耗水平的35%(即節(jié)約能源65%),并且與第二步節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)采取的措施不同。實(shí)施節(jié)能50%的目標(biāo)時(shí),由建筑物和采暖系統(tǒng)共同承擔(dān),鍋爐及管道承擔(dān)20%,建筑物承擔(dān)30%;第三步節(jié)能目標(biāo)是在第二步的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%,從而達(dá)到節(jié)約65%的總目標(biāo),而這30%全部由建筑物來(lái)承擔(dān)。據(jù)此計(jì)算,蘭州地區(qū)實(shí)施第三步節(jié)能目標(biāo)后,建筑物外墻傳熱系數(shù)限值約為0.77W/(m2·K),建筑物耗熱量指標(biāo)約為14.6W/m2。
從前述數(shù)據(jù)可以看出,300mm厚燒結(jié)空心砌塊不作保溫層時(shí)達(dá)不到第二步節(jié)能目標(biāo)的要求,作外保溫時(shí)勉強(qiáng)達(dá)到第二步節(jié)能要求:同時(shí),在設(shè)計(jì)取值時(shí)要考慮建筑物外墻主斷面的傳熱系數(shù)與外墻的平均傳熱系數(shù)的關(guān)系。一般而言,平均傳熱系數(shù)大于主斷面的傳熱系數(shù),使用材料不同、主體結(jié)構(gòu)不同、保溫方式不同,影響幅度也不同。可以得到這樣的結(jié)論:燒結(jié)空心砌塊墻體靠加厚墻體和涂抹保溫涂料是不可能達(dá)到第三步節(jié)能目標(biāo)要求的.必須采用聚氨酯、聚苯板等高效保溫材料構(gòu)筑復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)。
四、結(jié)論
1、燒結(jié)空心砌塊是我國(guó)有關(guān)部門為了保護(hù)耕地、推進(jìn)墻材革新大力提倡發(fā)展的新型墻體材料,并且因?yàn)橘Y源情況、制品本身的性能等因素,在我國(guó)大部分地區(qū),在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),將作為主要材料來(lái)使用。在新時(shí)期積極研究如何使用和發(fā)展這類材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,既決定著這類材料當(dāng)前及今后的發(fā)展命運(yùn),又關(guān)系到國(guó)家建筑節(jié)能大政方針的順利實(shí)施。
2、應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)燒結(jié)空心砌快的熱工性能,同樣厚度燒結(jié)空心砌快砌體傳熱系數(shù)比實(shí)心磚砌體的小,比加氣混凝土砌體的大。
3、燒結(jié)空心砌塊作為單一材料來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能各階段目標(biāo)的要求是不現(xiàn)實(shí)的。涂抹性能良好的保溫涂料可以達(dá)到第二步節(jié)能目標(biāo);如果要達(dá)到第三步建筑節(jié)能的要求,必須與高效保溫材料復(fù)合。(田守斌)
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