节能墙体材料结构现状

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1、甘肃省非中心城市节能墙体材料的结构现状

实心黏土砖的生产不符合国家节能节地政策，必将逐渐被淘汰。但从甘肃全省范围来看，当前承重墙的墙体材料主要还是黏土实心砖、黏土空心砖和混凝土小型砌块等。这是因为甘肃地处世界黄土堆积层最厚的黄土高原上，生产烧结黏土砖的黄土相当丰富。在经济比较落后的非中心城市，过去有许多生产黏土砖的砖厂，这些乡镇企业生产技术成熟，如转产多孔砖，将在改善材料热工性能、提高建筑舒适度、节能节地等方面取得成效。从这些情况考虑，经济欠发达的非中心城市发展烧结多孔砖及其结构体系，在今后相当一段时间内将是一项可行的技术方案。目前，甘肃省已经制定出相应的规程及构造图集，今后只要进一步加强生产企业的管理，提高产品质量，保证措施配套，多孔砖结构体系在多层住宅建筑中还将是一个比较经济可行的方案。

由于甘肃省建筑结构体系在节能节地方面的还存在不足，寻求一种在多层建筑领域内能替代烧结黏土砖的结构材料，一直是建筑科技工作者的一项重要任务。近10年来，借鉴国内外经验，得到了一个基本共识，即从综合因素(包括节能节地等方面)考虑，以水泥、砂、石为基本材料的混凝土小型空心砌块是传统烧结黏土砖的最主要替代产品。生产混凝土小型空心砌块所用的骨料(砂石)系地方材料，在我国西北地区均比较普遍，所用的胶结料(水泥)系我国的长线产品，砌块生产既可以采用大型机械化生产线，也可以采用中小型机具，而且质量一般可以得到保证。另外，经过这些年的研究，可以认为，通过芯柱、构造柱与圈梁等可靠连接，小型砌块结构完全可以满足甘肃地震区对结构抗震性能的要求。尽管混凝土小型空心砌块在使用中还存在一些问题，但从长远的眼光来看，混凝土小型空心砌块必将在西北经济欠发达地区得到进一步的发展。

2、几种墙体材料经济技术指标分析

现以陇东学院6#、7#学生公寓楼和2#实验楼的结构材料方案为例比较几种墙体材料的经济技术指标。

陇东学院6#、7#学生公寓楼为6层砖混结构，单体建筑面积均为5786.03m2。根据研究需要，结合工程实际，6#学生公寓楼墙体材料采用黏土多孔砖(240mm×115mm×90mm)，7#学生公寓楼墙体材料采用黏土实心砖(240mm×115mm×53mm)，然后对这两种方案进行经济测算和对比分析。

陇东学院2#实验楼为5层框架结构，建筑面积为9883.03m2，基础采用钢筋混凝土柱下交梁基础。根据研究需要，结合本工程实际，内隔墙除采用轻质五防板外，其余填充墙体材料采用了黏土空心砖(240mm×240mm×115mm)和混凝土小型空心砌块(390mm×290mm×190mm)两种方案，然后对这两种方案进行经济测算和对比分析。

1、测算内容及范围

墙体所消耗的砖、砂、石及人工指标和墙体材料的物理、热工性能指标，其中，学生公寓楼墙体体积2507.37m3，实验楼墙体体积836.98m3。

2、测算依据

现行甘肃省预算定额，庆建发[2004]69号文件2004年第一期建设工程一类材料指导价。

3、测算结果与经济技术指标分析(见表1、表2)

4、结论

(1)墙体采用黏土多孔砖比之采用黏土实心砖，可降低造价2036.75元，单位面积造价降低0.35元/m2，降低率为0.6%；可节约1102个工日，节约率为25.9%。

(2)墙体采用黏土多孔砖比采用黏土实心砖可节约黏土31.9%，减少用地，降低能耗，满足建筑节能的要求；墙体自重可减轻22.0%，基础宽度可随之减小，工程造价也将随之降低；黏土多孔砖与黏土实心砖的强度等级相当。这是因为，黏土多孔砖与黏土实心砖相比，虽然孔洞的客观存在减少了砖的有效承载面积，但由于挤出成型时压力较大，黏土多孔砖外壁的致密度提高，补偿了因承载面积减小造成的强度损失。

(3)黏土多孔砖与黏土实心砖相比，导热系数降低了48.8%，传热系数降低了16.7%，热惰性指标提高了31.9%，保温隔热性能显著提高。

(4)墙体采用混凝土小型空心砌块比采用黏土空心砖可降低造价27393.34元，单位面积造价降低1.15元∕m2，降低率为2.2%。

(5)混凝土小型空心砌块与黏土空心砖相比，强度高，表观密度小，墙体自重减轻2.7%，可降低对基础的承载要求；在减轻建筑物重量的同时，还可以节约原材料；体积大，可提高砌筑工效，加快施工进度；避免使用黏土，可达到保护环境、治理污染、节约土地、节约资源的目的。

(6)混凝土小型空心砌块与黏土空心砖相比，导热系数降低了32.4%，传热系数降低了17.1%，热惰性指标提高了7.6%，保温蓄热效果好，可以满足《节能设计标准》规定的热工性能要求。

(7)采用混凝土小型空心砌块与采用黏土空心砖相比，可以实现墙体材料生产由高能耗向低能耗转化、由重型向轻型转化、由小体积向大体积转化、由挖土毁田向节能利废转化的目标。

3、西北欠发达地区节能墙体材料的前景

(1)烧结黏土多孔砖是在普通烧结黏土实心砖的基础上发展起来的，两者的生产工艺基本接近。承重用多孔砖的空洞率一般约为25%～30%，强度有7.5、10、15、20、25、30等几个等级，目前主要有PK型和DM型两种。PK型多孔砖的主规格尺寸为240mm×115mm×115mm，导热系数为0.5～0.7W/mK，其中的PKI型是甘肃省早期用作多层住宅承重墙体的主要材料。PK型多孔砖的生产工艺简单，价格低廉(仅比普通空心砖略高)，墙体承重也有所减轻(约比普通空心砖墙体降低20%)，墙体热阻也比普通实心砖要大，是甘肃省为满足第一阶段节能要求而推荐的主要承重材料。但是由于这种产品墙体热阻提高不多，一般厚度为370mm的墙体仍然不能满足第二阶段节能的要求，因此，建材生产部门在PK型多孔砖的基础上，进一步增大块体的空洞率(大于30%)，并使其主规格尺寸与当前提倡的建筑模数相吻合，生产出主规格尺寸为190mm×190mm×90mm的模数多孔砖(即DM砖)，其导热系数经测定可达0.3～0.5W/mK。在寒冷地区，一般厚度(400mm)可基本满足第二阶段节能的要求，且生产成本增加不多。应当说，烧制模数多孔砖在今后相当一段时期内，在我国西北经济不甚发达、并且黄土资源又很充裕的地区，还是一个相对可行的墙体结构方案。

(2)普通混凝土小型空心砌块的原材料是水泥、砂、石，生产规模可大可小，无需大量挖土，同时由于空洞率较大(一般均大于40%)，墙体的重量相对于实心砖要轻一些。近几年来，混凝土小型空心砌块在我国西北地区得到了长足的发展，有些地区已发展成为承重墙体的主要材料。不过，混凝土小型空心砌块发展水平极不均衡，在甘肃省非中心城市，承重用的混凝土小型空心砌块才刚刚开始起步，仅有少数几家单位在筹备生产线。可以预见，从西北地区范围来看，混凝土小型空心砌块作为承重墙体的主要材料必将得到进一步发展和完善，并逐步取代黏土实心砖和黏土多孔砖，在多层住宅建筑中得到广泛地应用。

4、几点建议

搞好建筑节能是既经济又合理的民心工程，应该动员全社会共同努力，加快实现预期节能目标。根据西北经济欠发达地区当前情况，提出以下几点建议。

(1)推行建筑节能必须是政府行为。目前，绝大部分建筑的建设者、使用者和管理者三方面是分离的，经济上没有直接的利害关系，建设者往往着眼于少花钱多盖房子，重建筑面积，轻使用功能。如果采用建筑节能措施，虽增加了少量投资，却能取得很大效益。所以，从持续发展的战略出发，从维护国家的整体利益和人民群众的长远利益出发，建筑节能必须进行政府干预。

(2)西北经济欠发达地区的资金短缺，所以必须优化节能方案，充分利用有限的节能投资。这就要求我们首先应该选择那些投资少、回收期短的节能方案。当然，要想节约节能投资，就必须有好的节能材料。对于不断涌现的质优价廉的节能产品进行推广的同时，还应结合当地资源，积极开发研制出成本低、重量轻、强度高的优质节能材料，从而使本地区的建筑节能工作迈上一个新的台阶。

(3)提高人民群众的节能意识是加快节能步伐、优化节能环境的重要途径。通过宣传教育，增强人们对建筑节能的认识和了解。只有这样，建筑节能才能得到人民群众的大力支持，才能推动建筑节能持续、快速地向前发展。