新型墙材及保温材料在民用建筑节能中的应用
(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的一项基本国策,意义重大
1,发展节能,省地型建筑势在必行
谈三个方面的统计数据以说明:
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的通知》国发办(2005)33号文:
"我国可耕地面积仅占国土面积约10%,不到世界平均水平的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,不仅占用了大量的土地,其中所含的有害物质严重地污染着周围的土壤,水体和大气环境";
遏制取土烧砖,加速废物利用.
② 《解放日报》的《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日的报道:"据国土资源部提供的一份报告显示,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,约占耕地总量的6.6%……".
节约建设用地刻不容缓!
③据相关资料介绍:近几年,全国每年竣工的房屋面积约20亿m ,其中公共建筑结构3~4亿m ,我国的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m ;2004年新建3809万m ;2005年新建4592万m .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m .2006年上半年全市房屋建筑施工面积2282,37m ,其中新开工面积1074,43m ,竣工面积524,7m .
在经济持续发展,人民生活不断提高的条件下,在今后相当长的一段时间内,还将保持如此巨大的建设规模.由于我国人口众多,经济发展迅速,既有建筑面积已达到420亿m (其中城市建筑面积约40亿m ),并将继续迅速增加.这些建筑在几十年至近百年的使用期间,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的提高逐步增加到总量的33%以上.
合肥晚报 2005年5月25日发表作者吴珊的文章:据建设部有关负责人透露,我国的建筑能耗惊人,建造和使用建筑直接和间接消耗的能源已占到全社会总能耗的46.7%.
随着城镇化的发展,人民生活水平的提高,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1.3~1.5m ;
b,城市化不断加快,平均每年有1500万以上的农村人口,向城镇转移,而每个城市人口与农村人口用能量的比例为3.5:1;
c,人们对建筑热舒适性的要求越来越高,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,居民家用电器的品种和数量在增加,建筑照明条件在改善,农村的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的战略选择.
国家对墙改及建筑节能的要求:
(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的通知》国发办(2005)33号文规定:
"已限期禁止生产,使用实心粘土砖的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的统一部署,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2010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,凡财政拨款或补贴的行政机关办公用房,公共建筑,经济适用房,示范建筑小区和国家投资的生产性项目等,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的建筑节能设计标准推进,逐步提高新型墙体材料的生产和应用比例,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,有条件的城市率先执行节能率65%的地方标准.到2010年,新型墙体材料产量占墙体材料总量的比重达到55%以上,建筑应用比例达到65%以上".
2005年9月27日四部委的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的工作内容.
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%的设计标准,北京,天津等少数大城市将率先实施65%的节能标准."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的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的界定.
所谓的民用建筑节能:
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的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖,制冷,照明,通风,给排水和通道系统的运行效率,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的前提下,降低建筑能源消耗,合理,有效地利用能源的活动.
规定:"建筑工程在施工过程中,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的围护结构(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的监督检查";
规定:"新建民用建筑应当严格执行建筑节能标准要求,民用建筑工程扩建和改建时,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的,按照 建设工程质量管理条例 的有关规定,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的规定.
建设部副部长仇保兴在全国建设工作会议上强调:建设工程项目不达节能标准,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的通知》,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的主题:"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的推广应用,是每一个建设者的责任和义务.
"新型建筑材料"是指用新的工艺技术生产的具有节能,节土,利废,保护环境特点和改善建筑功能的建筑材料.
新型墙材属于新型建筑材料范围内的一个部分,可定义为:
以非粘土为原料,采用新的工艺技术生产的,具有节能,节土,利废,保护环境特点和改善建筑功能的墙体材料.
新型建筑材料品种繁多,涉及面广,这里所说的仅是民用建筑围护结构使用的新型墙材,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的围护体,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的位置,有可分为外围护结构和内围护结构.外围护结构的保温隔热是民用建筑节能的重要内容.
外围护结构包括建筑的外墙体,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的应用.
二,新型墙材的应用
新型墙材是新型建筑材料的重要组成部分,是民用建筑围护结构使用的基础性材料.目前市场应用的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(全国有的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(EPS和聚氨酯),混凝土岩棉复合外墙板,保温复合墙板等.
下面就新型墙材主要的两大类即:砖,块和板状类分别谈:
1,砖,块类的墙材制品
砖,块类的墙材制品就目前应用的情况看,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的控制,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的力学性能.强度指标与该产品的密度指标有着密切的关系,应关注产品轻质高强的特点.需要时,应获得鉴证取样试验验证;
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》规定的符合性.
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(W/㎡·K).一般多用于承重结构体系的内,外墙体.在普通小砌块用于承重结构时,强度必须满足设计要求(MU5-MU25);相对含水率应控制在40%左右,干缩率应控制在0.045%.
普通砼小型空心砌块是目前国内技术条件最成熟,应用量最大的砼墙材制品.我省的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的要求.
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作为设计施工的依据,省内为满足该产品在设计,施工,验收工作上的需要,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的应用提供了完善的技术保证.
当然砼小砌块的应用仍必须要做到:
保证产品质量:所应用的产品必须满足产品的质量标准;
精心设计:必须严格执行JGJ/T14-2003《规程》2000J106标图;①重点的构造部位: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的验收;施工前产品的防潮(防干缩)加强对过程的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(指烧结的粉煤灰,粘土,页岩陶粒和非烧结的粉煤灰轻骨料)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的热工性能,已普遍应用于北京,天津,辽宁,山东,上海,江苏,西安等省市的建筑工程上,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.通常的粉煤灰陶粒,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)的热工性能,因此在框架结构的外墙中广泛使用.
