■ 重慶市建築節能中心 田學春
【摘 要】在zai當dang前qian建jian築zhu外wai牆qiang保bao溫wen技ji術shu中zhong,自zi保bao溫wen技ji術shu受shou到dao越yue來lai越yue大da的de關guan注zhu,尤you其qi是shi關guan於yu加jia氣qi混hun凝ning土tu外wai牆qiang自zi保bao溫wen體ti係xi的de應ying用yong和he研yan究jiu。結jie合he夏xia熱re冬dong冷leng地di區qu重zhong慶qing的de實shi際ji應ying用yong情qing況kuang,具ju體ti分fen析xi了le加jia氣qi混hun凝ning土tu自zi保bao溫wen體ti係xi常chang用yong構gou造zao及ji熱re橋qiao處chu理li方fang式shi、配套砂漿等一些常見問題,並針對施工提出了一些注意事項。 【關鍵詞】加氣混凝土;外牆自保溫;節能;熱橋;砂漿
前言: 當前國內采用的建築外牆保溫節能方式主要有3種:外牆內保溫體係、外wai牆qiang外wai保bao溫wen體ti係xi和he外wai牆qiang自zi保bao溫wen體ti係xi,其qi中zhong外wai牆qiang自zi保bao溫wen體ti係xi采cai用yong集ji圍wei護hu和he保bao溫wen隔ge熱re功gong能neng為wei一yi體ti的de輕qing質zhi牆qiang體ti材cai料liao,加jia上shang配pei套tao砂sha漿jiang使shi牆qiang體ti熱re工gong性xing能neng等deng指zhi標biao達da到dao保bao溫wen節jie能neng標biao準zhun要yao求qiu。與yu另ling2種外牆保溫體係相比,外牆自保溫體係能有效解決外牆開裂、滲shen水shui問wen題ti,可ke延yan長chang牆qiang體ti結jie構gou壽shou命ming,還hai能neng降jiang低di建jian築zhu成cheng本ben,同tong時shi具ju有you維wei護hu費fei用yong低di,安an全quan可ke靠kao,外wai裝zhuang飾shi可ke多duo樣yang化hua等deng優you點dian。因yin此ci,在zai我wo國guo廣guang大da地di區qu,特te別bie是shi夏xia熱re冬dong冷leng地di區qu,推tui廣guang自zi保bao溫wen體ti係xi是shi實shi施shi建jian築zhu節jie能neng標biao準zhun的de一yi種zhong經jing濟ji、合理、可行的辦法。
國家發改委發布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2007)》,涉及新型建築節能材料中就包括“高性能自保溫牆體材料”;科技部“十一五”支撐計劃項目中,也包括“節能住宅自保溫隔熱牆體”。youcikejian,jienengzibaowenqiangtiyichengweiwoguojianzhukejilingyufazhanzhongdianzhiyi,yinci,jiakuaiduiwaiqiangzibaowencailiaojiqipeitaojishuxitongyanjiuhetuiguangyingyongjiuxiandeyouweipoqiehezhongyao。
一、加氣混凝土的性能 加氣混凝土是一種具有高分散性多孔結構的混凝土製品,總孔隙率可達70%-85%,孔表麵積為40-50m2/g。在諸多建築材料中,加氣混凝土製品既具保溫隔熱性能又可作為牆體材料,具有質輕、保溫隔熱性能好、施工簡單、節省工期、綜合造價低、安全環保、使用壽命長等優點,還具有極佳的居住舒適度。 GB 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》規定,常用的加氣混凝土砌塊性能指標如表1所示,砌塊密度越低,導熱係數越小,保溫隔熱性能也就越好。


目前,國內設計、施shi工gong人ren員yuan以yi及ji房fang產chan開kai發fa商shang越yue來lai越yue多duo地di選xuan用yong加jia氣qi混hun凝ning土tu作zuo為wei牆qiang體ti材cai料liao,尤you其qi是shi在zai高gao層ceng建jian築zhu中zhong,常chang用yong來lai砌qi築zhu框kuang架jia填tian充chong牆qiang和he隔ge牆qiang。但dan是shi,相xiang當dang一yi部bu分fen人ren對dui加jia氣qi混hun凝ning土tu材cai料liao認ren識shi不bu深shen,要yao麼me把ba加jia氣qi混hun凝ning土tu單dan純chun作zuo為wei一yi種zhong外wai牆qiang主zhu體ti材cai料liao使shi用yong,在zai外wai麵mian粘zhan結jie聚ju苯ben板ban或huo膠jiao粉fen聚ju苯ben顆ke粒li漿jiang料liao等deng材cai料liao做zuo外wai保bao溫wen;要麼對加氣混凝土自保溫牆體的熱工性能、構造設計、施shi工gong做zuo法fa等deng缺que乏fa了le解jie,沒mei有you充chong分fen發fa揮hui加jia氣qi混hun凝ning土tu自zi身shen的de保bao溫wen和he隔ge熱re性xing能neng。因yin此ci,已yi有you部bu分fen研yan究jiu者zhe對dui加jia氣qi混hun凝ning土tu材cai料liao性xing能neng能neng其qi自zi保bao溫wen體ti係xi進jin行xing了le研yan究jiu與yu應ying用yong,並bing取qu得de了le不bu錯cuo的de效xiao果guo,有you力li地di推tui動dong了le加jia氣qi混hun凝ning土tu自zi保bao溫wen體ti係xi的de發fa展zhan。
二、加氣混凝土自保溫體係應用分析 蒸(zheng)壓(ya)加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)砌(qi)塊(kuai)適(shi)用(yong)於(yu)我(wo)國(guo)各(ge)大(da)氣(qi)候(hou)區(qu),用(yong)作(zuo)工(gong)業(ye)與(yu)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)非(fei)承(cheng)重(zhong)圍(wei)護(hu)牆(qiang)和(he)內(nei)隔(ge)牆(qiang)時(shi),既(ji)可(ke)以(yi)是(shi)單(dan)一(yi)牆(qiang)體(ti)材(cai)料(liao),也(ye)可(ke)作(zuo)為(wei)保(bao)溫(wen)隔(ge)熱(re)材(cai)料(liao)。GB 11968-2006duijiaqihunningtucailiaodexingnengzhibiaozuolexiangyingdeguiding,bufenshengshiyeduijiaqihunningtuzibaowentixizhankailejijiyanjiu,bingchutailexiangguanjishuguichenghetuji,weizibaowenqiangtidesheji、施工和驗收提供了依據。如在夏熱冬冷地區的重慶就先後頒布了DBJ 50-055-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊應用技術規程》和《蒸壓加氣混凝土砌塊自保溫牆體建築構造圖集》(圖集號08J07),江西也頒布了《加氣混凝土牆體構造》(圖集號贛03J505)。
在加氣混凝土自保溫體係中,牆體材料自身性能的研究和應用僅僅是其中一部分,還要結合牆體具體構造及其特點、配套材料的性能及其適應性、施工要求、節(jie)能(neng)指(zhi)標(biao)等(deng)不(bu)同(tong)因(yin)素(su)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)綜(zong)合(he)分(fen)析(xi)和(he)評(ping)定(ding)。應(ying)把(ba)加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)自(zi)保(bao)溫(wen)體(ti)係(xi)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)來(lai)研(yan)究(jiu),這(zhe)樣(yang)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)使(shi)其(qi)滿(man)足(zu)必(bi)要(yao)的(de)建(jian)築(zhu)節(jie)能(neng)指(zhi)標(biao),還(hai)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)解(jie)決(jue)“裂、滲、漏”等牆體外保溫構造常見的問題。本文主要以夏熱冬冷的重慶地區為例,就加氣混凝土自保溫體係熱橋構造及保溫處理、配套砂漿、施工等方麵常出現或易忽視的問題作一些具體分析。
2.1 自保溫體係熱橋及其處理 2.1.1 外牆熱工計算 重慶地區常用的加氣混凝土砌塊密度等級為B05-B07,導熱係數為0.14-0.18W/(m.K),一般厚度為200-250mm,抹灰砂漿厚度為30-40mm(內、外各抹灰1/2左右),牆體總厚度為240-290mm,具體熱工指標出自重慶市DBI 50-071-2007《居住建築節能65%設計標準》,如表2所示。 從表2可以看出,根據JGJ 134-2001《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》和DB 50/5024-2002《重慶市居住建築節能設計標準》對節能50%的外牆要求[K、D值分2個級別控製,即[K≤1.5W/(m2.K),D≥3.0;K≤1.0W/(m2.K),D≥2.5],和重慶市DBJ 50-071-2007《居住建築節能65%設計標準》對節能65%的外牆要求(當體形係數大於0.4時,K、D限值為[K≤1.0W/(m2.K),D≥3.0;或K≤0.6W(m2.K),D<3.0],似乎隻需要B07級加氣混凝土厚度200mm,另加內外抹灰厚度40mm,牆體總厚度240mm,K值和D值就能輕易滿足標準規範對外牆的節能要求。
但仔細分析,上麵的K值和D值隻包括主體(砌塊)外牆的參數,沒有考慮梁、構造柱、板ban等deng熱re橋qiao部bu分fen,而er這zhe些xie位wei置zhi的de熱re工gong參can數shu和he麵mian積ji大da小xiao對dui外wai圍wei護hu結jie構gou的de整zheng體ti保bao溫wen節jie能neng有you著zhe相xiang當dang重zhong要yao的de影ying響xiang。所suo以yi在zai實shi際ji設she計ji和he應ying用yong中zhong應ying根gen據ju具ju體ti節jie能neng要yao求qiu選xuan擇ze相xiang應ying密mi度du等deng級ji和he厚hou度du的de加jia氣qi混hun凝ning土tu砌qi塊kuai,然ran後hou按anJGJ 134-2001對外牆平均傳熱係數Km和平均熱惰性指標Dm進行熱工驗算。
2.1.2 熱橋部位的處理 在鋼筋混凝土框架或剪力牆結構中,梁、柱和剪力牆部分等“熱橋”的麵積在外牆總麵積中占的比例相當大,必須複合外、內保溫係統才能使外牆的平均傳熱係數Kmmanzujienengshejibiaozhundeguiding。duiyujiaqihunningtuzibaowenxitong,reqiaobuweiyibancaiyongwaibaowenchuli,baowencailiaokexuanyongwujibaowenshajianghuotongdengjijiaqihunningtuqikuai,hezhutiqiangcaideshiyingxingqiang,shigongfangbian,hainengzengjiazhengtiwaiqiangnaihuoxing;也ye可ke用yong外wai貼tie膨peng脹zhang聚ju苯ben板ban進jin行xing保bao溫wen處chu理li,這zhe樣yang可ke保bao證zheng牆qiang體ti具ju有you良liang好hao的de熱re工gong性xing能neng。據ju資zi料liao介jie紹shao,當dang前qian國guo外wai對dui會hui產chan生sheng結jie露lu區qu域yu的de處chu理li辦ban法fa是shi在zai熱re橋qiao部bu位wei采cai用yong複fu合he材cai料liao(外部為低密度加氣混凝土薄板,內貼聚苯乙烯保溫板的配件),這樣該部位外表與主體牆是同一材料。重慶圖集08J07對熱橋處理的要求是“熱橋部位保溫材料厚度不大於50mm時,可選用無機保溫砂漿或加氣混凝土砌塊;熱橋部位保溫材料厚度不小於100mm時,選用加氣混凝土砌塊”。
不管采取何種保溫方式,對熱橋部位進行設計和施工時,都要特別注意熱橋部分和主體部分間不同材料的性能(收縮、粘結、強度等)差異,必須對與框架結構梁、柱和剪力牆部分連接部位的構造節點進行優化設計,並且要采取適宜的連接措施,從而保持連接部位的整體性和安全耐久性。
2.1.3 熱橋構造 在對加氣混凝土的熱橋部位做好保溫措施的過程中,構造節能的設計尤為重要,一般根據外保溫材料選取的厚度,在梁、柱和剪力牆等部位內縮相應的尺寸(即加氣混凝土砌塊外凸出鋼筋混凝土構件),內縮部分用設計選用的保溫材料做外保溫處理,從而保證自保溫體係的整個外牆外表麵達到平整的要求。
2.2 自保溫體係配套砂漿 砌qi築zhu和he抹mo灰hui砂sha漿jiang是shi加jia氣qi混hun凝ning土tu自zi保bao溫wen係xi統tong中zhong不bu可ke缺que少shao的de組zu成cheng部bu分fen,且qie發fa揮hui的de作zuo用yong也ye較jiao重zhong要yao。以yi前qian國guo內nei多duo使shi用yong普pu通tong水shui泥ni或huo水shui泥ni混hun合he砂sha漿jiang,與yu加jia氣qi混hun凝ning土tu砌qi塊kuai特te性xing不bu相xiang適shi應ying,容rong易yi出chu現xian牆qiang體ti開kai裂lie、脫落、空鼓等質量問題,導致加氣混凝土推廣應用受阻。自從JC 890-2001《蒸壓加氣混凝土用砌築砂漿和抹灰砂漿》頒布以來,國內紛紛研製和應用蒸壓加氣混凝土砌塊專用砂漿,其不但和易性好、粘結強度高、抗裂性強,且施工方便,加快了加氣混凝土在節能建築上的應用。
2.2.1 灰縫的影響 在加氣混凝土牆體中,一般砂漿砌築灰縫不大於15mm,其表觀密度為1600-1800kg/m3,導熱係數為08-1.0W/(m.K),與加氣混凝土砌塊的導熱係數差距較大,致使整個外牆砌體存在“冷橋”現象,所以,由砌築灰縫引起的砌體能量損失可達到25%左(zuo)右(you)。國(guo)家(jia)和(he)地(di)方(fang)有(you)關(guan)標(biao)準(zhun)都(dou)規(gui)定(ding),加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)應(ying)用(yong)於(yu)外(wai)牆(qiang)保(bao)溫(wen)時(shi),其(qi)導(dao)熱(re)係(xi)數(shu)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)灰(hui)縫(feng)的(de)影(ying)響(xiang),要(yao)通(tong)過(guo)取(qu)一(yi)定(ding)修(xiu)正(zheng)係(xi)數(shu)對(dui)原(yuan)值(zhi)進(jin)行(xing)修(xiu)正(zheng),如(ru)重(zhong)慶(qing)規(gui)定(ding)加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)用(yong)於(yu)外(wai)牆(qiang)時(shi),修(xiu)正(zheng)係(xi)數(shu)取(qu)值(zhi)1.25。
據研究發現,砌築砂漿硬化體積密度和灰縫的砌築寬度都會影響牆體灰縫影響係數的變化,從而影響牆體的保溫性能;砂漿密度越低,導熱係數越低,灰縫影響係數越小;灰縫寬度越小,對導熱係數的影響越小。
目前國內加氣混凝土砌塊砌築灰縫寬度大多為10-15mm,此時灰縫對導熱係數的影響很大,修正係數取值為1.25左右;假如灰縫寬在3mm左右時,灰縫對導熱係數的影響就很小,修正係數接近於1。現在歐洲國家砌塊建築普遍提倡使用薄灰縫砌築技術,灰縫寬度不大於5mm,這既要求砌塊表麵平整、尺寸精確,也要求配套砂漿性能優良。表3為薄灰縫加氣混凝土牆體熱工指標。
從表3可以看出,如在加氣混凝土自保溫體係中采用薄灰縫砌築技術(灰縫寬在3mm左右),在進行熱工計算時基本上可以不考慮灰縫的影響(熱工參數取值出自重慶市DBJ 50-071-2007),這樣砌體的傳熱係數相比表2的數值就有明顯下降,有利於提高牆體的保溫性能。
保溫砂漿幹密度小,並且和易性好、粘結強度高、抗裂性強,既具有保溫隔熱功效,還有望解決牆體開裂和滲漏等問題。GB 50411-2007《建築節能工程施工質量驗收規範》4.2.11規定:保溫砌塊砌築的牆體,應采用具有保溫功能的砂漿砌築。重慶市DBJ 50-069-2007《居住建築節能工程施工質量驗收規範》4.2.13也規定:dangcaiyongbaowenqikuaiqizhuzibaowenqiangtishi,yingcaiyongjuyoubaowengongnengdeshajiangqizhu。yinci,xuyouzhenduixingdiyanfaqiangdufuheshejiyaoqiudejiaqihunningtuqitiyongbaowenshajiang,shizhijinengmanzuxiangyingdejienengbiaozhunyaoqiu,yekezengjiawaiqiangzhengtiwendingxinghenaijiuxing。
2.2.2 抹灰厚度 如表3所示,在加氣混凝土砌體設計中,熱工計算時砂漿抹灰厚度一般取40mm(內、外各抹灰20mm),取(qu)值(zhi)偏(pian)大(da),尤(you)其(qi)是(shi)現(xian)在(zai)對(dui)於(yu)國(guo)家(jia)大(da)力(li)提(ti)倡(chang)使(shi)用(yong)的(de)加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)專(zhuan)用(yong)砂(sha)漿(jiang)來(lai)說(shuo),厚(hou)度(du)太(tai)大(da),材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)要(yao)增(zeng)加(jia)不(bu)少(shao),也(ye)不(bu)利(li)於(yu)施(shi)工(gong)。因(yin)此(ci),建(jian)議(yi)在(zai)加(jia)氣(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)自(zi)保(bao)溫(wen)砌(qi)體(ti)中(zhong)采(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)抹(mo)灰(hui)砂(sha)漿(jiang),在(zai)外(wai)牆(qiang)先(xian)抹(mo)專(zhuan)用(yong)界(jie)麵(mian)砂(sha)漿(jiang)3-5mm,後抹專用抹麵砂漿5-10mm來找平,這樣經濟合理,也能滿足設計和施工要求。
2.3 施工注意事項 加氣混凝土由於具有熱工性能優異、質量輕、施工方便等諸多優點,被作為一種牆體保溫材料得到了快速發展和廣泛應用,但在實際工程運用中卻反映有一些牆體開裂、起層、空kong鼓gu等deng不bu良liang現xian象xiang。調tiao查zha研yan究jiu和he資zi料liao分fen析xi發fa現xian,導dao致zhi這zhe些xie現xian象xiang的de根gen本ben原yuan因yin主zhu要yao不bu是shi產chan品pin的de問wen題ti,而er是shi設she計ji和he施shi工gong方fang麵mian的de原yuan因yin。下xia麵mian結jie合he重zhong慶qing市shi技ji術shu規gui程cheng、圖集和實際應用情況,提出了一些注意事項,以供施工參考。
(1)合理的構造措施對防止填充牆產生裂縫有較好的效果,所以拉結筋、構造柱、圈梁、窗台及門窗安裝構造應符合國家和地方頒布的技術規程和構造圖集要求。
(2)dangqiaoliangyongjuhewuzhanjieshajiangzhantiejubenbanshi,bixuyongmaogudingjinxingshidangguding。waiqiangbiaomianbutongcailiaojiaojiechu,yingcaiyongjuhewushajiangjiaboxianwanggebujiaqiangceng,liangbianyujitidajiekuandujunyingbuxiaoyu150mm,以保證熱橋部位的處理效果。
(3)在牆體局部易磕碰的部位,如首層外牆、陽角、門窗洞口等部位應予以加強保護,增強防護措施。
(4)重慶地區夏季最高溫度可達42℃,而冬季的最低溫度為-1.8℃,冬季和夏季的季節溫差超過40℃,由季節溫差產生的應力也可能使填充牆產生裂縫。由於外界溫度變化無法控製,因此,應盡量避免高溫季節砌築填充牆。
(5)禁用出釜齡期不足28d的蒸壓加氣混凝土砌塊,不得使用破裂、不規整或表麵被油汙汙染的砌塊;砌塊堆放時應平整、避免雨淋,上牆時含水率應合乎標準和技術規程要求。
(6)嚴禁蒸壓加氣混凝土砌塊與其它材質的磚或砌塊混砌,不同體積密度等級和強度等級的砌塊不應混砌。
三、結語 (1)加氣混凝土性能優異,是一種既具保溫隔熱性能又可作為牆體的外牆自保溫材料。
(2)應以係統概念把加氣混凝土自保溫體係作為一個整體來研究,要特別注意分析牆體常用構造及熱橋處理、配套砂漿、施工等。
(3)框架或剪力牆結構的熱橋部位對節能的影響較大,應用加氣混凝土自保溫體係時,不可忽視外牆熱工計算、熱橋保溫處理及其構造等具體問題。
(4)砌築和抹灰砂漿是加氣混凝土自保溫係統中重要的組成部分,其中砌體砌築灰縫寬度、砂漿密度等級和抹灰厚度等都對外牆整體性能有影響。
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