1、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：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
2、土壤、水体和大气环境” ；遏制取土烧砖，加速废物利用。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！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 34 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
3、；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
4、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 1.31
5、.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。2、 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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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。、普通砼小型空心砌块该产品属空心薄壁材料，单排孔（390190190）容重在 1200kg/m3
14、 左右，K值为 40；双排孔容重在 1400kg/m3 左右，传热系数 297（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
15、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；重点的构造部位：芯柱、构造柱、底层、顶层、外墙洞口、窗台下等。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
16、。 ；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。、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
17、，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（390190190）单排孔在 800kg/m3 左右，强度一般在 MU5 以上， K 值为 141；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。能满足外墙外保温施工对基层墙体的要求，但机械固定 EPS 钢丝网架板外墙外保温系统除外（JGJ144 规定） 。b、轻质小砌块作为承重结构体系时：相对含水率应控制在 40%左右，干缩率应控制在 0.045%，用于非承重时，干缩率可放到
18、 0.060%。c、轻质小砌块的产品质量应严格执行 GB/T15299标准执行。、粉煤灰小型空心砌块：是指以粉煤灰、水泥、各种轻重集料、水为主要组分（也可加入外加剂）拌合制成的砼小砌块。其中粉煤灰用量不低于原材料总量的 20%，水泥掺入量不低于原材料总量的 10%。此种小砌块主要作为填充墙体材料，产品严格执行 JC862粉煤灰小型空心砌块标准，其中产品干缩率控制在 0.06%，碳化系数不低于 0.7。、砼多孔砖以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料（可以利用工业废渣） ，加水搅拌成型，养护制成的一种多排小孔砼砖。主规格 24011590（mm） ，空洞率为 30以上。过去一直以混凝土小砌块的小
19、砖在建筑上应用。砼多孔砖的名称是 2000 年从上海、江西、福建开展起来的，由于该砖与 KP1 型粘土多孔砖同规格，与普通混凝土小型空心砌块性能又有所区别，为规范应用而得名。2001 年上海市出台砼多孔砖建筑技术规程DBJ/CT009-2001；浙江省于 2003年发布砼多孔砖建筑技术规程DB33/1014-2003； 2004 年国家正式颁布砼多孔JC943-2004 产品标准；2004 年我省出台了地方标准砼多孔砖砌体施工及验收规程DB34/T465-2004和承重砼多孔砖墙体构造皖 2004G416；同时，现行砌体结构设计规范GB50003、 多孔砖砌体结构技术规范 JGJ137、 建筑
20、抗震设计规范GB50011 等相关规范、标准，可满足砼多孔砖建筑应用的设计与施工。砼多孔砖已成为承重结构的主导墙材在浙江、江西、上海、安徽省的黄山市等普遍推广应用。墙体满足外墙外保温施工要求。对砼多孔砖产品性能的要求：a、规格：主 24011590，辅 18011590、12011590，辅实心砖24011590、24011553 等。b、强度等级 MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 五等级；c、容重：1400-1500kg/m 3；d、施工前砼多孔砖就控制相对含水率 40%左右，干燥收缩率不大于 0.045%；砼多孔砖 240 墙厚 K 值取 222；e、产品质量必须满足 砼多
21、孔砖JC943 规定，其中利废产品应有抗冻、放射性指标规定。、砼空心砖是以水泥为胶结料，砂、石或轻集料为主要集料，粉煤灰为掺合料，经加水搅拌成型，自然养护而制成的用于非承重墙体的孔洞率不低于 40%的砼空心砖。砼空心砖有二、三、四排孔；容重等级由 800-1400kg/m3；强度等级有四级MU3.5、MU7.5、MU5.0 、 MU10 等；规格尺寸：240180115、240240115、24018090、240115180；砖的相对含水率40%，干燥收缩率 0.060%等指标。对于利用废渣类集料的砼空心砖碳化 0.8，软化系数 0.75，同时产品应严格执行QFHJ01-2004砼空心砖企业
22、产品标准。该产品可制作多规格以适应工程应用需要，比粘土空心砖灵活且能多变化；可利用轻集料、废渣制成设计需要的低容重等级的轻质墙材，是框架填充墙外墙使用的优良产品。墙体满足外墙外保温施工要求。（6） 、砼实心砖：以水泥为胶结料，石粉、碎石末、砂、粉煤灰为粗、细集料，经搅拌压制（挤压）成型，自然养护而成。规格为 24011553，目前国内已有一定规模的应用，我省安庆、凤阳、合肥等已有一定量的应用。该产品与实心粘土砖容量相近，具有强度高，与砌筑和粉刷砂浆粘结强度高、块体小、施工方便的特点。（7） 、加气砼制品是以粉煤灰或硅砂为主要原材料，加入水泥为胶结料、石灰（增钙） 、石膏等通过发泡成型、经高温蒸
23、压养护、切割、自然养护而成；硅砂加气混凝土可通过防锈处理的钢筋增强，经高温、高压蒸汽养护而制成加气砼板材、块材（如南京的“旭建” ） 。同类有合肥科大最新研究并推广应用的发泡混凝土。加气砼的规格有：长度宽度高度600300（75、100、125、150、175、200、225、250） （mm）可根据工程需要选择不同规格。加气砼容重等级 500 级（有 700 级）干容重：50050kg/m 3，湿容重 80050kg/m3，干燥收缩率为：0.08%，冻融性（15 次循环）：重量损失5%；强度损失 20%。粉煤灰加气砼是一种利废率较高的产品（吃灰量达到 70%以上，可用湿排灰） ，同时它的导热
24、系数（W/mk）为 0.19（指 500 级） ，是目前国内墙材保温隔热性能最好的一种。粉煤灰加气砼产品 70 年代掘起，由于墙体粉刷的空鼓、剥落和施工难度大等问题，给推广应用带来影响。国内经过多年研究，已成功研究并生产推出专门用于该墙材外粉的“界面剂” 、增加底层与粉刷层粘结的砂浆添加剂等，为推广工作提供了可靠的技术保证。产品验收应严格执行 GB11968蒸压加气砼砌块产品标准；设计、施工应按JGJ17蒸压加气砼应用技术规程和省颁布的加气砼砌块墙建筑构造 ，皖 92J101 执行，且满足各项现行规范和标准。用于外墙外保温施工的墙体基层的加气混凝土，其强度不应低于 MU35；并合理使用界面剂，
25、以保证面层与墙面之间的粘结强度。但机械固定 EPS 钢丝网架板外墙外保温系统除外（JGJ144 规定） 。（8） 、灰砂砖（免烧砖）它是以砂子、生石灰、掺入少量的水泥为主要原料，经配料、成型、蒸压养护制成。安徽省的沿江和江南地区、江西等的免烧砖是以山砂掺加一定的水泥为主原料经混合、搅拌、成型、自然养护制成。它们的主要规格有：24011553mm；强度在 MU10 以上；干密度在 17001900m；导热系数 110（ Wm） 。主要用于多层的承重结构墙体。灰砂砖按制作工艺的不同可分为：彩色灰砂砖、灰砂空心砖、碳化灰砂砖、免烧灰砂砖等。免烧砖：这里所说的免烧砖是利用山砂、风化岩等为主原料加入少量
26、的胶凝材料，经配料、搅拌、轮輾、搅拌、成型、自然养护制成。具有灰砂砖类似性能，有其不同特点。应用面也相当广泛。粉煤灰砖:以粉煤灰为主要原料、水泥（或掺入石灰）为胶凝材料、加入部分破碎煤矸石（或碎石粉、砂）作为骨料，经混合、碾压、搅拌、成型，通过高温、高压养护而制成。（9） 、粘土多孔砖粘土类制品随着墙改的深入发展，从节土、节地、节能、保护生态环境的角度出发将会逐渐受到限制。禁止实心粘土砖生产，淘汰粘土制品，这是发展的必然趋势。粘土多孔砖属于粘土烧结制品，主规格：P 型为 24011590mm、M 型为19019090mm；体积密度为 1250m；强度指标为 MU10 以上；导热系数 058（
27、Wm） 。粘土多孔砖（承重墙材）孔洞率大于 25%；产品标准为烧结粘土多孔砖GB13544；设计、施工执行多孔砖砌体结构技术规范JGJ137、 烧结粘土承重多孔砖墙体构造皖 2000J102；多孔砖砌体工程施工及验收规程DB34/178 等，同时执行其它相关标准。粘土多孔砖作为承重墙材，对粘土资源丰富地区（国家允许取土在“十一五”期间，乃至今后相当长时间内，是城镇及乡村的主导承重墙材，加速推广应用工作，在当前极为重要。粘土多孔砖在承重结构上应用，要保证良好的工程质量应努力把好三关：一是产品质量关：主要是外观、强度、配块：增加 18011590（马牙槎） 、12011590（错缝块） ；二是设计
28、质量关：注重构造措施的设计等；三是施工质量关：规范施工，重点错缝搭接、砂浆饱满等；多孔砖墙体可满足外墙外保温施工对基层的要求。 煤矸石烧结砖：以煤矸石为主要原料，经破碎、均化、搅拌（增内或外燃料）成型、煅烧而成。（10）粘土空心砖粘土空心砖的主要规格为 240115240mm、240180115mm，孔洞率一般 48%左右；体积密度为 950m。此砖主要用于框架填充墙，在建筑工程中应用极为广泛。当作为外墙外保温施工的基层墙体时，必须保证锚栓施工的规范性和单个锚栓的抗拉承载力。2、板状类墙材制品板状类墙材制品根据原材、工艺、材性等的不同，而生产出众多不同品种的产品，但仍可分成内隔墙板和外墙板两种
29、类型。下面分两类谈几种主要产品。（1） 、轻质内隔墙条板目前在市场上应用的利用胶凝材料制作的主要有六种轻质条板、水增强泥隔墙条板 GRC板（简称水泥条板）用膨胀珍珠岩为主材，低碱或快硬硫铝酸盐水泥为胶结料和低碱玻纤涂塑网格布，经挤压成型、自然养护而成。、石膏条板采用石膏为主材，加入普硅水泥、膨胀珍珠岩和中碱涂塑网格布挤压成型并经自然养护而成。、轻质砼条板采用普硅水泥为胶结料，工业废渣或陶粒，可掺入粉煤灰，根据需要可加筋增强（低碳冷拔钢丝 4） ，经挤压成型养护而成（可自养或蒸养）、植物纤维条板（FCC 板）采用轻烧镁粉、秸杆（细处理：细度 60-80 目） 、玻纤为中碱熟丝或无碱拌和，挤压成型养护而成。、粉煤灰泡沫水泥条板（ASA 板）采用粉煤灰、轻烧镁粉，低碱或快硬硫铝酸盐水泥、耐碱玻纤涂塑网格布等均化、发泡、成型，养护制成。
