復(fù)合型混凝土多孔保溫磚在我國村鎮(zhèn)住宅中的應(yīng)用

復(fù)合型混凝土多孔保溫磚在我國村鎮(zhèn)住宅中的應(yīng)用

0抗起毛磚的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，中國面臨的資源不足和能源短缺危機(jī)日益突出。建筑是耗能大戶,約占全社會(huì)總能耗的40%,而住宅總量約為建筑總量的70%。因此,提升住宅建筑的節(jié)能水平是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,農(nóng)民生活水平的逐年提高,農(nóng)民紛紛自行安設(shè)制冷、加熱設(shè)備,致使電力等能源消耗在農(nóng)村地區(qū)不斷增長。然而,受傳統(tǒng)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等多重因素的影響,我國村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市的現(xiàn)有水平,已經(jīng)成為制約住宅建筑節(jié)能水平提升的瓶頸。因此,村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能問題已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)之一。砌體結(jié)構(gòu)建筑在國內(nèi)村鎮(zhèn)住宅建設(shè)中富有極強(qiáng)的生命力。隨著可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排理念逐漸被人們接受,傳統(tǒng)的實(shí)心黏土磚將被新型墻體材料代替,新型墻材砌體結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)能技術(shù)也備受關(guān)注。復(fù)合型混凝土多孔保溫磚作為新型墻體材料之一,保留傳統(tǒng)的墻體砌筑材料的固有功能,充分發(fā)揮混凝土多孔磚原有的承重特性,可以根據(jù)節(jié)能設(shè)計(jì)要求調(diào)整保溫材料層厚度來滿足不同地區(qū)的不同節(jié)能要求,對于不同的氣候條件適應(yīng)性比較強(qiáng),能滿足保溫承重一體化的要求,且防火性能好,能滿足村鎮(zhèn)建設(shè)要求。此外,復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫系統(tǒng)中的有機(jī)保溫材料有外葉塊保護(hù),有機(jī)保溫材料長期處于一種比較干燥的狀態(tài),無紫外輻射,具有和結(jié)構(gòu)同壽命的特點(diǎn)。本文主要對復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的基本物理性能以及復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體應(yīng)用于村鎮(zhèn)住宅磚混結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行研究,并對其經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行分析,為豐富和發(fā)展村鎮(zhèn)建設(shè)的建筑節(jié)能技術(shù)提供技術(shù)支撐。1試驗(yàn)部分1.1多孔保溫磚的制備復(fù)合型混凝土多孔保溫磚:復(fù)合型混凝土多孔保溫磚由內(nèi)葉塊、外葉塊、保溫體和拉結(jié)托鉤組成內(nèi)葉塊和外葉塊的磚坯是普通混凝土多孔磚,其中內(nèi)葉塊承擔(dān)墻體功能,外葉塊承擔(dān)保護(hù)保溫體功能;保溫體為EPS板、XPS板或聚氨酯板,承擔(dān)保溫隔熱功能;拉結(jié)托鉤承擔(dān)內(nèi)外葉塊拉結(jié)和承托功能。其外形及部位名稱見圖1。復(fù)合型混凝土多孔保溫磚可廣泛用于承重結(jié)構(gòu)和非承重結(jié)構(gòu)。本文復(fù)合型混凝土多孔保溫磚為承重型,其尺寸為內(nèi)葉塊240mm×190mm×90mm,外葉塊240×50mm×90mmEPS保溫板40mm厚。砌筑砂漿:DM10普通砌筑砂漿,實(shí)測抗壓強(qiáng)度13.7MPa。1.2試驗(yàn)設(shè)備主要壓力試驗(yàn)機(jī):液壓式壓力試驗(yàn)機(jī),量程500t。1.3砌體抗壓強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度復(fù)合型混凝土多孔保溫磚抗壓強(qiáng)度參照GB/T2542—2003《砌墻磚試驗(yàn)方法》進(jìn)行。復(fù)合型混凝土多孔保溫磚砌體采用DM10普通砂漿砌筑。砌體軸心抗壓強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB/T50129《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。砌體軸心抗壓強(qiáng)度試件尺寸為240mm×280mm×720mm,抗壓面積為240mm×280mm;砌體通縫抗剪強(qiáng)度試件尺寸為240mm×280mm×290mm,抗剪面積為240mm×280mm×2mm。2結(jié)果與討論2.1混凝土多孔保溫磚的抗壓強(qiáng)度復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的材料密度為2000kg/m3。復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的抗壓強(qiáng)度見表1。復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的抗壓強(qiáng)度即為混凝土磚坯的抗壓強(qiáng)度。根據(jù)表1,復(fù)合型混凝土多孔保溫磚滿足JC943《混凝土多孔磚》的最低強(qiáng)度等級(jí)MU10的要求。2.2抗壓強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度復(fù)合型混凝土多孔磚砌體軸心抗壓強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表2。表2表明,復(fù)合型混凝土多孔保溫磚砌體內(nèi)外葉磚同時(shí)受荷,受荷面積包括聚苯板面積,其砌體軸心抗壓強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度均滿足GB50003《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,可用于磚混結(jié)構(gòu)的外墻承重自保溫墻體。2.3復(fù)合型混凝土多孔磚的熱性能上海市地標(biāo)DGJ08—205—2011《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》按建筑節(jié)能65%要求外墻平均傳熱系數(shù)Km≤1.2W/(m2·K);外墻平均傳熱系數(shù)Km的計(jì)算方法按DGJ08—205—2011附錄A規(guī)定;復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體各構(gòu)成材料的熱物理性能指標(biāo)按表3取值。根據(jù)表3計(jì)算,內(nèi)葉塊厚度190mm,EPS保溫體厚度40mm,外葉塊厚度50mm的復(fù)合型混凝土多孔磚的傳熱系數(shù)為0.592?？紤]到混凝土多孔磚的密實(shí)度會(huì)因成型設(shè)備的差異而有差異,加之各地實(shí)際濕度條件的差別,復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的實(shí)際含水率會(huì)有相應(yīng)的差異,在理論計(jì)算值的基礎(chǔ)上給予1.1的修正系數(shù),故復(fù)合型混凝土多孔磚傳熱系數(shù)計(jì)算值應(yīng)為0.651。村鎮(zhèn)建筑中多以磚混結(jié)構(gòu)為主,本文熱工計(jì)算主要建立在磚混結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上,見圖2構(gòu)件熱橋處理見圖3。(1)磚混結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱寬度240mm,外側(cè)保溫層為EPS板,厚度30mm,外側(cè)另加50mm厚細(xì)石混凝土圍護(hù),圈梁外側(cè)的保溫層采用保溫萬能磚砌體圍護(hù),經(jīng)計(jì)算該部分傳熱系數(shù)為1.00(未考慮細(xì)石混凝土、內(nèi)外粉刷層的作用)。(2)圈梁和墻梁(窗臺(tái)板)寬度240mm,外側(cè)保溫層為保溫萬能磚,保溫層厚度30mm,外葉塊寬度50mm,經(jīng)計(jì)算該部分傳熱系數(shù)為1.00(未考慮外葉塊、內(nèi)外粉刷層的作用)。(3)樓板端頭設(shè)置挑耳,外側(cè)保溫層為EPS板,厚度20mm,經(jīng)計(jì)算該部分傳熱系數(shù)1.28(未考慮外粉刷層的作用)。復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫外墻熱工性能計(jì)算見表4。由表4可見,熱工計(jì)算結(jié)果Km<1.2W/(m2·K),表明磚混結(jié)構(gòu)復(fù)合型混凝土多孔磚(EPS厚40mm自保溫外墻滿足夏熱冬冷地區(qū)墻體節(jié)能65%要求。3組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試點(diǎn)工程位于上海市崇明縣北興村。本工程建筑面積720m2,為二層混合結(jié)構(gòu),第一層為框架結(jié)構(gòu),采用預(yù)制夾芯保溫PC外掛墻板;第二層采用復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體。與傳統(tǒng)砌塊相比復(fù)合型混凝土多孔磚具有保溫與砌體結(jié)構(gòu)一體化(無需先結(jié)構(gòu)再保溫兩次施工)、保溫性能好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。4自保溫墻體系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)比較分析以傳統(tǒng)的混凝土多孔磚墻采用膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)為基礎(chǔ),在外墻外保溫系統(tǒng)和自保溫墻體系統(tǒng)均滿足65%節(jié)能保溫效果的前提下進(jìn)行。(1)混凝土多孔磚墻采用膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造混凝土多孔磚墻體采用EPS板外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造如下:20mmDP5砂漿內(nèi)粉刷找平、240mm混凝土多孔磚、10mmDM5砌筑砂漿、20mmDP10砂漿外粉刷找平、3mm膠粘劑、30mmEPS板、2mm內(nèi)置耐堿玻纖網(wǎng)格布的抹面膠漿。其墻體系統(tǒng)材料造價(jià)分析見表5。(2)復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體系統(tǒng)構(gòu)造承重型磚混結(jié)構(gòu)復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體構(gòu)造如下:20mmDP5砂漿內(nèi)粉刷找平40mmEPS保溫體的復(fù)合型混凝土多孔保溫磚10mmDM5砌筑砂漿、20mmDP10砂漿外粉刷找平其墻體系統(tǒng)材料造價(jià)見表6。綜合表5和表6的造價(jià)分析表明,與混凝土多孔磚墻體采用EPS板外墻外保溫系統(tǒng)相比,承重型磚混結(jié)構(gòu)復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫墻體系統(tǒng)的工程造價(jià)降低2.63元/m2,降幅為2.0%。與此同時(shí)復(fù)合型混凝土多孔磚自保溫系統(tǒng)的施工周期將縮短30d以上,經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢十分明顯。5性能要求的自保溫外墻(1)復(fù)合型混凝土多孔保溫磚抗壓強(qiáng)度滿足JC943《混凝土多孔磚》的要求。(2)復(fù)合型混凝土多孔保溫磚的砌體力學(xué)性能滿足GB50003《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,可用于磚混結(jié)構(gòu)的外墻承重自保溫墻體。(3)磚混結(jié)構(gòu)復(fù)合型混凝土多孔磚的保溫外墻(內(nèi)頁磚厚190mm,保溫體EPS厚40mm,外葉磚厚50m