| 燒結(jié)空心制品是我國未來的主要墻體材料，特別是粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰等燒結(jié)制品，占我國墻材總量的80%左右。燒結(jié)空心制品，仍然是“十一五”新型墻體材料發(fā)展的主要方面，也是我國墻材工業(yè)“十一五”技術(shù)改造的重點(diǎn)。到“十一五”末，燒結(jié)粘土實(shí)心磚仍會(huì)有4000億塊，比現(xiàn)在減少了800億塊。不斷減少粘土實(shí)心磚的生產(chǎn)，用高質(zhì)量的節(jié)能燒結(jié)空心制品來替代，這是我們墻材行業(yè)的共同愿望。由于燒結(jié)空心制品一些優(yōu)良的性能，是其他墻體材料無法做到的，一直受到了建筑商的青睞。如何利用我國南方的頁巖和有限的粘土資源，西部地區(qū)豐富的粘土資源，在不毀田、不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，發(fā)展高質(zhì)量的燒結(jié)空心制品，仍是當(dāng)前面臨的重要課題。
所謂高質(zhì)量燒結(jié)空心制品，就應(yīng)包含以下三個(gè)概念：一是孔型設(shè)計(jì)合理的高孔洞率和相適應(yīng)的高強(qiáng)度；二是符合節(jié)能建筑墻體砌筑的需要，具有良好的保溫、隔熱、隔聲、裝飾效果，用同數(shù)量的材料墻體傳熱系數(shù)最低；三是不毀田，不破壞生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)中大幅度降低能耗。有了以上三個(gè)概念，就基本確定了高質(zhì)量燒結(jié)空心制品的未來發(fā)展方向，而未來燒結(jié)墻材標(biāo)準(zhǔn)走勢(shì)也應(yīng)涵蓋這三個(gè)方面。目前，我國工藝裝備水平已接近歐洲一些發(fā)達(dá)國家，但產(chǎn)品質(zhì)量、適應(yīng)節(jié)能建筑墻體需要的重要標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國家相差甚大。高質(zhì)量的燒結(jié)空心制品是墻材工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的主要代表產(chǎn)品，墻材革新與發(fā)展節(jié)能建筑，其關(guān)鍵就在于燒結(jié)空心制品。如何推動(dòng)節(jié)能燒結(jié)墻體材料的發(fā)展，把我們成熟的研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，不僅需行業(yè)的引導(dǎo)，政策資金的支持，更需要標(biāo)準(zhǔn)的制修訂先行。標(biāo)準(zhǔn)水平的提升，必然推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量跨上新臺(tái)階。
一、建筑能耗的現(xiàn)狀及未來預(yù)測(cè)
1. 建筑能耗的現(xiàn)狀
早在20世紀(jì)70年代初，世界發(fā)達(dá)國家就普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源的重要性。據(jù)歐美十國統(tǒng)計(jì)，住宅和公共建筑日常使用能耗約占各國總能耗的30％，有的國家高達(dá)40％。如果再加上建造能耗，則建筑物的能耗量約占總能耗的40％～50％。比利時(shí)住宅熱損失分配比例是：外墻占39％，窗戶占22％。俄羅斯資料分析為：外墻占49％，窗戶占35％。從以上數(shù)據(jù)可以看出，住宅熱損失外墻不可爭辯的排在首位，加強(qiáng)外墻體及窗戶的保溫隔熱，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵，而墻體材料的發(fā)展，又是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)。國外發(fā)達(dá)國家只所以非常重視高質(zhì)量的燒結(jié)空心制品的發(fā)展，道理也在于此。
我國建筑能耗是發(fā)達(dá)國家的3倍，建筑能耗從1978年起占能源總消耗量的10％上升到30％以上。我國建筑總量迅猛增長，城鄉(xiāng)即有建筑大約400億m2，而其中99％為高能耗建筑。據(jù)資料介紹，北方地區(qū)居住建筑采暖每平方米實(shí)際耗煤量為30～40 kg標(biāo)煤，而帶空調(diào)的高檔賓館，則耗能更高。北京地區(qū)為190～220 kg標(biāo)煤。我國住宅建筑熱損失為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量為70％～80％，門窗縫隙的空氣滲透耗熱20％～30％。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中外墻占一半左右，采暖和空調(diào)能耗占建筑總能耗的50％左右。
2. 我國未來建筑能耗簡析
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國近幾年每年竣工的建筑面積為20億m2，到2020年底，全國房屋建筑面積將達(dá)到686億m2。在建筑能耗中，預(yù)計(jì)2020年，僅空調(diào)制冷高峰負(fù)荷將會(huì)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上翻兩番，相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷電力。為了滿足2020年短時(shí)間空調(diào)制冷高峰負(fù)荷，其電力建設(shè)投資共需1.4萬億元，這一數(shù)字十分驚人。如果說講科學(xué)發(fā)展觀，講發(fā)展節(jié)約型社會(huì)，講循環(huán)經(jīng)濟(jì)，就應(yīng)在政策制定上和資金投放上積極引導(dǎo)建筑開發(fā)商選擇節(jié)能墻材，發(fā)展節(jié)能建筑。
德國愛爾福特應(yīng)用科技大學(xué)在“建筑被動(dòng)式隔熱保溫設(shè)計(jì)”國際研討會(huì)上的原則性報(bào)告中指出：美國和中國有相似的氣候條件，但美國每人的能耗為我國的12倍，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人均消耗能源必然大幅攀升。我國能源消耗很可能走美國路。但我們不能“80％費(fèi)用耗用于建筑使用上，只有20％費(fèi)用花在建筑物的建造上”，今日的建筑方式，決定了未來幾十年的建筑能耗。
從我國建筑能耗現(xiàn)狀及未來預(yù)測(cè)看，建筑外墻體的熱損失最大，但我國燒結(jié)墻材產(chǎn)品強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5101—2003《燒結(jié)普通磚》、GB 13544—2000《燒結(jié)多孔磚》、GB 13545—2003《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》等沒有節(jié)能方面重要指標(biāo)，這對(duì)發(fā)展節(jié)能墻材不利。
二、高質(zhì)量燒結(jié)空心制品與節(jié)能建筑的內(nèi)在聯(lián)系
1. 我國燒結(jié)墻體材料的現(xiàn)狀
我國是世界墻體材料第一生產(chǎn)大國，以燒結(jié)磚為主的燒結(jié)制品同樣為世界之首。
我國燒結(jié)制品隨著國家經(jīng)濟(jì)的起伏而發(fā)生重大變化。根據(jù)歷史記載統(tǒng)計(jì)，1952年全國燒結(jié)磚產(chǎn)量為148.79億塊，但到了1962年由于自然災(zāi)害的影響，燒結(jié)磚產(chǎn)量降到了61.07億塊。1975年由于重點(diǎn)抓經(jīng)濟(jì)建設(shè)，燒結(jié)磚產(chǎn)量比1962年增長了10倍，達(dá)到了632.9億塊。1978年我國經(jīng)濟(jì)開始了較快發(fā)展，燒結(jié)磚產(chǎn)量達(dá)到了1100.2億塊。1983年燒結(jié)磚產(chǎn)量突破2000億塊，1988年又突破4000億塊，達(dá)到了4472.9億塊，其中燒結(jié)空心制品產(chǎn)量達(dá)到了47.4億塊。從上世紀(jì)80年代開始，我國開始全面推廣燒結(jié)空心制品，實(shí)施墻材革新與建筑節(jié)能系統(tǒng)工程，從而促進(jìn)了粘土空心磚的發(fā)展。2000年墻材總量突破7000億塊，2004年達(dá)到了8000億塊以上，其中燒結(jié)粘土實(shí)心磚4800億塊，而燒結(jié)空心制品猛增到1600億塊，燒結(jié)制品為6400億塊，占?jí)w材料總量的80％左右。我國新型墻體占?jí)w材料的總量為36％，而燒結(jié)空心制品就占了20％，其產(chǎn)量比最高的1988年增長了33.76倍，其增長速度和總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他新墻材。燒結(jié)墻材產(chǎn)品量大面廣，是“十一五”墻材的主導(dǎo)產(chǎn)品，如果我們的標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)或者說跟不上主導(dǎo)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，怎么來實(shí)現(xiàn)墻材革新與建筑節(jié)能這一節(jié)能、節(jié)地、節(jié)資源，“功在當(dāng)代，利在千秋”造福后人的偉大事業(yè)。
2. 發(fā)達(dá)國家節(jié)能燒結(jié)空心制品的應(yīng)用示例
1）法國保溫性能良好的“G” 型空心砌塊。所謂“G”型空心磚的G符號(hào)，就代表政府規(guī)定的住房單位體積熱損耗系數(shù)。經(jīng)過法國科研機(jī)構(gòu)的大量試驗(yàn)研究及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，得出了非常重要的結(jié)論：即27.5～300 mm厚的磚墻傳熱系數(shù)為0.75～1.0 W/（m2•K）；370 mm厚并采用隔熱灰漿砌筑的墻體，傳熱系數(shù)可降到0.55～0.5 W/（m2•K）。法國“G”型保溫空心磚，具有一個(gè)完整的組合體系，不僅能降低墻體的熱損耗，而且能減少墻體各種接茬及導(dǎo)熱橋等部位的熱損失,又起到了保溫隔熱的效果。
2）瑞士保溫性能良好的“M25/30-PV”微孔空心磚。瑞士用微孔空心磚或豎孔空心磚（M25/30-PV）加強(qiáng)墻體的保溫措施，在中心孔和端面孔內(nèi)插入泡沫塑料，水平封鋪成兩長條，中間為空隙隔熱層，用這種保溫性能良好的微孔空心磚砌筑的墻體，傳熱系數(shù)可達(dá)到0.7 W/（m2•K）。
3）挪威研制生產(chǎn)的泡沫粘土砌塊。挪威的中央工業(yè)研究院在1980年前就開始研究用粘土制造輕質(zhì)燒結(jié)材料。泡沫粘土有閉合孔洞，密度為400 kg/m3，抗壓強(qiáng)度3.5～4.0 MPa，可切割成規(guī)格尺寸精確的大型砌塊，導(dǎo)熱系數(shù)可降到0.12 W/（m2•K）。燒成輕質(zhì)泡沫粘土的溫度為1120～1190℃，具有很好的耐久性和保溫隔熱效果。
3. 發(fā)展粘土燒結(jié)空心制品是真正實(shí)現(xiàn)墻體革新與建筑節(jié)能的主要方面
1）從墻材生產(chǎn)總量看粘土燒結(jié)制品對(duì)節(jié)能建筑的影響
有關(guān)數(shù)據(jù)表明，2004年燒結(jié)粘土實(shí)心磚和燒結(jié)空心磚分別為4800億塊和1600億塊。按照國務(wù)院辦公廳2005年33號(hào)文件“關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)墻材革新與建筑節(jié)能的通知”精神，2010年，我國粘土實(shí)心磚產(chǎn)量將由現(xiàn)在的4800億塊減少到4000億塊，而西部省市粘土空心磚必然會(huì)得到較快的發(fā)展，預(yù)計(jì)粘土燒結(jié)制品在未來10年內(nèi)仍占主導(dǎo)位置。如果說占主導(dǎo)位置的墻材產(chǎn)品不能適應(yīng)建筑節(jié)能的需要，那么建筑節(jié)能必然會(huì)受到影響。
2）從產(chǎn)品性能看粘土燒結(jié)制品對(duì)節(jié)能建筑的影響
在上世紀(jì)70年代，我國許多地區(qū)就喊出了消滅“秦磚漢瓦”，喊了30年，將燒結(jié)磚產(chǎn)量從當(dāng)時(shí)的500～600億快，喊到了6000億塊以上。令人深思的發(fā)展結(jié)果，主要原因有五點(diǎn)：其一，粘土燒結(jié)制品的耐久性、耐候性及穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)于許多其他墻體材料，歷史留下了多少用磚砌成的建筑，幾百年風(fēng)風(fēng)雨雨，至今保留完整。其二，砌體強(qiáng)度高，手工砌筑方便，產(chǎn)品收縮小，墻體不開裂。既可用于承重，也可用于框架填充，墻體砌筑質(zhì)量容易保證。其三，粘土燒結(jié)磚的毛細(xì)管傳導(dǎo)能力優(yōu)于其他新型墻體材料，具有很好的“呼吸”功能，透氣性好，能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度、濕度，居住的舒適度有所提高。其四，粘土燒結(jié)磚按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6566《建筑材料放射性核素限量》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)國家墻材權(quán)威部門多年檢驗(yàn)，無一例內(nèi)照射和外照射指標(biāo)超標(biāo)，說明了用燒結(jié)粘土磚是健康安全的。其五，粘土燒結(jié)制品的熱惰性好。
3）從資源構(gòu)成與節(jié)能省地看粘土燒結(jié)空心制品對(duì)墻材革新與建筑節(jié)能的影響
就生產(chǎn)墻材產(chǎn)品的原料資源來看，儲(chǔ)存量最大的還是粘土。雖然沒有更為詳細(xì)的資料，但水泥、石膏等資源要比粘土資源少得多，這是不爭的事實(shí)。許多非粘土墻材，實(shí)際上是用緊缺有限資源來與儲(chǔ)量豐富的粘土資源挑戰(zhàn)。發(fā)揮西部粘土資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展粘土燒結(jié)空心制品，是西部地區(qū)發(fā)展主導(dǎo)新型墻材的最佳選擇。高質(zhì)量的燒結(jié)粘土空心制品發(fā)展不好，必然直接影響西部乃至中部地區(qū)的墻材革新與建筑節(jié)能工作。
4）從成本分析看粘土燒結(jié)空心制品對(duì)墻材革新與建筑節(jié)能的影響
粘土燒結(jié)制品由于資源的優(yōu)勢(shì)，因地制宜，成本較低。一是原材料以粘土為主，就地取材，不需要運(yùn)輸，二是整體制造成本低于非粘土制品（大約低15％～20％），市場(chǎng)競(jìng)爭力強(qiáng)。這一成本優(yōu)勢(shì)，會(huì)因以緊缺資源價(jià)格的提升使制造的某些新型墻材失去市場(chǎng)，而且會(huì)更加突出。用較低的成本和高質(zhì)量的燒結(jié)空心制品能夠滿足節(jié)能建筑墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的需要，何樂而不為呢。因此，完善和提高粘土燒結(jié)制品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性能指標(biāo)，對(duì)更好地落實(shí)國務(wù)院辦公廳2005年33號(hào)文件精神，加快墻材革新與建筑節(jié)能工作至關(guān)重要。
三、燒結(jié)空心磚用于節(jié)能墻體的幾種做法
進(jìn)入21世紀(jì)后，研發(fā)新型高效保溫墻體材料，受到了世界各國的普遍重視，特別是歐洲和美國，要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)愈來愈低，而我國與發(fā)達(dá)國家相比，還有較大的差距。英、德、美外墻傳熱系數(shù)分別為0.35 W/(m2•K)、0.2 W/(m2•K)和0.45 W/(m2•K)，而我國北京地區(qū)為0.82～1.16 W/(m2•K)，夏熱冬冷地區(qū)為1.0～1.5 W/(m2•K)；英、德、美屋頂傳熱系數(shù)分別為0.16 W/(m2•K)、0.20 W/(m2•K)和0.19 W/(m2•K)，而我國北京地區(qū)為0.65～0.8 W/(m2•K)，夏熱冬冷地區(qū)為0.8～1.0 W/(m2•K)；窗戶傳熱系數(shù)，英、德、美分別為2.0 W/(m2•K)、1.5 W/(m2•K)和2.04 W/(m2•K)，而我國北京地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)分別為3.5 W/(m2•K)和2.5～4.7 W/(m2•K)。上述數(shù)據(jù)明確的告訴我們，節(jié)能墻體材料的研發(fā)、墻體結(jié)構(gòu)體系的選擇、墻體施工配套技術(shù)的應(yīng)用都顯得尤為重要，如果我們?cè)跓Y(jié)節(jié)能墻材產(chǎn)品上沒有重大突破，老是停留在低檔次空心制品的生產(chǎn)應(yīng)用上，那么完成節(jié)能墻體材料跨越式發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)就會(huì)落空。下面介紹國內(nèi)外節(jié)能墻體的幾種做法。
1. 國外墻體幾種做法
1）德國單墻隔熱磚。德國在研制隔熱磚時(shí)，蓄熱性能受到了特別的重視。德國用粘土燒制而成的隔熱單墻磚，孔洞為矩形條孔錯(cuò)位排列，孔洞內(nèi)全部填以隔熱性能良好的泡沫砂漿，使空心磚制品的長期蓄熱性能提高了3倍。用該磚砌筑的房屋冬暖夏涼、節(jié)約能源。該磚另一大優(yōu)點(diǎn)是由于孔內(nèi)填滿了砂漿，其抗壓和抗折強(qiáng)度有所提高，同時(shí)還消除了空心磚外壁、內(nèi)肋的裂紋，隔音性能更加理想。砌筑單墻磚與雙墻磚相比較，不僅節(jié)約施工時(shí)間，提高了砌筑工效，而且降低了建筑建造費(fèi)用，比傳統(tǒng)空心磚隔熱性能有了大幅度提升。
2）高保溫砌墻磚。高保溫砌墻磚是在制磚原料中添加聚苯乙烯、鋸末、煤粉、稻草、纖維碎片等。德國磚瓦研究所研制生產(chǎn)的三孔空心磚，孔洞率只有13％，孔洞排數(shù)為5排，經(jīng)對(duì)240 mm原磚墻測(cè)試，磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到30.162 W/(m2•K)。另一種高保溫砌墻磚為16排，且孔洞為錯(cuò)位排列，其磚坯的密度為0.82 kg/dm3，孔洞率為50％，體積密度僅為0.41 kg/dm3，其磚墻導(dǎo)熱系數(shù)為0.094 W/(m2•K)。在德國高保溫磚研制生產(chǎn)已非常普遍，其國家標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)高保溫砌墻磚的密度、孔洞率、導(dǎo)熱系數(shù)、孔洞排列形式、抗壓強(qiáng)度都作出了具體規(guī)定。如德國標(biāo)準(zhǔn)（10DF）就對(duì)高保溫磚性能作出了規(guī)定：7排孔、孔洞率為19％的微孔磚，導(dǎo)熱系數(shù)為0.103～0.116 W/(m2•K)；13～16排孔、孔洞率為46％～50％的微孔磚，導(dǎo)熱系數(shù)為0.094～0.132 W/(m2•K)；19排扎、孔洞率為53％的微孔磚，導(dǎo)熱系數(shù)在0.1～0.124 W/(m2•K)。德國的研究成果充分證明，改變多孔磚的微孔結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到改善粘土多孔磚保溫性能的目的。我國高保溫空心制品的研制和生產(chǎn)，也應(yīng)借鑒國外成熟經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并把它作為節(jié)能墻材“十一五” 科研重點(diǎn)攻關(guān)課題，也是墻材標(biāo)準(zhǔn)制修訂的重點(diǎn)。
3）保溫砂漿砌筑節(jié)能墻體。法國等歐洲國家除了要求多孔磚和空心磚產(chǎn)品性能本身要滿足節(jié)能墻體需要外，對(duì)保溫砂漿和砌筑方法也十分講究。這種砌筑方法主要起到了三個(gè)作用：一是高標(biāo)號(hào)砂漿保證了磚砌體的抗壓強(qiáng)度，特別是抗剪強(qiáng)度，從而保證了墻體抵抗水平荷載的能力，抗震性能有所提高；二是中間用輕質(zhì)低導(dǎo)熱系數(shù)的保溫砂漿，降低了砂漿熱橋部位的傳熱系數(shù)，改善了墻體保溫隔熱效果；三是外、中、內(nèi)三道砂漿形成了兩道空氣層，對(duì)降低墻體傳熱系數(shù)也十分有利。這種墻體節(jié)能效果的確比較明顯。
4）按照墻體節(jié)能需要制修訂空心磚和空心砌塊墻體砌筑方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。國外發(fā)達(dá)國家非常重視空心磚產(chǎn)品本身節(jié)能的設(shè)計(jì)，同時(shí)配合以完美的砌筑藝術(shù)技巧，達(dá)到墻體隔熱保溫效果和最終建筑節(jié)能的目的。
2. 國內(nèi)墻體幾種做法
1）承重多孔磚。承重多孔磚與實(shí)心磚相比較，外墻熱工性能相差甚大。1991年底，黑龍江省低溫建筑科學(xué)研究所對(duì)雙鴨山煤矸石空心磚外墻熱工性能進(jìn)行了實(shí)測(cè)。240 mm×115 mm×90 mm的矩形條孔錯(cuò)位排列的多孔磚，孔洞率為30％，砌筑的墻體具有良好的熱工性能。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是保溫性能優(yōu)越，砌筑的370～490 mm厚多孔磚南墻，相當(dāng)于490～610 mm厚的粘土實(shí)心磚南墻；當(dāng)有封閉陽臺(tái)時(shí)，370～490 mm厚的多孔磚北墻相當(dāng)于610～830 mm厚的粘土實(shí)心磚北墻；二是采暖雖然是集中間歇式供汽，室溫波動(dòng)較大，但多孔磚外墻內(nèi)表面溫度波動(dòng)仍很平穩(wěn)，其波幅值小于±2℃，熱穩(wěn)定性良好，墻體無冷輻射；三是490 mm厚的多孔磚墻比490 mm厚的實(shí)心磚墻熱耗降低了12.5％～20.4％。我國北方地區(qū)目前以這種空心磚為主。
西安市主要生產(chǎn)多孔磚的規(guī)格尺寸為240 mm×115 mm×90 mm；上世紀(jì)80年代推出了三排26孔的多孔磚，孔洞率25％左右，規(guī)格尺寸不變。改進(jìn)后的圓孔多孔磚由于孔洞排數(shù)增加，其導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到了0.52 W/(m2•K)，而實(shí)心磚導(dǎo)熱系數(shù)在0.8 W/(m2•K)以上。上世紀(jì)80年代后期，西安地區(qū)又研究了保溫隔熱性能更好的DS1和DS2型多孔磚。DS1型規(guī)格尺寸仍為240 mm×115 mm×90 mm，最大的變化是小圓孔改為條形孔，孔數(shù)增加到11排33孔（沿磚長度方向），孔洞率增加到33％，其導(dǎo)熱系數(shù)由原來的0.52 W/(m2•K)下降到0.41 W/(m2•K)。DS2型規(guī)格尺寸為240 mm×190 mm×90 mm，相當(dāng)于實(shí)心普通磚體積的2.8倍，孔型為條形，由一個(gè)手抓孔和46個(gè)條形孔組成，孔洞率36％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.46 W/(m2•K)。 西安建筑科技大學(xué)的試點(diǎn)建筑墻體采用DS1型多孔磚，橫墻底層為315 mm，其余各層為240 mm，東西山墻為315 mm到底，外墻1～3層為315 mm厚，4～7層為240 mm厚，內(nèi)縱墻全為240 mm。建筑體形系數(shù)為0.325，大于標(biāo)準(zhǔn)值0.3，總建筑面積為7974 m2。按照建筑節(jié)能50％的要求，外墻內(nèi)表面粉刷30 mm厚保溫砂漿（水泥∶雙灰粉∶膨脹珍珠巖∶外加劑＝0.075∶1∶1.25∶0.0025，雙灰粉為石灰與粉煤灰，外加劑為纖維素等），外表面粉刷20 mm厚的水泥砂漿。經(jīng)計(jì)算，315 mm厚多孔磚墻傳熱系數(shù)為0.908 W/(m2•K)。1996年末進(jìn)行了建筑熱損失系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，得出耗熱量指標(biāo)為21.1 W/m2，略大于標(biāo)準(zhǔn)值，但如果不考慮體形系數(shù)和單玻鋁合金門窗的實(shí)際影響，則試點(diǎn)工程墻體構(gòu)造可以滿足節(jié)能50％的要求。特別應(yīng)指出的是，對(duì)于夏熱冬冷的陜西漢中地區(qū)，采暖天數(shù)為75天，最冷月平均溫度為2.1℃，最熱月平均溫度為25.4℃，按節(jié)能50％的要求，利用一磚多孔磚磚墻，只采用一般內(nèi)外粉刷即可滿足節(jié)能50％的要求。
2）非承重空心磚。我國西部城市蘭州市沙井驛磚廠研究開發(fā)的非承重空心磚導(dǎo)熱系數(shù)在0.303～0.346 W/(m2•K)之間，如果采用300 mm厚的空心磚和30 mm厚保溫砂漿及20 mm厚的水泥砂漿組成350 mm厚空心磚墻體，主斷面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.829 W/(m2•K)；如果采用350 mm厚的空心磚和30 mm厚保溫砂漿及20 mm厚的水泥砂漿組成400 mm厚空心磚墻，傳熱系數(shù)可達(dá)到0.735 W/(m2•K)，達(dá)到了節(jié)能50％的要求。2005年按照科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的思路，中央提出了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和加快發(fā)展節(jié)約型社會(huì)的重大決策，使節(jié)能建筑得到了前所未有的重視。北京、天津、鄭州等城市率先提出了居住建筑達(dá)到節(jié)能65％的設(shè)計(jì)規(guī)范，這對(duì)保溫墻體材料發(fā)展會(huì)起到極大的推動(dòng)作用。以北京為例，外墻傳熱系數(shù)從0.8～1.16 W/(m2•K)降低至0.45～0.6 W/(m2•K)；外窗傳熱系數(shù)從3.5 W/(m2•K)降到2.8 W/(m2•K)。按照節(jié)能65％的要求，單一的墻體材料燒結(jié)空心磚無法達(dá)到傳熱系數(shù)指標(biāo)的要求。中國硅酸鹽學(xué)會(huì)燒結(jié)制品專業(yè)委員會(huì)姬廣慶在《磚瓦》雜志2005年第6期發(fā)表的“在節(jié)能65%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的燒結(jié)空心磚發(fā)展方向”一文中指出：建議采用外圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體為空心磚+保溫材料結(jié)構(gòu)形式，單一燒結(jié)墻體材料已很難滿足外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能要求，而增加墻體厚度不僅浪費(fèi)資源，而且減少了建筑使用面積，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。開發(fā)具有低容重、高強(qiáng)度、裝飾功能的保溫復(fù)合新產(chǎn)品是空心磚及砌塊的發(fā)展方向。
我國北方地區(qū)燒結(jié)多孔磚和空心磚建筑墻體實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系已基本趨于成熟，而節(jié)能65%的墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料有待更進(jìn)一步的開發(fā)研究，特別應(yīng)圍繞村鎮(zhèn)建設(shè)加大多孔磚和空心磚保溫墻體的推廣應(yīng)用，促進(jìn)墻材革新工作的深入開展。
四、保溫節(jié)能型空心磚和空心砌塊的設(shè)計(jì)及未來標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)制修訂的確定
保溫節(jié)能空心磚設(shè)計(jì)及未來標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)制修訂的確定，不但引起了生產(chǎn)企業(yè)的重視，而且建筑商以及消費(fèi)者也不例外給予了極大的關(guān)注，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到建筑的節(jié)能保溫效果、建造成本和未來使用成本。全國墻體屋面及道路用建筑材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立以后，開展墻體屋面及道路用建筑材料標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃研究的工作重點(diǎn)之一是加強(qiáng)保溫節(jié)能型空心磚和空心砌塊標(biāo)準(zhǔn)的制定，特別是燒結(jié)保溫磚和砌塊、燒結(jié)復(fù)合空心磚和砌塊、混凝土復(fù)合小型空心砌塊等方面的標(biāo)準(zhǔn)制定和研究，根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，保溫節(jié)能型燒結(jié)空心制品應(yīng)遵循以下原則。
1. 盡可能降低密度
密度是燒結(jié)空心制品的重要技術(shù)參數(shù)之一，在保證強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，同一規(guī)格和相同的孔型及孔型排布，其制品節(jié)能、保溫隔熱綜合性能隨密度的降低而提高。為了提高保溫效果，降低產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)，提高熱阻值，有的國家采取了加入鋸末、塑料球、低熱值的煤來提高孔隙率，都可以降低燒結(jié)制品的密度，達(dá)到墻體保溫節(jié)能的目的。
2. 孔形和孔洞率的確定
孔形和孔洞率的確定主要考慮兩個(gè)因素：一是在保證強(qiáng)度和砌筑質(zhì)量的前提下，孔形的設(shè)計(jì)有利于降低產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)，孔洞率盡可能高一些；二是有利于生產(chǎn)，或者說生產(chǎn)難度不大。
就孔洞形狀來講，“T”型孔保溫隔熱效果最好，條狀矩形孔較好，菱形和正方形較差，圓孔形最差，這一結(jié)論，國內(nèi)外都有詳細(xì)的報(bào)道。而我國許多地區(qū)，特別是西部地區(qū)則以圓孔為主，這對(duì)提高墻體保溫隔熱性能不利。
適當(dāng)提高孔洞率，不但可以降低資源消耗，而且有利于干燥焙燒。根據(jù)德國對(duì)“空心磚孔洞影響磚承載能力”的研究結(jié)論，垂直孔空心磚墻的強(qiáng)度要求較高，當(dāng)孔洞率不超過35％時(shí)，垂直空心磚的磚墻強(qiáng)度相當(dāng)于實(shí)心磚墻體。設(shè)計(jì)手抓孔會(huì)有不良的效果，應(yīng)力集中指數(shù)較大，在孔型設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)制修訂時(shí)應(yīng)盡量避免。燒結(jié)空心制品的孔壁設(shè)計(jì)也比較重要，它也是改善空心磚和空心砌塊保溫性能的主要措施之一�？招闹破酚糜趬w后，大部分熱量是經(jīng)過孔壁傳導(dǎo)的。在生產(chǎn)工藝和強(qiáng)度滿足要求時(shí)，孔壁越薄越好。對(duì)于非承重空心磚或空心砌塊，外圍壁厚7～9 mm，豎向孔壁厚6～7 mm；水平連接孔壁5～6 mm。
減少水平連接孔壁的條數(shù)，使孔洞盡可能加高。橫向水平孔壁數(shù)1～3為宜。法國的試驗(yàn)證明，如果在每行孔洞中減少一個(gè)6 mm厚的水平連接孔壁，則熱傳導(dǎo)值可降低0.05 W/（m2•K）。這對(duì)墻體保溫十分有利。
3. 孔洞排布確定
當(dāng)孔洞形狀和孔洞率已經(jīng)確定后，孔形排布對(duì)增加熱阻值更為重要。孔洞排布設(shè)計(jì)原則主要有兩點(diǎn)：首先要盡可能增加孔洞行列。根據(jù)法國的試驗(yàn)，一塊空心磚一排孔洞時(shí)（孔洞寬大于20 mm），其熱阻值為0.14 m2•K /W。如果增加到6排孔洞，則可增加阻值為約為0.14×6＝0.84 m2•K/W。但應(yīng)在保證孔洞寬度基本尺寸的前提下盡可能增加孔洞排數(shù)；當(dāng)孔洞寬度在20 mm以下時(shí)，則熱阻值會(huì)隨之下降。按照法國磚瓦技術(shù)中心的研究，一般來說水平孔的空心磚的孔洞寬度不小于15 mm，豎孔多孔磚的孔洞寬度不小于12 mm。另外，盡可能地加長熱傳導(dǎo)在孔壁中的流程，把水平連接孔壁交錯(cuò)排列，這樣可以增加熱阻值10％～20％。
4. 傳熱系數(shù)和熱阻值的確定
材料的傳熱系數(shù)和熱阻值直接決定了材料保溫性能因此燒結(jié)保溫磚和砌塊、燒結(jié)復(fù)合空心磚和砌塊、混凝土復(fù)合小型空心砌塊等方面的標(biāo)準(zhǔn)將直接引入傳熱系數(shù)和熱阻值這類指標(biāo)和要求。
綜上所述，我國目前燒結(jié)多孔磚、空心磚和砌塊的孔形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、排布方式將會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)和提高。將從節(jié)能建筑熱工性能方面考慮，空心磚設(shè)計(jì)的基本原則為：一是在外形尺寸已確定的情況下盡可能增加孔洞排數(shù)；二是在孔洞排數(shù)確定后盡可能將孔洞寬度控制在15～22 mm之間；三是孔壁尺寸和連接內(nèi)孔洞盡可能減少，并錯(cuò)位排列；四是加入可燃物盡可能減輕產(chǎn)品密度。上述幾點(diǎn)的前提是首先要保證產(chǎn)品強(qiáng)度，其次將重點(diǎn)考慮傳熱系數(shù)和熱阻值。
除了上述保溫節(jié)能型空心磚和空心砌塊的設(shè)計(jì)及未來標(biāo)淮技術(shù)指標(biāo)制修訂的確定外，我們還將加強(qiáng)和配合好以下幾方面工作：
1）加強(qiáng)高質(zhì)量的燒結(jié)空心制品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、研究應(yīng)適應(yīng)墻體結(jié)構(gòu)體系的需要，有利于提高墻體的保溫隔熱性能，更好地為節(jié)能建筑服務(wù)。
2）加大宣傳貫徹落實(shí)國務(wù)院辦公廳2005年33號(hào)文件“關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑”通知精神的力度，限制粘土實(shí)心磚的生產(chǎn)，加快“實(shí)”改“空”的步伐，努力實(shí)現(xiàn)燒結(jié)制品空心化。
3）積極配合發(fā)揮墻改基金的調(diào)控作用，大力扶持高質(zhì)量節(jié)能燒結(jié)空心制品的發(fā)展。
4）加快高質(zhì)量節(jié)能燒結(jié)空心制品生產(chǎn)工藝技術(shù)研究，改進(jìn)傳統(tǒng)落后工藝，為推進(jìn)節(jié)能燒結(jié)制品的發(fā)展做好技術(shù)儲(chǔ)備。
5）加大節(jié)能燒結(jié)空心制品應(yīng)用技術(shù)的研究，除了適應(yīng)建筑體系和墻體結(jié)構(gòu)的需要外，應(yīng)在降低傳熱系數(shù)上下功夫，特別是在整體圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)上下功夫。要研究適應(yīng)砌筑燒結(jié)空心制品砂漿和減少散熱熱橋的砌筑方式及保溫砂漿，包括專用砌筑小型工具的研究，以利節(jié)能燒結(jié)空心制品的推廣應(yīng)用。
6）積極加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村的墻體材料的改革，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村是未來燒結(jié)空心制品應(yīng)用的巨大潛在市場(chǎng)，推廣節(jié)能的燒結(jié)制品應(yīng)盡快向農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸，這對(duì)未來墻材革新的成敗起著舉足輕重的作用。
讓我們共同努力，把握墻材發(fā)展方向，推進(jìn)燒結(jié)空心制品的生產(chǎn)應(yīng)用，服務(wù)于節(jié)能建筑，為我國加快建設(shè)節(jié)約性社會(huì)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。
|