自保温混凝土多孔砖建筑体系节能设计.pdf

第 4 1 卷第 5 期 2 0 1 0 年 5 月 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o a w 3 9 7 Vo 1 4 1 No 5 Ma y 2 0 1 0 自保温混凝土多孑 L 砖建筑体 系节能设计 于景杰 ，马翠芬 ，邢国起 ，吴俊喜 ，王亦德 ( 1 潍坊学院， 2 6 1 0 6 1 ， 山东潍坊；2 山东鸿泰建设集团公司， 2 6 2 7 0 0 ， 山东寿光) 摘要： 自保温混凝土多孔砖建筑体系是一种承重与保温于一体的新型建筑结构体系。外墙采用自保温混 凝土多孔砖砌筑 对构造柱 、 圈梁、 过梁、 楼板等热桥部位设计了普通混凝土构件外加 E P S复合板和采用自保温 混凝土两种节能方案， 对门窗洞口、 楼板顶面等部位也设计了相应的保温措施， 其热工性能达到规范要求的节能 6 5 的要求。此体系具备方便省时、 价格低廉等诸多优点。 关键词： 建筑节能； 保温隔热措施； 自保温混凝土多孔砖 ； 热桥 中图分类号 ： T U2 0 1 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 3 9 7 0 4 ENERGY S AVI NG DES I GN OF S ELFTHERM AL I NS ULATI oN PERFORATED CONCRETE BRI CK BUI LDI NG SYS TEM Y U J i n g - j i e ，M A C u i f e n ，X I N G Gu o - q i ，WU J u n - x i ，WA N G Y i - d e ( 1 We i f a n g U n i v e r s i t y ，2 6 1 0 6 1 ，We if a n g ，S h a n d o n g ，C h i n a ； 2 S h a n d o n g H o n g t a i B u i l d i n g G r o u p C o r p o r a t i o n ，2 6 2 7 0 0 ，S h o u g u a n g ，S h a n d o n g ，C h i n a ) Abs t r a c t ： S e l f t h e r ma l i n s u l a t i o n p e r f o r a t e d c o n c r e t e b ric k bu i l d i n g s y s t e m i s a n e w b u i l d i n g s t r u c t u r e s y s t e m p o s s e s s i n g l o a d b e a r i n g a n d t h e r ma l i n s u l a t i o n f u n c t i o n s S e l f t h e r ma l i n s u l a t i o n p e rfo r a t e d c o n c r e t e b ric k ma s o n r y i s a d o p t e d o n e x t e r n a l wa l 1 T wo e n e r g y -s a v i n g me t h o d s ， i nc l u d i n g o r d i n a ry c o n c r e t e me mb e r p l u s EP S c o mp o s i t e b o a r d a n d s e l f - t h e rm a l i n s u l a t i o n c o n c r e t e ， a r e d e s i g n e d f o r t h e rm a l b rid g e p o s i t i o n s ， s u c h a s c o n s t r u c t i o n a l c o l u mn， rin g b e a m， o v e r b e a m a n d fl o o r s l a b，e t c I n a d d i t i o n， r e l e v a n t i n s u l a t i o n me a s u r e s a r e d e s i g n e d a t t h e d o o r a n d wi n d o w o p e n i n g s a n d o n t o p o f flo o r s l a b s I t s h e a t e n g i n e e ring p e rfo r ma n c e me e t s 6 5 o f e n e r gy - s a v i n g r e q u i r e me n t s s pe c i f i e d i n s p e c i f i c a t i o n s Th i s s y s t e m i s c o n v e n i e n t ，t i me s a v i n g a n d c o s t s a v i n g Ke y wo r d s ：b u i l d i n g e n e r gy s a v i n g；t h e r ma l r e t a r d a t i o n a n d i n s u l a t i o n me a s u r e s ；s e l f - t h e rm a l i n s u l a t i o n p e r f o r a t e d c o n c r e t e b ric k；t h e rm a l b rid g e 目前我国建筑节能体系应用最广泛的是外墙外保 温技术， 该技术的优点是保温陛能可靠， 基本无热桥效 应 但也发现了一些质量通病： 墙体表面易开裂， 雨水 易渗漏， 且一旦发现问题 ， 很难维修。 在这种隋况下， 国 内很多学者把目光转向了自保温墙体的研究 ， 它兼 具承重与保温双重功能。 1 自保温混凝土多孔砖结构组成与热工性能 1 1 自保温混凝土多孔砖的结构组成 自保温混凝土多孔砖由混凝土承重区、 E P S 保温 层和混凝土保护层3 部分组成( 图1 ) ， 为了使三者连接 紧密， 在它们之间设置了燕尾槽 ， 增加了横向连接的加 强钢筋， 其抗拉强度可达0 1 M P a 。自保温混凝土多孔 砖的强度等级为M U 1 5 ， M U 2 0 等。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 一 O 1 1 6 作者简介： 于景杰( 1 9 6 4 一 ) ， 男， 山东昌邑人 ， 教授， 硕士， 主要研究方向 为建筑节能 ， e ma i l ： w f x y y u 1 2 6 c o r f 1 图1 自保温混凝土多孔砖结构组成 混凝土承重区以粉煤灰、 石粉、 石屑等工业废料为 基材 配以水泥等胶凝材料组合而成， 壁厚2 0 m m， 双 排8 孔 孔洞率为4 0 ， 承重面积为2 4 0 m m x 2 4 0 m m 。块 体尺寸与普通混凝土多孔砖匹配，可直接根据砌体规 范进行工程设计 。 保温层 由( 2 4 0 + 1 0 ) mm x ( 9 0 + 1 0 ) m mx b mm的燕 3 9 8 建筑技术 第 4 1 卷第 5 期 尾形状的E P S 板做成，生产时可将其简单地放入下成 型模内， 然后将多孔砖材料布入成型模， 上模在高压下 带动挤压头挤入下模，这样E P S 板就被包含在多孔砖 中，而且E P S 板通过燕尾槽和连接钢丝与承重区和保 护层牢固连接。 E P S 板的密度为1 8 2 0 k g m 3 。 热导率小 于0 0 4 1 W ( m K ) E3 ，起到了很好的保温隔热作用 ， E P S 板厚度由墙体的热导率决定， E P S 板伸出砖顶面和 一 个侧面各1 0 m m， 起到对砖缝阻热的作用。 保护层材料同承重区材料一样， 为同材料、 同强度 等级的混凝土。 1 2 自保温混凝土多孔砖的热工性能 对图1 所示的各种E P s 板厚度的自保温混凝土多 孔砖分别进行砌体热卫陛能试验， 结果如表1 所示。 表I 自保温混凝土多孔砖砌体 的热工性能 热导率 外形尺寸 m m E P S 板厚度b c m m W ( m K 2 8 0 2 4 O 9 O 2 5 0 9 35 2 9 O x 2 4 0 9 0 3 5 0 7 65 3 o o x 2 4 0 x 9 0 45 06 4 5 3 O 5 2 4 O 9 0 5 O 05 98 3 1 0 x 2 4 0 x 9 0 5 5 05 5 7 3 1 5x 2 4 0 9 0 6 O 04 8 7 3 2 O 2 4 O 9 O 6 5 0 4 5 0 3 3 O 2 4O 9 O 7 5 0 41 6 2 热桥部位及其他部位节能设计 自保温混凝土多孔砖墙体的热工性能指标已满足 居住建筑节能设计标准) ( D B J 1 4 0 3 7 2 0 0 6 )中规定 的节能6 5 的要求 ， 由于该体系采用的是墙承重 ， 按照 砌体结构设计规范， 需根据抗震设防要求设置构造柱、 圈梁等现浇混凝土构件，这些构件所在部位均为热桥 部位， 故需对这些热桥部位采取相应的保温构造措施， 以达到热桥部位内墙表面不结露的目的。以山东地区 为例， 按 居住建筑节能设计标准 ( D B J 1 4 0 3 7 2 0 0 6 ) 规定，一类围护结构热桥部位的最小热传导阻不低于 0 4 8 m 2 K W，二类不低于0 5 5 n l K W，三类不低于 0 5 9 I n K W， 四类不低于0 6 4 1T I K W。 本体系对构造柱、 圈梁、 过梁、 楼板等热桥部位设 计了两种节能方案， 对门窗洞口、 楼板顶面等部位也设 计了相应的保温隔热措施。 2 1 普通混凝土构件 b t J O E P S 复合板 2 1 1 构 造柱 各种位置处的构造柱需采取相应的保温隔热措 施。一字形墙中柱、 阳角、 阴角部位在构造柱内侧设 E P S 复合板( 图2 ) ， 厚度等于外墙所选用的自保温混凝 土多孔砖E P S 板厚度加保护层厚度。以3 1 0 m m x 2 4 0 m m x 9 0 m m自保温混凝土多孔砖为例 ， E P S 板厚5 5 m m， 混凝土构造柱厚2 4 0 m m， 混凝土热导率A 为1 7 4 W ( m K) ， 则热桥部位 的热阻为 ： 肚 A1 dl 4 A d 2 = + = o 1 3 8 + 1 3 0 9 = 1 4 4 7 ( m 2 K w) ， 该热阻远远大于热桥部位最小热传导阻0 4 8 0 6 4 m 2 K W， 满足要求。 本体系在E P S 板单面加水泥砂浆保护层 。 保护层 内加设一层玻璃纤维网， 工厂一次成型， 制成E P S 复合 板， 施工时可兼作内侧模板使用。 , 。 7 ， 壁 壁盘窭基鹾螽杰 煎 内 图2 构造柱保温隔热构造措施示意 ( a ) 一字形墙中柱； ( b ) 阳角柱； ( c ) 阴角柱 丁字墙柱截面形状为T 形，由于内墙与外墙相交， 无法在自保温混凝土多孔砖相应部位设置E P S 板， 只能 采取延伸措施，具体做法是将丁字墙构造柱向内墙延 伸1 5 0 m m， 并将宽度改为1 9 0 m m， 这样 ， 构造柱变成了 T 形。 伸人内墙的柱两侧各设2 5 in H 享 E P S 复合板， 混凝 土柱延伸长度1 5 0 m m 加柱厚2 4 0 m m，总厚度为3 9 0 m m ， 经计算， 墙体表面温度大于露点温度， 可确保不结 露 ( 图3 ) 。 7 r 内 虽 L E P S 复合板 图3 丁字墙柱保温隔热构造措施示意 2 0 1 0 年 5 月 于景杰， 等： 自保温混凝土多孔砖建筑体系节能设计 3 9 9 2 1 2圈梁、 过梁、 楼板 在圈梁、 过梁等部位内侧设E P S 复合板( 图4 ) ， 厚 图4 圈梁 、 过梁保温隔热构造措施示意 度等于外墙所选用的自保温混凝土多孔砖保温层和保 护层厚度之和。在丁字墙处， 内墙圈梁钢筋伸入T 形柱 长度须满足构造要求。楼板在外墙圈梁上的搁置长度 不小于8 0 m m， 其外设4 0 m m 厚E P S 板( 图5 ) 。 图5 楼板顶端保温隔热构造措施示意 2 1 3 EPS 板 与 现 浇混凝 土构 件 结合 方 法 E P S 复合板与现浇混凝土构件的结合方法为 ： 施 工时将E P S 复合板作为内侧模板，并安装锚栓作为辅 助固定件， 锚栓间距不大于5 0 0 m m。浇筑混凝土后， 墙 体与E P S 复合板以及锚栓结合为一体。 2 2 混凝土构件采用 自保温混凝土 采用普通混凝土构件外加E P s 复合板基本可解决 热桥问题 ， 但施工较复杂 ， 有些特殊部位较难处理 。若 混凝土构件自身具有保温隔热功能 ， 无须外加E P s 板， 施工将更为简便。 关于保温混凝土， 国内外已有成熟的 技术轻骨料混凝土，如陶粒混凝土、火山渣混凝 土、 浮石混凝土等， 只要调整配合比， 使其强度等级达 到c 2 0 ，热传导阻满足热桥部位最小热传导阻0 4 8 0 6 4 m 2 K W的要求即可。 2 2 1 构 造柱 自 保温混凝土构造柱的设置如图6 所示， 厚度与自 保温混凝土多孔砖相同。 ( b ) 2 4 0 1 图6 自保温混凝土构造柱的设置示意 ( a ) 一字形墙中柱； ( b ) 阳角柱； ( c ) 阴角柱 ； ( d ) 丁字墙柱 2 2 2圈 梁、 过 梁 、 楼 板 位于外墙厚度范围内的混凝土圈梁、过梁宽度同 自保温混凝土多孔砖厚度， 高度满足有关规范规定， 采 用自保温混凝土。 自保温混凝土圈梁、 楼板的设置如图 7 所示 。 国 楼 板 圈梁 圉 图7 自保温混凝土圈梁 、 楼板的设置示意 2 3 其他部位保温隔热措施 2 3 1 外墙 门窗洞 口 沿外墙门窗洞口内侧四周设6 0 m m 厚E P S 复合板 ( 图8 ) 。施工时将E P S 复合板用砂浆与墙粘贴， 并安装 锚栓作为辅助固定件， 锚栓间距不大于5 0 0 m m 。 门或 E P S 复合板 图8 外墙门窗洞 口保 温隔热构造措施示意 4 o 0 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 第 4 1 卷第 5 期 2 0 1 0 年 5 月 Vo I 41 No 5 Ma v 2 01 0 新型化学石膏保温砂浆配制与施工工艺 王坚苏敏静 ( 太原大学建筑工程系，0 3 0 0 0 9 ，太原) 摘要： 新型化学石膏保温砂浆是以玻化微珠为轻骨料配制而成。其保温隔热性能和抗裂性优良， 施工和 易性好且节能利废， 可用于建筑内墙保温。组成材料主要为化学石膏、 玻化微珠、 高分子粘结剂、 玻纤网格布等。 该保温砂浆在内墙尤其是分户墙中的使用， 不仅对集中供热体制改革以及分户用热计量收费起着积极的推动作 用， 而且由于砂浆中大量采用了工业废弃物化学石膏， 环保意义显著。 关键词： 化学石膏； 玻化微珠； 保温砂浆 中图分类号 ： T U2 0 1 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 4 0 0 0 4 PREPARATI oN AND CoNS TRUCTI ON TECHNOLOGY oF NEW CHEM I CAL GYPS UM THERM AL D S ULATI ON M oR I IAR WA N G J ia n ，S U Mi n - j i n g ( D e p a r t m e n t o f A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g ，T a i y u a n U n i v e r s i t y ，0 3 0 0 0 9 ，T a i y u a n ，C h i n a ) 一 Ab s t r a c t ：T h e n e w c h e mi c a l g y ps u m t h e r ma l i n s u l a t i o n mo r t a r i s p r e p a r e d t a k i n g v i t ri fie d mi c r o s p h e r e a s l i g h t we i g h t a g g r e g a t e t h a t i s g o o d i n t h e rm a l i n s u l a t i o n ，c r a c k r e s i s t a n c e ，a n d c o n s t r u c t i o n wo r k a b i l i t y a s we l l a s e n e r g y s a v i n g a n d ma k i n g u s e o f wa s t e ，a n d i t c a n b e u s e d f o r b u i l d i ng i n t e r n a l wall t h e rm a l i n s u l a t i o n I t s ma i n c o n s t i t u e n t s a r e p h o s p h o g y p s u m， v i t rifie d mi c r o s p h e r e ， ma c r o mo l e c u l e b i n d i n g a g e n t a n d fi b e r T h e a p p l i c a t i o n o f t h e t h e r ma l i n s u l a t i o n mo r t a r t o i n t e rio r wall ，e s p e c i a l l y p a r t y wa l l ，n o t o n l y p l a y s a n i mp o rta n t r o l e i n t h e p r o mo t i o n o f c e n t r a l h e a t i n g s u p p l y s y s t e m r e f o r m a nd h o us e h o l d -b a s e d h e a t me t e rin g a n d c h a r g i n g s y s t e ms ；b u t a l s o h a s p r o f o u n d s i g n i fic a n c e i n p r o t e c t i n g t h e e n v i r o n me n t ，b e c a u s e a gre a t q u a n t i t y i n d u s t rial wa s t e d e s u l p h o g y p s u m h a s b e e n a d o p t e d i n t h e mo rta r Ke y wo r ds ：c h e mi c al gyp s u m；v i t r i fie d mi c r o s p h e r e ；t he r ma l i n s ul a t i o n mo rtar 外墙外保温产品尽管在建筑表面整体上有良好的 保温效果， 却无法从根本上保障每户居民的切实利益。 若采用分户墙双面保温隔热，不仅可减少分户热计量 时户与户之间的热传递量， 更能有效利用能源， 为住户 节省供热费用 ， 计费也更为合理 。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 一 O 1 0 9 基金项目： 山西省高校科技开发项目( 2 0 0 7 1 3 0 4 5 ) 作者简介： 王坚( 1 9 6 6 一 ) ， 男， 浙江舟山人， 教授， e m a i l ： j w c n 1 6 3 c o n 化学石膏玻化微珠保温砂浆在材生 上克服了传统 保温砂浆的诸多缺陷，具有优异的保温隔热性能和防 火耐老化胜能。化学石膏玻化微珠保温砂浆属无机保 温材料， 用作内墙保温更能给人以舒适的感觉。 该保温 砂浆在内墙尤其是分户墙中的应用，不仅适用于集中 供热体制改革及分户用热计量， 且由于大量采用工业 废弃物化学石膏， 环保意义显著。 弋弋弋弋 弋弋弋弋 弋弋弋 弋 弋 弋弋弋弋弋弋 弋弋弋弋弋弋 弋 弋弋 弋弋 弋 弋 2 3 2 楼板顶面 且保温层与建筑物同寿命； ( 2 ) 方便省时， 保温与承重 现浇钢筋混凝土楼板顶面可根据节能设计要求 于一体，省去了传统外墙外保温的粘贴等多道复杂工 设置1 5 m m 厚E P S 保温隔热板， 这样 ， 自保温混凝土多 序； ( 3 ) 砌筑时将保温层置于承重层内侧， 解决了外墙 孔砖墙和热桥部位的热工性能均满足设计标准， 达到 裂缝问题； ( 4 ) 彻底解决了热桥部位的保温问题， 确保 了节能6 5 的要求。 热桥部位不结露 ； ( 5 ) 该体系价格低廉 ， 比传统的砌体 j 五 结构外保温墙体综合造价低3 0 左右。 J三 昂l =苜 参考文献 自保温混凝土多孔砖建筑体系采用自保温混凝 土多孔砖 ， 在热桥部位设计了有效的保温隔热构造措 施， 从而成功地实现了节能6 5 的要求。 该体系在以下 方面实现了突破： ( 1 ) 自保温混凝土多孔砖保温节能， 1 朱玉梅， 朱岩 ， 刘加平 西安地区居住建筑节能6 5 构造体系研究 J 建筑技术， 2 0 0 8 ( 1 ) ： 5 6 5 8 2 孙伟民， 戴薇原， 郭樟根， 等 新型节能复合混凝土空心砌块砌体 抗震性能的试验研究 J 地震工程与工程振动， 2 0 0 6 ( 5 ) ： 1 3 6 1 4 4 3 G B 5 0 1 7 6 1 9 9 3 ， 民用建筑热工设计规范 s 4 柳孝图 建筑物理 M 第2 版北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 5