复合型混凝土多孔保温砖在节能型村镇住宅中的应用.pdf

2 0 1 4年 第 1期 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 4 No 1 J a n u a r y 复合型混凝土多子 L 保温砖在节能型 村镇住宅中的应用 朱永 明 ， 管 文 ， 黄新琦 ( 1 上海城建物资有限公司 ， 2 0 0 0 6 2 ； 2 上海市建筑科学研究院 ， 2 0 0 0 0 0 ： 3 上海 奥伯应 用技 术工 程有 限公 司 2 0 0 0 0 0 ) 摘 要 ：研 究 了复 合 型 混凝 土 多孔 保 温砖 的基 本 物 理 性 能 以及 复 合 型 混凝 土 多孔 砖 应 用 于 村 镇住 宅砖 混 结 构 的热工性能 ， 并分析 了经济性能 ， 可为丰 富和发展村镇建设的建筑节能技 术提供技术 支撑 。 关键 词 ： 村 镇 住 宅 ； 复 合 型 混 凝 土 多孔 保 温 砖 ； 基 本 物 理 性 能 ： 热 工 性 能 ： 经济 性 能 Ab s t r a c t ：T h e b a s i c p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f c o mp o s i t e c o n c r e t e p e r f o r a t e d b r i c k s a n d t h e t h e r ma l p e rfo r ma n c e o f b r i c k c o n c r e t e s t r u c t u r e f o r r u r a l r e s i d e n c e a r e s t u d i e d I n a d d i t i o n t h e e c o n o mi c p e r f o r ma n c e o f t h e c o mp o s i t e c o n c r e t e p e r f o r a t e d b r i c k s i s a n a l y z e d ， w h i c h c a n h e l p t o d e v e l o p t h e e n e r g y - s a v i n g t e c h n o l o g y o f rur a l r e s i d e n c e Ke y wo r ds ：Ru r a l r e s i d e n ce ；Co mp o s i t e c o n c r e t e pe rfo r a t e d b r i c k ；Ba s i c p h y s i c a l p r o pe r t i e s ；The r ma l p e rfo r ma n c e ； Ec o n omi c pe r f o r ma n( 、 e 中 图分 类 号 ： TU5 2 2 文 献标 识 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 4) 0 1 7 4 一 O 4 O前 言 随 着 经济 、 社 会 高速 发 展 ， 国内面 临 的 资源 、 能 源 短缺 危机 日益 突 出。 建筑 是耗 能大 户 约 占全 社会 总 能耗 的 4 0 而住宅 总量 约为 建筑 总量 的 7 0 。 因 此 ，提升住宅建筑的节能水平是建筑节能的关键 。 随着国民经济的快速发展 ， 农民生活水平 的逐年提 高， 农 民纷纷 自行安设制冷 、 加热设备 ， 致使 电力等 能源 消耗在 农村 地 区不断 增长 。然 而 ， 受 传 统 、 技术 和经 济等 多重 因素 的影 响，我 国村镇 住宅 的节 能水 平远 远落 后 于城 市 的现有 水平 ，已经成 为制 约住 宅 建筑 节能水平提升的瓶颈。因此 ， 村镇住宅的节能 问题 已经 成为 全社 会关 注的重 点之 一 。 砌体结构建筑在 围内村镇住宅建设 中富有极 强的生命力。随着可持续发展和节能减排理念逐渐 被 人们 接 受 ， 传统 的实 心黏 土砖 将被 新 型 墙体 材 料 代替 ， 新型墙材砌体结构建筑的节能技术也备受关 注 复合型混凝土多孔保温砖作为新型墙体材料之 一 。保留传统 的墙体砌筑材料 的固有功能 ， 充分发 挥 混凝 土 多 孑 L 砖原 有 的承重 特 性 ， 可 以根 据 节 能设 计 要 求 调 整 保 温 材 料层 厚 度来 满 足不 同地 区 的不 同节能要求 ，对于不同的气候条件适应性 比较强 ， 能满 足保 温 承重 一体 化 的要 求 ，且 防火性 能好 ， 能 满足村镇建设要求。此外 ， 复合型混凝土多孔砖 自 保温系统中的有机保温材料有外叶块保护 ， 有机保 温材料长期处 于一种 比较干燥 的状态 ，无紫外辐 7 4 射 ， 具有 和结构同寿命的特点 。本文主要对复合型 混 凝 土 多 孔 保 温砖 的基 本 物 理性 能 以 及 复合 型混 凝土多孔砖 自保 温墙体应用于村镇住宅砖 混结构 的热工性能进行研究 ，并对其经济性能进行分析 ， 为丰富和发展村镇建设 的建筑节能技术提供技 术 支撑 。 1 试 验部 分 1 1 试验用 原材 料 复合型混凝土多孔保温砖 ： 复合型混凝土多孑 L 保温砖由内叶块 、 外 叶块 、 保温体和拉结托钩组成。 内叶块和外叶块 的砖坯是普通混凝土多孔砖 ， 其中 内叶块 承担墙体功能 ，外叶块承担保护保温体功 能 ： 保温体为 E P S板 、 X P S板或聚氨酯板 ， 承担保温 隔热功能 ；拉结托钩承担 内外叶块拉结 和承托功 能 。 其外形 及部 位名 称 见图 l 。 复合 型混凝 土 多孔保 温砖可广泛用于承重结构和非承重结构。本文复合 型 混 凝 土 多 孔保 温 砖 为 承 重 型 其尺 寸 为 内 叶块 2 4 0 mmx 1 9 0 mmx 9 0 m m，外 叶 块 2 4 0 x 5 0 mmx 9 0 m m， E P s保 温板 4 0 ra m厚 。 砌筑 砂 浆 ： D M1 0普 通砌 筑 砂 浆 ， 实测 抗压 强 度 1 3 7 MPa 。 1 2试验用 主要 设备 压 力试验 机 ： 液压式 压力 试验 机 ， 量 程 5 0 0 t 。 1 3试验 方法 复合型混凝土多孔保温砖抗压强度参照 G B 厂 r 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 朱永 明 ， 管 文 ， 黄新琦 复合 型混凝 土 多孔保 温砖 在 节能 型村镇 住宅 中的应用 填充墙体砖 承重墙体砖 保温万能砖 1 内叶块 ；2 外叶块 ； 3 保 温体 ； 4 座浆 面( 孔洞较 大的面) ； 5 铺浆 面( 孔洞较小 的面 ) ； 6 条面； 7 顶面 ； 8 手抓孔 ； 9 半盲 L； 1 0 肋；l 1 外壁 ； 1 2 拉结托钩 ； 1 3 竖向砂浆槽 ； 1 4 定 位块 ； L 一长度 ； B 一宽度 ； H一高度 ； X一保温体厚度 图 1 复合型混凝 土多孑 L 保温砖外形及部位名称 2 5 4 2 -2 0 0 3 砌墙 砖试 验方 法 进 行 。 复合型混凝土多孑 L 保温砖砌体采用 D MI O普通 砂浆砌筑。砌体轴心抗压强度和通缝抗剪强度试验 参照 G B T 5 0 1 2 9 砌体 基本力学性 能试验方法标 准进行。砌体轴心抗压强度试件尺寸为 2 4 0 m m 2 8 0 mm 7 2 0 m m， 抗 压 面积 为 2 4 0 mm 2 8 0 m m； 砌 体 通缝抗 剪强度试件尺寸为 2 4 0 mm 2 8 0 mm 2 9 0 m m， 抗 剪面 积 为 2 4 0 m m 2 8 0 mm 2 m m。 2结果 与讨 论 2 1 基本 物 理力 学性 能 复 合 型 混 凝 土 多 孔 保 温 砖 的 材 料 密 度 为 2 0 0 0 k g I n 。复合 型混凝 土 多孔 保温 砖 的抗压 强度 见 表 1 。 表 1 复合型混凝 土多孔砖 抗压强度 复合 型混凝 土多孔保 温砖的抗压强度 即为混 凝 土砖 坯 的抗 压 强度 。 根 据表 1 ， 复合 型混 凝 土多孔 保温砖满 足 J C 9 4 3 混凝 土多孔砖 的最 低强度等 级 MU1 0的要求 。 2 2 砌 体轴 心抗 压 强度 和通 缝抗 剪强 度 复合 型混凝 土多孔砖 砌体轴心抗压强度 和通 缝抗 剪 强度试 验 结果 见表 2 。 表 2表明， 复合型混凝土多孑 L 保温砖砌体 内外 叶砖 同时受荷 受荷面积包括聚苯板面积 ， 其砌体 轴心抗压强度和通缝抗剪强度均满足 G B 5 0 0 0 3 砌 体结构设计规范 的要求 ， 可用于砖混结构的外墙 承重 自保温墙体 。 表 2复合型混凝 土多孔砖砌体力学性能数理统计结果 2 3 自保温 外墙 热工 性能 上海市地标 D G J 0 8 2 0 5 2 0 l l 居住建筑节 能设计标准 按建筑节能 6 5 要求外墙平均传热系 数 K 1 2 W ( m K) ；外墙平均传热系数 K m 的计 算方法按 D G J O 8 2 O 5 2 0 1 1附录 A规定 ： 复合型 混凝土多孑 L 砖 自保温墙体各构成材料 的热物理性 能 指标按 表 3取值 。 表 3 复合型混凝土多孔砖 自保温墙体各构成 材 料的导热 系数 复 合 型 混 凝 土 多 孔 砖 保 温 墙体各构成材料 导 热 系 数 W ( m K ) 】 干 硬 性 混 凝 土 模 塑 聚苯 板 EP s 水 泥混合砂浆 1 0 0 0 O4 2 0 87 根据 表 3计算 ，内叶 块厚 度 1 9 0 m m， E P S保 温 体厚 度 4 0 m m，外 叶块厚 度 5 0 m m 的复合 型 混凝 土 多孔砖的传热系数为 0 5 9 2 。考虑到混凝土多孔砖 的密 实 度会 因成 型设 备 的差 异 而有 差 异 ， 加 之各 地 实际湿度条件 的差别 复合型混凝土多孔保温砖 的 实际含水率会有相应的差异 ， 在理论计算值的基础 上给予 1 1的修正系数 ，故复合型混凝土多孑 L 砖传 热系数计算值应为 0 6 5 1 。 村 镇建 筑 中多 以砖 混结 构 为 主 本文 热 工 计算 主 要建 立在 砖混 结 构建 筑设 计模 型 基础 上 见 图 2 。 构件 热桥 处理 见 图 3 。 一 75 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 1 期 混凝土与水泥制品 第 2 l 3期 8 晷 9 o o 1 8 ( ) o 9 o o l 3 6 【 x 】 图 2复合型混凝土多孔砖 自保温体 系砖混结构 建 筑 设 计模 型 L ) 遂豳 麟鞣辅 隧 戳镧撼鼷 溺聪薯 警 l c b I l d口 一| - 1 一。 b l 1 一c I 3砖 混 结 构 中构 件 热 桥 的 保 温措 施 ( 1 ) 砖 混 结 构 中 的构 造 柱 宽度 2 4 0 mm， 外侧 保 温层 为 E P S板 ， 厚度 3 0 mm， 外侧 另 加 5 0 ra m 厚 细石 混凝 土 围护 圈梁外 侧 的保 温 层 采用 保 温万 能 砖砌 体围护 ， 经计算该部分传热系数为 1 0 0 ( 未 考虑 细 石混凝土 、 内外粉刷层的作用) 。 ( 2 ) 圈梁 和墙 梁 ( 窗 台 板 ) 宽 度 2 4 0 m m， 外 侧 保 一 7 6一 温层为保温万能砖 ， 保温层厚度 3 0 ra m， 外叶块宽度 5 0 m m， 经计算该部分传热系数为 1 0 0 ( 未考虑外叶 块 、 内外粉刷 层 的作用 ) 。 ( 3 ) 楼板 端 头设 置挑 耳 ， 外侧 保 温层 为 E P S板 ， 厚度 2 0 mm， 经计算该部分传热系数 1 2 8 ( 未考虑外 粉刷层 的作用) 复合型混凝 土多孔砖 自保温外墙热工性能计 算 见 表 4 表 4复合型混凝 土多孔砖保温外墙 K 值 墙体平均传热 K in = ( 0 6 5 1 6 0 2 + 0 8 4 x 1 0 0 + 0 3 3 x 1 0 0 + 系数 K 0 3 3 x 1 2 8 ) ( 6 0 2 + 0 8 4 + 0 3 3 + 0 3 3 ) W ( m K) 】 = 0 7 3 由表 4可 见 ， 热工 计算 结 果 K 1 2 W ( m K) ， 表明砖混结构复合型混凝土多孔砖 ( E P S厚 4 0 ra m) 自保 温 外墙满 足夏 热冬冷 地 区墙 体 节能 6 5 要求 。 3试 点 工程应 用 试 点工程位 于上 海市 崇 明县北兴 村 。本 工程 建 筑面积 7 2 0 m 为二层混合结构 。第一层 为框架结 构 ， 采用预制夹芯保温 P C外挂墙板 ； 第二层采用复 合型 混凝 土 多孔 砖 自保 温墙 体 。与 传统 砌 块 相 比 ， 复合 型混凝土多孑 L 砖具有保 温与砌体结构一体化 ( 无需先结构再保温两 次施工 ) 、 保温性能好 、 使用 寿命 长等优 点 4经济 分析 经 济 比较 分 析 以传 统 的混 凝 土 多孔 砖 墙 采 用 膨 胀 聚苯板 外 墙外 保 温 系统 为基础 ， 在外 墙 外 保 温 系统 和 白保 温墙 体 系统 均 满 足 6 5 节 能 保 温 效 果 的前 提下 进行 。 ( 1 ) 混 凝 土多孔 砖 墙 采用 膨 胀 聚苯 板 外墙 外 保 温 系统构 造 混 凝 土 多 孔砖 墙 体 采 用 E P S板 外 墙 外 保 温 系 统 构 造如 下 ： 2 0 m mD P 5砂浆 内粉 刷找 平 、 2 4 0 mm 混 凝 土 多 孔砖 、 1 0 m mD M5砌 筑砂 浆 、 2 0 m mD P 1 0砂 浆 外 粉 刷 找 平 、 3 ram 胶 粘 剂 、 3 0 mm E P S板 、 2 ram 内 置 耐碱玻纤 网格 布 的抹面胶 浆 。其墙 体 系统材 料造 价 分 析 见表 5 。 ( 2 ) 复合型混凝土多孑 L 砖 自保温墙体系统构造 承 重 型 砖混 结 构 复 合 型 混 凝 土 多 孔 砖 自保 温 墙 体 构 造 如 下 ： 2 0 mm D P 5砂 浆 内 粉 刷 找 平 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 朱永明 ， 管文， 黄新琦 复合型混凝土多孔保温砖在节能型村镇住宅中的应用 表 5混凝土多孔 砖墙体采用 E P S板外墙 外保温 系统材料造价分析 4 0 m mE P S保 温 体 的复 合 型 混凝 土 多孔 保 温 砖 、 1 0 m mD M5砌筑砂浆 、 2 0 mm D P 1 0砂浆外粉刷 找平 。 其墙体系统材料造价见表 6 。 表 6 复合型混凝土多孔砖 自保 温墙体 系统材料 造价分析( 承重型 ) 综合表 5和表 6的造价分析表 明， 与混凝土多 孔砖墙体采用 E P S板外墙外保温系统相 比 承重型 砖混结 构复合 型混凝 土多孔砖 自保 温墙体 系统的 工程造价降低 2 6 3元， m ， 降幅为 2 0 。与此 同时， 复合型混凝土多孔砖 自保 温系统 的施工周期将缩 短 3 0 d以上 经济效益优势十分明显。 5 结 论 ( 1 ) 复合型混凝土多孔保温砖抗压强度满足 J C 9 4 3 ( 混凝土多孑 L 砖 的要求。 ( 2 ) 复合型混凝土多子 L 保温砖 的砌体力学性能 满足 GB 5 0 0 0 3 ( 砌体结构设计规范 的要求 ， 可用于 砖 混结 构 的外 墙 承重 自保 温墙体 。 ( 3 ) 砖混结构复合型混凝土多孔砖 的保温外墙 ( 内页砖厚 1 9 0 m m， 保温体 E P S厚 4 0 mm， 外叶砖厚 5 0 mr n ) 满足夏热冬冷地 区墙体节能 6 5 要求 。 ( 4 ) 与混凝土多孔砖墙体采用 E P S板外墙外保 温 系统 相 比 ， 承重 型 砖混 结 构 复合 型 混凝 土 多 孔砖 自保温墙体系统材料造价降低 2 0 。 ( 5 ) 复合型混凝土多孔保温砖具有承重保温一 体化 ， 气候适应性强 ， 防火性 能好 ， 在广大农村地区 就地取材方便 ， 经济实惠 、 与结构同寿命等特点 ， 能 够满 足村 镇住 宅建 设节 能要 求 。 参 考 文 献 ： 【 1 】 扬子江 夏热冬 冷地区村镇住宅建筑节能探索 J 】 工业建 筑 2 0 0 5 ( 7 ) ： 1 6 1 8 2 】 刘雁， 张建新， 付 立阳 夏热冬冷地 区农村 节能住 宅设计思 考 J 建筑节 能， 2 0 0 8 ( 2 ) ： 3 4 3 7 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 1 2 8 作 者 简 介 ： 朱 永 明 ( 1 9 6 4 一) ， 男 ， 高 级 工 程 师 。 通讯地址 ： 上海城建物 资有 限公 司 联 系 电话 ： 1 3 91 7 3 0 1 61 2 E- ma i l ： g u a n we n nv ips i n a c o m 业 业 j 业 如 业宣 业业 r 业 业 业业业宣 业 业 业业 业 建筑材料标准汇编 水泥制品 2 0 1 3 ( 上、 下册) 正 式 发 行 全 国水泥制品标 准化技 术委 员会 等编著 的 建 筑材料标 准汇编水泥制 品 2 0 1 3 ) ( 上 、 下册 ) 已于 近期 正式发 行 ， 本 书共 收集 2 0 1 2年 1 2月 3 1日前发 布的水 泥制 品产品标 准、 试验 方 法标 准 、 生产模 具 、 设备标准及辅 配件 标准 1 5 6项 。其 中国家标准 4 2项 、 行业标 准 1 1 4项 ； 2 0 0 4年 以后制 、 修订 的标 准 1 0 9项。 本 书的读 者对 象为水泥制品的科研 、 设计 、 生产 、 设备 制造单位 、 质检机 构、 建材 、 建设 管理部 门、 工程监理与施工材料供销单位的技术人 员、 管理人 员等。 本标 准汇编定价( 上 、 下册 ) ： 5 5 0元 有 需要者请 与本 刊编辑部联 系订购 。联 系电话 ： 0 5 1 2 6 8 2 8 5 7 1 6 汇款地址： 苏州市三香路 7 1 8号； 邮编： 2 1 5 0 0 4 ； 收款单位： 混凝土与水泥制品 编辑部 带芥齐蒂带芥芥芥带恭芥芥芥恭芥币带芥蒂带芥蒂带恭芥芥带芥蒂带带芥芥芥帚夺恭芥带恭芥芥蒂芥芥 一 7 7一 静止 簪 帚 世 帚 睾 睾 掌带 牵 带 研 带 隶拽 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m