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蒸压加气混凝土墙体自保温体系

——夏热冬冷地区墙体保温的新探索

摘要：通过对夏热冬冷地区墙体保温体系现状的分析，对比了目前比较常见的几种保温体系，阐述了蒸压加气混凝土墙体自保温体系在材料性能、建筑构造、工程造价和适应将来节能目标上的优势．对蒸压加气混凝土墙体自保温体系的热工性能和设计要点加以概括总结，并通过已实施的构造简图和已建成的建筑物片的分析，说明了该系统的可实施性．

    0 引言

建筑节能的重点在于提高建筑物外围护结构的保温隔热性能。建筑物外围护结构主要包括屋顶、外墙、门窗、架空楼板等。建筑物外围护结构的能耗中，外墙与外窗所占比例最da。在外墙与外窗中采用具有优异热阻断性能的保温隔热材料和低辐射中空玻璃，增大围护结构的热阻值，减少建筑物与环境的热交换，是实施建筑节能的最有效措施之一。

不同的气候条件对建筑物外围护结构的保温隔热要求差异很大。北方地区主要以保温为主，南方地区则以隔热为主，而对于夏热冬冷地区，建筑热过程为外综合温度作用下的一种非稳态传热。夏季白天外围护结构受到太阳辐射被加热升温，向室内传递热量，夜间围护结构散热，即存在建筑围护结构内、外表面日夜交替变化方向传热。冬季则主要是通过外围护结构向室外传递热量的热过程。根据历年的用电分析，夏季制冷是建筑用能的主体，冬季采暖用能相对为辅。因此，这一地区节能建筑围护结构设计重点是解决夏季建筑的隔热，兼顾冬季保温。围护结构设计除了满足夏季白天良好的隔热性(衰减值较大，延迟时间长)、夜间散热快之外，还要求冬季具有良好的保温功能。

1夏热冬冷地区墙体保温体系的现状

目前在夏热冬冷地区外墙保温体系主要采用的有外墙外保温和外墙内保温两大类。外墙内保温体系由于冷热桥问题和二次装修问题，与我国的建筑体系不尽适应，虽然有费用较低、安全可靠等方面的优点，但作为单一节能措施，不宜推广。外墙外保温体系中采用最多的是保温砂浆、聚苯板和聚氨酯保温系统。

保温砂浆采用最多的是胶粉聚苯颗粒保温浆料，这一系统的节能效果除了取决于材料组方外，在很大程度上取决于施工质量，并且存在强度与保温性能之间的矛盾。而且由于热导率相对较大，很难满足节能65％的第二步目标。一方面，对外饰面采用面砖来说，其安全性尚未得到时间和实践的考验：另一方面，这一系统的使用年限问题也未经时间考验，如玻纤网格布的耐碱性问题，能否经受炎热夏季的强辐射问题等均有待实践的考验。

聚苯板(EPS和XPS)保温系统主要采用黏结剂将聚苯板粘贴到基层墙体上。这一系统的保温性能可以得到有效保障，而且也可以通过调整聚苯板的厚度，有效提高节能效果。但这一系统在耐久性和强度上同样存在与保温砂浆一样的问题。另一方面，高层建筑中的使用安全性也是值得进一步研究的。

聚氨酯保温系统的黏结强度较高，与基层的整体黏结性较好。但其保温效果在很大程度上取决于施工质量，还与施工期间的环境温度和湿度、风速等有关。且雨天或基层潮湿不能施工，这对多雨潮湿的江南地区带来了一定的制约，价格相对也比较高。

另一方面，所有这些保温系统的目标使用寿命均为25年左右，保温层到使用寿命后该如何处置，目前还是未知数。

因此，开发研制和推广应用更加适合于夏热冬冷地区使用的外墙保温系统，显得十分重要和迫切。蒸压加气混凝土墙体自保温系统是这方面较为成熟和可行的体系之一。外墙自保温系统与外保温系统和内保温系统相比，既可以解决保温系统的安全性问题，更可以解决耐久性问题，保持与建筑物同使用寿命。特别是为实现建筑节能65％的第二步目标，对夏热冬冷地区来说，单一的外墙内保温或外墙外保温措施，均不是经济合理的，技术可行性也较差，而采用自保温体系与内保温或自保温体系与外保温的有机复合，将是技术可行、经济合理的有效方法。

2蒸压加气混凝土墙体自保温体系的适用范围和材料特性

蒸压加气混凝土是以硅、钙为原材料，以铝粉(膏) 为发气剂，经蒸压养护而制造成的制品，作为一种轻质多孔的自保温墙体材料，用其做外墙可以有效地增大围护结构的热阻值和热惰性指标，减少建筑物与环境的热交换，是夏热冬冷地区实施建筑节能的有效措施之一。用蒸压加气混凝土砌块砌筑的墙体，可用于横墙承重和框架填充墙的房屋，蒸压加气混凝土墙板，可用于钢筋混凝土框架结构和钢结构的非承重外墙。由于其具有良好的保温隔热性能及成套应用技术，既可以解决外保温系统的安全性问题，更可以解决耐久性问题，保持与建筑物同使用寿命。就整个外墙及外保温节能处理后的总成本而言，因为自保温系统本身就是墙体，这样会使墙体和保温处理的综合成本有20％～50％的下降。同时因使用寿命长大大减少更新维护成本。

    蒸压加气混凝土墙体自保温体系在性能上具有以下优点：

2.1优良的保温隔热性能

蒸压加气混凝土砌块热导率为0.11-0. 18w／(m·K)，是黏土砖的l／5，混凝土的1／8，在夏热冬冷地区，200mm厚以上墙体即可满足节能50％的目标。与其他措施相结合，可轻松实现建筑节能65％的第二步目标。

2.2 自重轻、强度高

蒸压加气混凝土砌块其自重一般为黏土实心砖的1／3，混凝土的l／4，可有效减小建筑物自重，减轻墙体施工劳动强度，降低建筑物总造价。蒸压加气混凝土材料可以单独成墙，具有作为墙体材料的强度，表面强度可以承受与墙体一样的撞击。

    2.3优良的防火性能

蒸压加气混凝土砌块原材料均为无机不燃物，不产生有害气体。

2.4耐久、维护费用低

蒸压加气混凝土砌块，所有构成多为硅酸盐材料，其寿命与结构体相同，可以与建筑物同使用寿命，几乎不需要维护费用，其表面处理适合于包括外贴面砖等多种饰面处理方式。

    2.5收缩率低

蒸压加气混凝土砌块的收缩率极小，且收缩的发展速度慢，大大减少墙体的干缩裂缝。

2.6尺寸具有较高的精密性

可减少黏结及抹面砂浆的用量，保证薄层施工工艺的应用，降低成本，提高墙体质量，可切锯、镂线槽等。

    3 蒸压加气混凝土墙体自保温体系的热工性能和设计要点

不同级别和厚度的蒸压加气混凝土外墙传热系数K和热惰性指标D值一般可按下图采用。

由下图可见，如作为居住建筑的外墙和分户墙，蒸压加气混凝土砌块200mm厚以上均能满足夏热冬冷地区居住建筑对墙体指标限值D≥3.0，K≤1.50或3.0>D≥2.5，K≤1.0的设计要求。对于公共建筑的外墙传热系数限值K≤1.0的规定，B05级、B06级产品采用200 mm厚的主墙即可满足，B07级产品225mm厚以上主墙体亦可满足设计要求。

在节能设计中，应注意以下几点：

①蒸压加气混凝土砌块作为围护结构时，应根据建筑物性质、围护结构的构造形式，合理进行热工设计，当按节能要求分别计算出不同厚度时，应选取其中最da厚度。

②采用蒸压加气混凝土外围护结构做外墙自保温时，其厚度宜≥200mm。

③节能建筑中，框架结构、混合结构中的钢筋混凝土梁、柱和短肢剪力墙或异型柱结构的钢筋混凝土结构等热桥部位外侧应做保温处理(保温处理平面示意见下图1)，当经处理后的该部位的热阻值大于或等于外墙主体部位的热阻值时，则可取外墙主体部位的传热系数作为外墙的平均传热系数。蒸压加气混凝土自保温体系对梁、柱节点和剪力墙、异型柱部位采取的保温措施是：在梁、柱和剪力墙等部位内缩30～50 mm(即自保温墙体部分外凸)，内缩部分采用同质材料制成的保温块粘贴即可，也可用保温砂浆或其他保温板材粘贴。保温块的厚度应根据围护结构所选用砌块的密度级别、砌块部分占外墙墙体面积比例，按热工计算确定。施工中的蒸压加气混凝土自保温外墙，钢筋混凝土柱与砌块相接处，砌块墙体部分外凸50 mm，钢筋混凝土柱外贴保温块。见下图2。

4结语

蒸压加气混凝土墙体自保温体系具有安全性高、保温隔热性能佳、隔音性能好、防火性能好、质轻、精度高、强度高、抗渗性好、施工便捷、经济性好、与建筑物同使用寿命、绿色环保等优点，是一种优异的外墙自保温材料，特别适合于夏热冬冷地区。而目前适用于外墙的自保温材料并不多，有待进一步加强开发研究