提高混凝土小型砌块墙体保温性能的有效方法

提高混凝土小型砌块墙体　保温性能的有效方法　范锦忠　（中国建筑东北设计研究院，沈阳儿０００３）　【摘要】提高混凝土小型砌块墙体隔热保温性能的方法较多，根据国内外成功经验，本文介绍６　种有效方法：超轻陶粒混凝土砌块墙体、普通轻骨料混凝土多排孔砌块墙体、混凝土单排或双排　孔填放保温材料砌块墙体、混凝土砌块空腔或复合墙体、外保温或内保温混凝土砌块墙体、轻骨　料混凝土砌块组合墙体等，可有效提高建筑围护结构性能。　【关键词】超轻陶粒；普通轻骨料；多排孔砌块；空腔或复合墙体．夕　保温或内保温墙体；组合墙体　北美、欧洲等发达国家和地区新建的建筑物中，　大约７０％的墙体采用混凝土小型砌块，其中约６５％为　砌块墙体、普通轻骨料混凝土多排孔砌块墙体、混凝　土单排或双排孔填放保温材料砌块墙体、混凝土砌块　　轻骨料混凝土小型砌块。改革开放以来，我国新型墙　空腔或复合墙体、外保温或内保温混凝土砌块墙体、体材料获得快速发展．至２００４年底新型墙体材料产量　轻骨料混凝土砌块组合墙体等．分别简介于下。　已占墙体材料总量的３６％左右，其中约４０％为混凝土　小型砌块：２００４年全国混凝土小型砌块的总产量约　６５００万ｍ，．其中约４５％为轻骨料混凝土小型砌块；目前　１　超轻陶粒混凝土砌块墙体　超轻陶粒（人造轻骨料．堆积密度￣５００ｋｄｍ　）混　在禁止使用实心黏土砖的大、中城市，新建的节能建　凝土密度小、相应强度高、隔热保温性能优、耐火持　久、抗冻性能好．北美和欧洲地区的建筑物外墙普遍　筑墙体多数采用混凝土小型砌块。　昆凝土小型砌块．　建设部发布《关于发展节能省地型住宅和公共建　采用隔热保温性能特好的超轻陶粒？　筑的指导意见》要求：到２０１０年，全国城镇新建建筑实　其砌块类型主要分为全轻超轻陶粒混凝土实心砌块、２￣３￣Ｌ超轻陶　现节能５０％：到２０２０年．北方和沿海经济发达地区和特　无砂大孔超轻陶粒混凝土实心砌块、粒混凝土空心砌块。据国内外资料统计．其组成和主　大城市新建建筑实现节能６５％。　　实现建筑节能需采取多项措施：外墙、屋顶、玻璃门　要性能列于表１。统计指标显示．超轻陶粒混凝土小型砌块隔热保　窗、阳台底板、室内地板、底层地面等。其中外墙的隔热保　全轻超轻陶粒混凝土实心砌块　温性能是实现建筑节能的主要问题．约占建筑节能的　温等综合性能很好。ｆ１）施工砌筑方便，　５５％。经测算：北京、天津地区建筑节能５０％、６５％的外　的隔热保温性能最好，相应强度较高．墙传热系数应分别为≤０．８２　３５０ｍｍ厚　・ｌ＜）、≤０．６０Ｗ／（ｍ　・Ｋ）；　墙体稳定无裂缝．但砌块的生产成本稍高．东北和地区建筑节能５０％、６５％的外墙传热系数　外墙可满足北京、天津地区建筑节能６５％的外墙要　５００ｍｍ厚外墙可满足东北、地区建筑节能　应分别为≤０．５２Ｗ／（ｍ２・Ｋ）、≤０．３９Ｗ／（ｍ　・Ｋ）。因此，提高　求．建筑物外墙的隔热保温性能．是实现建筑节能的主要　６５％的外墙要求．适用于≤３层建筑承重外墙和多层　措施。　或高层建筑非承重外墙．在北欧地区获得广泛应用。　２）无砂大孔超轻陶粒混凝土实心砌块的隔热保温性　根据国内外的实践经验，提高混凝土小型砌块墙　（体隔热保温性能的方法较多，主要有超轻陶粒混凝土　能很好．相应强度高，施工砌筑方便，墙体稳定无裂　・５２・　２００６＠１期　维普资讯 http://www.cqvip.com

节能　表１　超轻陶粒混凝土小型砌块及其外墙主要性能　超轻陶粒　混凝土小型　砌块类型　陶粒堆　配料要求　砌块主要性能　导热系数　／（ｍ・Ｋ）Ｉ　砌块墙体传热系数［Ｗｌ（ｍ　・Ｋ）】　墙厚３５０　ｍｉｌｌ　墙厚５００　ｍｉｌｌ　积密度　粗骨料粒径　细骨料粒径　水泥　表观密度　抗压强度　吸水率　（ｋｇ／ｍ３）　（ｍｍ）　（ｍｍ）　强度等级　（ｋｇ／ｍ３）　（ＭＰａ）　（％）　全轻陶粒混凝　３１Ｏ土实心砌块　４００　陶粒４～１２　～陶砂＜４　≥４２．５　６ｏｏ一７ｏｏ　≥３．５　≤１５　Ｏ．２１～Ｏ－２５　Ｏ－３６～Ｏ＿３９　Ｏ．５Ｏ～０．５４　无砂大孔陶粒　混凝土实心砌　４１０～５Ｏ０　块　￣陶粒＜１２　≥４２．５　７ｏｏ一８５０　≥５．Ｏ　≤２Ｏ　０．２４～０．２７　０．４４～０．４８　Ｏ．５６一Ｏ．６０　二排孔陶粒混　３１０凝土空心砌块　４００　陶粒４～１２　三排孔陶粒混　３１Ｏ凝土空心砌块　４００　陶粒４～１２　～黄砂＜４　≥４２．５　４７５－５２５　≥２．５　≤２Ｏ　Ｏ．２５～Ｏ．２８　０．４８～０．５２　Ｏ．５８～Ｏ．６２　黄砂＜４　≥４２．５　４５０—５００　≥２．Ｏ　≤２２　Ｏ．２２～Ｏ．２６　Ｏ．４Ｏ～Ｏ．４４　０．５３￣０．５６　缝，生产成本略高，３５０ｍｍ厚外墙可满足北京、天津地　５０ｍｍ时，ｋ＝０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）；孔宽１００ｍｍ时，　＝Ｏ．４２Ｗ／　区建筑节能６５％的外墙要求．５６０ｍｍ厚外墙能满足东　建筑承重外墙和多层或高层建筑非承重外墙．在北美　和欧洲地区应用较广，我国广东、昆明、温州地区应用　（ｉｎ・Ｋ）；孔宽１５０ｍｍ时，Ｉｔ＝０．６４Ｗ／（ｍ・Ｋ）；孔宽１８０ｍｍ　因此，孔窄的多排孔混凝土砌块可有效提高砌块的　隔热保温性能。以我国火山渣（天然轻骨料）混凝土　北、地区建筑节能６５％的外墙要求，适用于≤４层　时，Ｉｔ＝０．７３Ｗ／（ｍ・Ｋ）；孔宽２３０ｒａｍ时，入＝１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）。　较多。（３）二排和三排孔超轻陶粒混凝土空心砌块的隔　热保温性能很好，但相应强度和墙体钉挂能力较低．　施工砌筑要求较高．如不采取有效措施，外墙体易产　生裂缝．生产成本较低，三排孔砌块外墙厚３５０ｍｍ和　５４０ｍｍ可分别满足北京、天津地区和东北、地区　建筑节能６５％的要求，二排孔砌块外墙厚４００ｍｍ和　６００ｍｍ可分别满足北京、天津地区和东北、地区　建筑节能６５％的要求．仅适用于各类建筑非承重内、　外墙体，在北美和欧洲地区应用较广，我国北方寒冷　地区应用较多。　（表观密度约１５００ｋｇ／ｍ　，导热系数约Ｉｔ＝０．６１６Ｗ／（ｍ・　Ｋ））砌块为例，１～５排孔砌块墙体的热阻值及对比率　列于表２。　表２　１—５排孔火山渣混凝土小型空心砌块墙体热阻值及对比率　砌块外形　砌块孔　砌块空心　孔宽厚　砌块墙体热　对比率　尺寸（ｍｍ）　洞排数　率（％）　度（ｍｉｔｔ）　阻值（ｍ　・Ｋ／Ｗ）　（％）　３９０Ｘ１９０ｘ１９Ｏ　单排孔　３９０Ｘ　１９０ｘ　１９０　双排孔　３９０ｘ１９０ｘ１９０　三排孔　３９０ｘ３００Ｘ１９０　四排孔　３９０ｘ３００Ｘ１９０　五排孔　５５　５２　４３　３４　２９　１Ｘ１３Ｏ　２ｘ５０　３ｘ２０　４ｘ３７　５ｘ２４　０．２９７　０．４７２　０．５６７　Ｏ．６４２　０．７４２　１ｏｏ　１５９　１９１　２１６　２５０　上述比较说明．全轻超轻陶粒混凝土小型实心砌　块隔热保温等综合性能最好．虽然生产成本稍高，但　用于寒冷地区建筑节能外墙体的建设总成本基本与　表２数据显示．同规格３９０ｍｍｘ１９０ｍｍｘ１９０ｍｍ砌　块．－－．￣ＩＦｆＬ、孔宽２０ｍｍ砌块墙体热阻值（相当于４４０ｍｍ　ａｍ砌块墙体热　上述其它三种砌块外墙体持平，而且功能最佳，这是　厚实心黏土砖墙）是单排孔、孔宽１３０ｒ９１倍。　其在盛产超轻陶粒、天气寒冷的北欧地区获得广泛应　阻值（相当于２４０ｍｍ厚实心黏土砖墙）的１．用的根本原因。　３９０ｍｍｘ３００ｍｍｘ１９０ｍｍ五排孔、孔宽２４ｒａｍ砌块墙体热　阻值（相当于６２０ｍｍ厚实心黏土砖墙）是３９０ｍｉｎｘ　１９０ｍｍｘ１９０ｍｍ单排孔砌块、孔宽１３０ｍｍ砌块墙体热阻　体的隔热保温性能越好。　２普通轻骨料混凝土多排孔砌块墙体　普通轻骨料（人造、天然或工业废渣，堆积密度　值的２．５倍。说明砌块孔洞排数越多、孔的宽度越窄，墙　５００ｋｇ／ｍ３～７００ｋｇ／ｍ３）的隔热保温性能明显低于超轻陶　粒。为提高普通轻骨料混凝土小型砌块墙体的隔热保　温性能．采用多排孔砌块是有效方法之一。　德国、日本的火山渣资源丰富，大量用于生产混　凝土小型砌块，为提高其隔热保温性能，多数生产３～６　空心砌块孔洞中空气当量导热系数（入）随孔的　排孔砌块，德国最多的有９排孔砌块（４９５ｍｍｘ３００ｍｍｘ　宽度而变：孔宽４０ｒａｍ时，　＝Ｏ．１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）；孔宽　２３８ｍｍ）和１１排孔砌块（４９５ｍｍｘ３６５ｍｍｘ２３８ｍｍ）。　２００６ｉＦ　１期　・５３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

３混凝土单排或双排孔填放保温材料砌块墙体　高墙体的承载能力和稳定性，在两片砌块墙之间应采　用横向钢丝拉结件加固。按美国的经验，应采用镀锌　单排或双排孔混凝土小型砌块的隔热保温性能　钢丝，拉结件有Ｚ形和长方形两种，拉结件自身宽度约　相对较差，但生产成本最低，为提高其隔热保温性能，　５０ｒａｍ，拉结件间距视空腔墙体的厚度而定．常用的有　２０世纪７０年代起北美和欧洲地区开始采用在单排或　１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ等。由于厚度５０ｍｍ的单层空气　双排孔中填放高效保温材料，主要有聚苯乙烯、膨胀　当量导热系数较大，此类空腔墙体的隔热保温性能相　珍珠岩、膨胀蛭石等。目前多数采用填放聚苯乙烯。填　对较差。　放的方法主要有：（１１混凝土砌块成型养护后，将配套、　预制的聚苯乙烯板块插入砌块孔洞中；（２）砌块成型　在混凝土砌块空腔墙体的的空腔中填放高效保　温材料，如聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、矿棉、玻　时，先将预制的聚苯乙烯板块放入模箱中．再浇注混　璃纤维等，统称为复合墙体，可进一步提高墙体的隔　凝土拌和物，振动成型后养护，使聚苯乙烯板块与混　热保温性能。按美国经验，复合墙体的两片墙之间应　凝土联成一体　聚苯乙烯板的隔热保温性能很好，传热系数约为　配置组合式钢丝联结，以确保墙体的安全性。　经国内检测，普通混凝土小型空心砌块单一墙　０．０４Ｗ，（ｍ　・Ｋ）。砌块孔洞中插入聚苯乙烯板块后，砌块　体、空腔墙体、复合墙体和实心黏土砖墙体的隔热保　的隔热保温性能大大提高，但砌块的外壁和内肋部分的　温性能及比较列于表３　隔热保温性能较差。以３９０ｍｍｘ１９０ｍｍｘ１９０ｍｍ普通混凝　土砌块为例，插入聚苯乙烯板部分的热阻值约为１．１２ｍ２・　检测数据显示，砌块空腔墙体和复合墙体的隔热　保温性能明显优于单一砌块墙体，砌块复合墙体最　Ｋ／Ｗ，而外壁和内肋部分的热阻值仅０．２５ｍ２一Ｋ／Ｗ，砌块　好，厚度３７０ｍｍ的聚苯乙烯复合墙体可满足北京、天　墙体的实际热阻值约为０．７ｍ　Ｋ／Ｗ，而且会出现外壁　津地区建筑节能６５％的外墙要求。　和内肋部分的冷桥现象。为克服此类问题，美国长城　目前，美国的建筑工程采用混凝土砌块复合墙体　建筑新科技有限公司开发的ＩＭＳＩ砌块（Ｓ型、部分开壁　和空腔墙体相对较多，但欧洲和我国应用较少．主要　开肋、双排孔插入聚苯乙烯板块砌块）墙体功效显著．　原因是该墙体设计与施工复杂、组合式钢丝联结或横　基本上克服了部分墙体的冷桥现象。据介绍，普通混　向钢丝拉结件成本较高，只有规模化建设和施工．工　凝土和轻骨料混凝土ＩＭＳＩ砌块３５０ｍｍ厚墙体的传热　程造价才能与采用其它隔热保温措施的墙体接近。　系数分别为０．５６Ｗ／（ｍ　・Ｋ１～０．６０Ｗ／（ｍ２・Ｋ１和０．４２Ｗ，ｆｍ２．　Ｋ）～０．４６Ｗ　ｍ２・Ｋ），前者可满足北京、天津地区建筑节　能６５％的外墙要求，后者将墙厚增至约４５０ｍｍ可满足　５外保温或内保温混凝土砌块墙体　在混凝土砌块外墙外侧设置高效隔热保温板材，　东北和地区建筑节能６５％的外墙要求。由于特种　称为外保温砌块墙体，可有效提高墙体的隔热保温性　形状的聚苯乙烯板块价格较贵，砌筑砂浆和施工要求　能。常用的隔热保温板材主要有聚苯乙烯板、膨胀珍　较高，此类混凝土砌块墙体的建设成本偏高。　珠岩板、岩棉板、玻璃纤维板等。如在１９０ｍｍ厚的普通　混凝土小型空心砌块外墙外侧．用聚合物水泥砂浆粘　贴一层５０ｍｍ厚的聚苯乙烯板．再在聚苯乙烯板面上　覆盖耐碱玻璃纤维网布，再在玻璃纤维网布上抹一层　４混凝土砌块空腔或复合墙体　混凝土砌块空腔墙体是由两片砌块墙组成．中间　留有一个约５０ｍｍ厚的空洞，利用空气当量导热系数　聚合物水泥砂浆作保护层，以此制成的外保温砌块外　（ｋ＝０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））可提高墙体的隔热保温性能。为了提　墙总厚度约３００ｍｍ，墙体的传热系数为０．５５Ｗ／（ｍｚ・Ｋ），　表３混凝土砌块空腔、复合墙体隔热保温性能及比较　类别　单一砌块墙体　厚度２３０ｍｍ　砌块孔腔墙体　厚度３７０ｍｍ　砌块珍珠岩复合墙体　厚度３７０ｍｍ　砌块聚苯乙烯复合墙体　厚度３７０ｍｍ　实心黏土砖墙体　厚度２８０ｍｍ　热阻值ｆｍ　・ｒ／ｗ）　Ｏ＿３９　Ｏ．７Ｏ　０．８４　１．７２　Ｏ．５２　传热系数［Ｗ／（ｍ　・Ｋ）】　对比率（％）　２．５４　７５　１．４３　１３５　１．１９　１６２　Ｏ．５８　３３１　１．９４　１ｏｏ　・５４・　２００６￣１期　维普资讯 http://www.cqvip.com

可满足北京、天津地区建筑节能６５％的外墙要求。　２０ｍｍ），每隔高度５００ｍｍ～６００ｍｍ，两片墙交叉砌筑一　在混凝土砌块外墙内侧设置高效隔热保温板材．　层（岩石块或瓷性红砖插砌入砌块片墙），以提高组合　称为内保温砌块墙体，也能有效提高墙体的隔热保温　墙体的承载能力和稳定性。　性能。常用的隔热保温板材和施工方法基本与上述外　此类组合外墙体，既仿古、美观，又隔热保温、防　保温砌块墙体相同，主要差别是在隔热保温板的保护　水、耐久，虽然建设成本偏高，但综合功能优，成为发　层上再粘贴一层纸面石膏板或玻璃纤维增强石膏板、　达国家别墅式建筑外墙体的主流。我国经济发达地区　纤维增强聚合物砂浆等。　外保温和内保温混凝土砌块墙体的隔热保温性　能好、建设成本稍低，但耐火极限低、耐久性差。据了　解，在欧洲此类墙体的耐久性保质期为ｌ２年，平均ｌＯ　年左右需更换隔热保温板材和保护层，主要应用于临　筑中推广应用较少的主要原因。　的别墅建筑和多层建筑也已较多采用此类组合外墙　体。　７结语　提高建筑物外墙的隔热保温性能是实现建筑节　按发达国家经验，预计５～ｌＯ年后，混凝土小型砌　块将成为我国建筑物的主要新型墙体材料，其中轻骨　料混凝土小型砌块会逐步成为主流。　国内外近百年的生产和应用实践证明，上述６　时性建筑。这是此类墙体在国内外耐久性（≥５Ｏ年）建　能的主要措施。　６轻骨料混凝土砌块组合墙体　轻骨料混凝土小型砌块墙体的隔热保温和耐久　性好，但相对吸水率高，墙面易出现渗水问题，一般采　种提高混凝土小型砌块墙体隔热保温的方法有效、　用防渗砂浆抹面等方法。美国、欧洲等地的仿古建筑。　实用，但各有优势和不足。各地应根据当地气候情　很多采用轻骨料混凝土小型砌块组合外墙体：在砌块　况、墙材资源和建筑施工条件、房屋类型和功能要　片墙外再砌筑一层岩石块或瓷性红砖（吸水率≤４％）　求、建设资金规模和建筑节能要求等，选择最佳可　等片墙，在两个片墙之间抹有一层灰砂浆（厚度约　行性方案。　我国将从六方面入手推进城镇供热改革　本刊讯从日前城镇供热改革工作电视电　逐步淘汰小型、分散、高耗的燃煤锅炉房，不断整合优　话会议上获悉，我国将从六方面人手，推进城镇供热　化各城市的供热资源。　改革。　培育规范供热市场，深化供热企业改革．增　——突出抓好热费制度改革这个核心。一是各地　强发展活力。支持和鼓励外资、社会资本参与供热设　要用两年时间完成热费补贴改革，改“暗补”为“明　施建设和经营，要进一步加强国有企业管理和运　——补”。二是要建立健全“谁用热、谁交费”的热费制度，　多少费”的热计量新方式。三是要建立科学合理的供　格变动情况，及时研究并调整供热价格。　——行机制改革，鼓励供热企业以参股、控股、兼并等形式　加快供热设施更新改造，提高供热保障能力和　实现供热的商品化、货币化。逐步推行“用多少热、缴　实施企业改制，推动城镇供热的规模化、集约化经营。　——热价格形成机制。各地可根据原材料、能源的市场价　热能效率。要按照先实现温度控制逐步推行分户热计量　的原则，对现有住宅采暖系统进行节能改造。今后，凡未　认真解决低收入困难群体的冬季采暖这个　设计安装分户控制和热计量系统的公共建筑和住宅．一　大力推进供热立法，加强供热市场监管，依　重点问题，尽快建立保障制度。目前要重点解决下岗　律不予进行设计审查、颁发施工许可证和竣工验收。　职工、失业人员、企业退休人员和享受城市最低生活　——保障人员等低收入家庭的冬季采暖保障问题。　——法维护供、用热双方的合法权益。通过立法，明确政　切实抓好供热资源整合。大力推进集中供　府、企业和用户的权利、责任和义务，建立供热企业的　热，鼓励并支持发展能效更高的热电冷联产项目。要　市场运行机制和监管机制。　２００６ｆｆ－１期　・５５・