復合型混凝土多孔保溫磚在我國村鎮(zhèn)住宅中的應用

復合型混凝土多孔保溫磚在我國村鎮(zhèn)住宅中的應用

0抗起毛磚的節(jié)能技術應用隨著經濟和社會的快速發(fā)展，中國面臨的資源不足和能源短缺危機日益突出。建筑是耗能大戶,約占全社會總能耗的40%,而住宅總量約為建筑總量的70%。因此,提升住宅建筑的節(jié)能水平是建筑節(jié)能的關鍵。隨著國民經濟的快速發(fā)展,農民生活水平的逐年提高,農民紛紛自行安設制冷、加熱設備,致使電力等能源消耗在農村地區(qū)不斷增長。然而,受傳統(tǒng)、技術和經濟等多重因素的影響,我國村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能水平遠遠落后于城市的現(xiàn)有水平,已經成為制約住宅建筑節(jié)能水平提升的瓶頸。因此,村鎮(zhèn)住宅的節(jié)能問題已經成為全社會關注的重點之一。砌體結構建筑在國內村鎮(zhèn)住宅建設中富有極強的生命力。隨著可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排理念逐漸被人們接受,傳統(tǒng)的實心黏土磚將被新型墻體材料代替,新型墻材砌體結構建筑的節(jié)能技術也備受關注。復合型混凝土多孔保溫磚作為新型墻體材料之一,保留傳統(tǒng)的墻體砌筑材料的固有功能,充分發(fā)揮混凝土多孔磚原有的承重特性,可以根據(jù)節(jié)能設計要求調整保溫材料層厚度來滿足不同地區(qū)的不同節(jié)能要求,對于不同的氣候條件適應性比較強,能滿足保溫承重一體化的要求,且防火性能好,能滿足村鎮(zhèn)建設要求。此外,復合型混凝土多孔磚自保溫系統(tǒng)中的有機保溫材料有外葉塊保護,有機保溫材料長期處于一種比較干燥的狀態(tài),無紫外輻射,具有和結構同壽命的特點。本文主要對復合型混凝土多孔保溫磚的基本物理性能以及復合型混凝土多孔磚自保溫墻體應用于村鎮(zhèn)住宅磚混結構的熱工性能進行研究,并對其經濟性能進行分析,為豐富和發(fā)展村鎮(zhèn)建設的建筑節(jié)能技術提供技術支撐。1試驗部分1.1多孔保溫磚的制備復合型混凝土多孔保溫磚:復合型混凝土多孔保溫磚由內葉塊、外葉塊、保溫體和拉結托鉤組成內葉塊和外葉塊的磚坯是普通混凝土多孔磚,其中內葉塊承擔墻體功能,外葉塊承擔保護保溫體功能;保溫體為EPS板、XPS板或聚氨酯板,承擔保溫隔熱功能;拉結托鉤承擔內外葉塊拉結和承托功能。其外形及部位名稱見圖1。復合型混凝土多孔保溫磚可廣泛用于承重結構和非承重結構。本文復合型混凝土多孔保溫磚為承重型,其尺寸為內葉塊240mm×190mm×90mm,外葉塊240×50mm×90mmEPS保溫板40mm厚。砌筑砂漿:DM10普通砌筑砂漿,實測抗壓強度13.7MPa。1.2試驗設備主要壓力試驗機:液壓式壓力試驗機,量程500t。1.3砌體抗壓強度和通縫抗剪強度復合型混凝土多孔保溫磚抗壓強度參照GB/T2542—2003《砌墻磚試驗方法》進行。復合型混凝土多孔保溫磚砌體采用DM10普通砂漿砌筑。砌體軸心抗壓強度和通縫抗剪強度試驗參照GB/T50129《砌體基本力學性能試驗方法標準》進行。砌體軸心抗壓強度試件尺寸為240mm×280mm×720mm,抗壓面積為240mm×280mm;砌體通縫抗剪強度試件尺寸為240mm×280mm×290mm,抗剪面積為240mm×280mm×2mm。2結果與討論2.1混凝土多孔保溫磚的抗壓強度復合型混凝土多孔保溫磚的材料密度為2000kg/m3。復合型混凝土多孔保溫磚的抗壓強度見表1。復合型混凝土多孔保溫磚的抗壓強度即為混凝土磚坯的抗壓強度。根據(jù)表1,復合型混凝土多孔保溫磚滿足JC943《混凝土多孔磚》的最低強度等級MU10的要求。2.2抗壓強度和通縫抗剪強度復合型混凝土多孔磚砌體軸心抗壓強度和通縫抗剪強度試驗結果見表2。表2表明,復合型混凝土多孔保溫磚砌體內外葉磚同時受荷,受荷面積包括聚苯板面積,其砌體軸心抗壓強度和通縫抗剪強度均滿足GB50003《砌體結構設計規(guī)范》的要求,可用于磚混結構的外墻承重自保溫墻體。2.3復合型混凝土多孔磚的熱性能上海市地標DGJ08—205—2011《居住建筑節(jié)能設計標準》按建筑節(jié)能65%要求外墻平均傳熱系數(shù)Km≤1.2W/(m2·K);外墻平均傳熱系數(shù)Km的計算方法按DGJ08—205—2011附錄A規(guī)定;復合型混凝土多孔磚自保溫墻體各構成材料的熱物理性能指標按表3取值。根據(jù)表3計算,內葉塊厚度190mm,EPS保溫體厚度40mm,外葉塊厚度50mm的復合型混凝土多孔磚的傳熱系數(shù)為0.592?？紤]到混凝土多孔磚的密實度會因成型設備的差異而有差異,加之各地實際濕度條件的差別,復合型混凝土多孔保溫磚的實際含水率會有相應的差異,在理論計算值的基礎上給予1.1的修正系數(shù),故復合型混凝土多孔磚傳熱系數(shù)計算值應為0.651。村鎮(zhèn)建筑中多以磚混結構為主,本文熱工計算主要建立在磚混結構建筑設計模型基礎上,見圖2構件熱橋處理見圖3。(1)磚混結構中的構造柱寬度240mm,外側保溫層為EPS板,厚度30mm,外側另加50mm厚細石混凝土圍護,圈梁外側的保溫層采用保溫萬能磚砌體圍護,經計算該部分傳熱系數(shù)為1.00(未考慮細石混凝土、內外粉刷層的作用)。(2)圈梁和墻梁(窗臺板)寬度240mm,外側保溫層為保溫萬能磚,保溫層厚度30mm,外葉塊寬度50mm,經計算該部分傳熱系數(shù)為1.00(未考慮外葉塊、內外粉刷層的作用)。(3)樓板端頭設置挑耳,外側保溫層為EPS板,厚度20mm,經計算該部分傳熱系數(shù)1.28(未考慮外粉刷層的作用)。復合型混凝土多孔磚自保溫外墻熱工性能計算見表4。由表4可見,熱工計算結果Km<1.2W/(m2·K),表明磚混結構復合型混凝土多孔磚(EPS厚40mm自保溫外墻滿足夏熱冬冷地區(qū)墻體節(jié)能65%要求。3組合結構設計試點工程位于上海市崇明縣北興村。本工程建筑面積720m2,為二層混合結構,第一層為框架結構,采用預制夾芯保溫PC外掛墻板;第二層采用復合型混凝土多孔磚自保溫墻體。與傳統(tǒng)砌塊相比復合型混凝土多孔磚具有保溫與砌體結構一體化(無需先結構再保溫兩次施工)、保溫性能好、使用壽命長等優(yōu)點。4自保溫墻體系統(tǒng)經濟比較分析以傳統(tǒng)的混凝土多孔磚墻采用膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)為基礎,在外墻外保溫系統(tǒng)和自保溫墻體系統(tǒng)均滿足65%節(jié)能保溫效果的前提下進行。(1)混凝土多孔磚墻采用膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)構造混凝土多孔磚墻體采用EPS板外墻外保溫系統(tǒng)構造如下:20mmDP5砂漿內粉刷找平、240mm混凝土多孔磚、10mmDM5砌筑砂漿、20mmDP10砂漿外粉刷找平、3mm膠粘劑、30mmEPS板、2mm內置耐堿玻纖網(wǎng)格布的抹面膠漿。其墻體系統(tǒng)材料造價分析見表5。(2)復合型混凝土多孔磚自保溫墻體系統(tǒng)構造承重型磚混結構復合型混凝土多孔磚自保溫墻體構造如下:20mmDP5砂漿內粉刷找平40mmEPS保溫體的復合型混凝土多孔保溫磚10mmDM5砌筑砂漿、20mmDP10砂漿外粉刷找平其墻體系統(tǒng)材料造價見表6。綜合表5和表6的造價分析表明,與混凝土多孔磚墻體采用EPS板外墻外保溫系統(tǒng)相比,承重型磚混結構復合型混凝土多孔磚自保溫墻體系統(tǒng)的工程造價降低2.63元/m2,降幅為2.0%。與此同時復合型混凝土多孔磚自保溫系統(tǒng)的施工周期將縮短30d以上,經濟效益優(yōu)勢十分明顯。5性能要求的自保溫外墻(1)復合型混凝土多孔保溫磚抗壓強度滿足JC943《混凝土多孔磚》的要求。(2)復合型混凝土多孔保溫磚的砌體力學性能滿足GB50003《砌體結構設計規(guī)范》的要求,可用于磚混結構的外墻承重自保溫墻體。(3)磚混結構復合型混凝土多孔磚的保溫外墻(內頁磚厚190mm,保溫體EPS厚40mm,外葉磚厚50m