蒸压加气混凝土砌块节能性能分析

王振兴 侯振山

(河南五建建设集团有限公司，河南 郑州 450000)

1 概述

建筑围护结构(建筑物及房间各面的围挡物)是建筑的重要组成部分。建筑的围护结构大概要承担30%左右的节能任务，其中墙体占整个建筑外围护结构的70%[1]，所以建筑节能的关键在于建筑外墙的保温隔热性能。蒸压加气混凝砌块铺以配套的砂浆和适宜的墙体构造措施形成的砌块墙，既能承担一定的荷载，达到作为填充墙所需的强度要求，又具有保温隔热的能力，满足建筑节能标准要求的热阻和热惰性指标。且施工方便、寿命长、综合造价低，与目前常用的外墙外保温体系相比更具有优势。

2 产品优势

目前市场上建筑行业应用最多的是粉煤灰蒸压加气混凝土砌块(蒸压水泥—石灰—粉煤灰),利用硅质材料(粉煤灰)和钙质材料(石灰、水泥)，掺加石膏、矿渣等为主要原料，加入适量发气剂(铝粉)、调节剂、气泡稳定剂等原料搅拌，入模成型浇筑，静停，切割和高温加压蒸养等工艺过程而制成的一种多孔混凝土制品[2]。

蒸压加气混凝土砌块的生产充分利用工业废渣，具有诸多优点，以下为其主要的特性。

2.1 环保效益好，变废为宝

我国以燃煤发电为主，燃煤发电排出的工业固体废物粉煤灰逐年迅速的增加，大量的粉煤灰运输和堆放不仅消费人力，又占用土地资源，露天堆放不加处理就会产生扬尘，粉煤灰中存在的放射性有毒物质对周边大气环境产生辐射污染，危害居民的健康，影响居民的工作和生活；堆放的粉煤灰经雨水冲刷，若进入排水系统不仅会造成排水淤塞，又会对地表和地下水可能造成生态风险[3]。蒸压加气混凝土砌块的推广应用不仅能综合利用工业废渣、治理环境污染、不破坏耕地，解决了火力发电厂最为头疼的粉煤灰的处理问题，还将其变废为宝，达到了双受益。

2.2 重量轻

表1是几种常用的建筑材料的密度和密度对比，从表1可知，加气混凝土砌块的密度最小、单位体积重量最轻，使用加气混凝土砌块作为建筑围护结构的墙体材料很大程度上减轻了建筑物的自重，使得建筑物的基础和梁、柱等结构件的尺寸减小，又可提高房屋的抗震能力[4]。

2.3 保温隔热能力好

几种常用的建筑材料导热系数比较见表2，加气混凝土砌块的质量轻且内部具有大量均匀致密的气孔，作为建筑外墙保温隔热性能优越。传统的实心粘土砖厚度通常是490 mm，采用加气混凝土砌块时200 mm厚便可满足相应的热工设计要求，在夏热冬冷地区使用200 mm～250 mm的加气混凝土砌块就能够达到国家墙体材料规范中要求建筑物节能65%的规定性指标要求[5]。采用蒸压加气混凝土砌块作为建筑的外围护结构不仅可节约采暖及制冷能源，又不需要另外辅助保温材料，这样可大大节省建筑物的空间系统。

表1 几种常用建筑材料体积密度对比 kg/m3

表2几种常用建筑材料导热系数对比W/(m·K)

材料加气混凝土实心粘土砖钢筋混凝土灰砂砖烧结多孔砖导热系数0.12～0.180.811.750.44～0.640.28～0.43指标14～55～10——

2.4 良好的耐火性能且不散发有害气体

原材料主要为无机材料的加气混凝土制品属于非燃烧体，即使接触火源，也不会立即燃烧，可以延缓火灾发生时的火势蔓延，即使发生了火灾也不至于造成太大的损失，既可作建筑围护结构的填充墙，又具有良好的保温隔热性能，与现有的传统墙体材料相比其耐火性能也非常好。加气混凝土墙体在火焰燃烧下或高温作用下不产生有毒、有害气体，不碳化、不微燃、不起火；建筑物在火灾下的损伤也只是建筑物表层或表面的破损，对建筑的安全和使用性并不产生根本的破坏。

2.5 施工特性好

蒸压加气混凝土砌块制品易于加工，它不仅可以在工厂内生产出各种规格，还可以像木材一样使用简单常用的切割、钻、刨、钉、锯等；又由于它的体积比较大、重量比较轻，并可与粘结材料很好的粘结在一起，因此施工速度也较为快捷，墙体便于施工和砌筑，施工特性非常优良。

3 蒸压加气混凝土砌块自保温体系

蒸压加气混凝土砌块保温系统是一种使用墙体本身的热阻达到建筑保温隔热的要求，其中加气混凝土砌块占建筑墙体面积的绝大部分，在梁和柱等传热系数大的混凝土结构部位宜附加相应保温措施的外墙保温系统[6]。自保温加气混凝土砌块墙体的系统构造见表3。

4 在建筑节能方面的优势

外墙内保温系统、外墙外保温系统、外墙自保温系统是我国目前主要的建筑外墙的保温隔热系统，见图1。

表3 墙体自保温系统基本构造

4.1 外墙内保温系统

将在建筑承重墙内侧的复合保温材料称为外墙内保温，保温层贴敷在墙体的内部，保温层都具有一定的厚度，这样会占用相当多一部分房屋内部的有效使用面积，使室内有效居住空间减少。另外保温层粘贴在外墙内侧，楼板、圈梁、抗震柱等传热系数较大部位对应的外墙不能包裹得到，在这些地方热流集中形成热桥[7]。热桥会使外墙的内表面潮湿、结露,会发霉、淌水,易造成墙面发霉开裂。在室内装修时外墙内侧由于加做保温层不方便钉钉子、钻孔、悬挂重物影响消费按照自己的喜好对房屋进行改造和装修，或者是室内装修后保温层遭到破坏，影响建筑物的保温隔热效果，很大程度上外墙内保温必须是一次施工好，不能二次装修的，所以内保温的推广应用受到了限制。

内保温如果是在旧建筑改建时采用，将极大影响室内的使用，施工期延长，建筑使用面积由于保温层的增加再次缩小，钉子无法钉入或无受力特性。因此外墙内保温是不宜提倡的保温做法，已经很少采用，在技术上的不合理性决定墙体内保温不能长期的发展存在，但在某些特殊场合仍然需要使用[8]。

4.2 外墙外保温系统

将保温材料粘贴在外墙的外表面，再涂抹粉刷防水层，然后对外墙进行装修的构造称之为建筑外保温。外保温相对内保温而言，在墙体外侧粘贴覆盖保温材料，不影响建筑内部空间的使用，且梁柱等热桥部位得到有效保护。但外墙外保温技术在推广与使用过程中存在一系列问题。

外墙外保温建筑结构的单体面积、高度大、施工难度也更高[9]。由于在建筑外表面固定一层保温材料，遮挡了形式多样的建筑外立面也不能反映建筑本身的风格、面貌。外保温施工技术在历史建筑的保护应用中更是受到了阻碍。外墙外保温材料(或系统)直接置于室外大气之中,恶劣的环境使得粘结材料产生老化、松动的现象，保温层开裂和高空坠落的危害非常大。外保温材料很多属石油类产品,不仅受石油价格的影响,材料价格波动较大，工程造价较高；在火灾情况下，又无法有效阻燃，导致火灾持续燃烧；其耐久性、耐火性问题不能有效保证，保质期过后,废弃的外墙外保温系统材料将造成二次污染[1]。

4.3 外墙自保温系统

墙体自保温技术是指使用的墙体围护结构材料本身具有一定的保温隔热性能，由此构成的墙体能够满足节能50%或者65%的要求。用蒸压加气混凝土砌块作为建筑外墙在满足结构安全的同时又能达到建筑的保温隔热性能要求，集结构安全和保温隔热于一体是目前大力推广的自保温外墙，配套轻质砌筑砂浆，并对现浇的梁、柱等热工性能差的部位进行外保温处理。

墙体自保温体系工序简单、施工方便、安全性能好、热工性能稳定，而且综合造价低于目前常用的外墙外保温体系，并避免了目前外墙外保温体系与建筑物不同设计使用年限的缺陷。是一种性价比较高的自保温体系，实现了资源、性能与成本最佳组合的新型墙体材料。经过工程实践证明,这种加气混凝土砌块自保温体系具有节能、资源综合利用、循环使用、密度小、减少混凝土梁、混凝土柱和地基费用、火灾不易穿透蔓延且火焰下温度较低、导热性低热工性能优越、砌块大质量轻施工快捷，其中最突出的优点是节能[10]。

5 结语

蒸压加气混凝土制品既可作为保温材料、又能做墙体材料，铺以配套的砂浆和适宜的墙体构造措施形成自保温加气混凝土砌块墙体，不但满足作为建筑围护结构的填充墙强度要求，又能够达到建筑节能热工设计的要求，且综合造价低于目前常用的外墙外保温体系；并避免了目前外墙外保温体系与建筑物不同设计使用年限的缺陷，又利用工业废渣，符合综合利用、循环经济、节能、节地的原则。