寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系节能设计研究（可编辑）

1、寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系节能设计研究 山东建筑大学硕士学位论文题目寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系节能设计研究董臻曼计:学位论文页表 格个一插 图幅评阅人:指导教师:学院院长:.舞学位论文完成日期:叫原创性声明【叭帆删叭吣吣呲眦本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。学位论文作者签名:垄骤臭学位论文使用授权声明本学位论文作者完

2、全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定,即:山东建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此声明。日期 学位论文作者签名:羹臻星 五凸:多导师签名:霉戤日期望“东建筑人学硕:学位论文摘要外墙保温对降低寒冷地区的建筑能耗至关重要。我国目前使用最普遍的是外墙外保温做法,但随着工程应用,暴露出许多问题,最突出的就是耐久性与防火性差。而外墙一自保温体系克服了以上问题,其防火性能优异,耐久度可与建筑同寿命,施工

3、简便快捷,综合造价与外墙外保温体系相比也有一定优势,近年来在工程中得到了一定的应用,符合我国发展新型节能墙材的方针政策。本文首先对蒸压砂加气混凝土自保温体系的研究现状和在寒冷地区的应用情况进行了系统调研,分析了目前研究与应用中存在的问题。根据对建筑节能设计参数的分析,提出了建筑节能设计方法和流程,与寒冷地区加气混凝土自保温体系的标准做法;利用天正建筑节能分析软件对寒冷地区典型框架结构建筑与剪力墙结构建筑进行了能耗模拟分析,验证了单一材料的加气混凝土自保温体系在寒冷地区的适用性;根据模拟分析可知:类指标对自保温体系节能影响最大,体形系数超过规定性指标的建筑不适宜采用自保温体系;类指标中外墙平均传

4、热系数对节能影响最大,对类指标提出了节能设计建议。在此基础上,对蒸压加气混凝土自保温体系构造设计与热桥处理技术进行了研究,提出寒冷地区蒸压加气混凝土自保温体系框架结构、剪力墙结构的外墙构造设计方案以及四种热桥保温构造处理措施;并以济南地区为例通过计算分析验证了在冬季最冷气温条件下,自保温砌块墙体与剪力墙均不会出现结露与冷凝现象。最后以济南市某高层公共建筑为试点示范工程,进行了加气混凝土外墙自保温体系的节能设计,基于能耗模拟分析结果提出了试点示范工程的节能设计与构造设计的具体改进建议。并对试点工程节能效果与投资收益进行了分析,研究结果表明蒸压加气混凝土自保温体系具有良好的节能效果和经济效益,为蒸

5、压加气混凝土自保温体系在寒冷地区的推广应用提供了技术参考。关键词:寒冷地区加气混凝土自保温体系,节能设计,构造技术,热桥处理山东建筑人学硕学位论文一山东建筑人学侦:学位论文。: ., . ,;, , , . , . ?,; , ; : 。, ;,.目 录摘要?.第一章绪论?.?.?.?.一?.课题的研究背景.国内外研究现状及不足.国外研究现状?.国内研究现状?一.目前研究存在的不足?.本文研究的目的及内容.技术路线和研究方法?.第二章加气混凝土外墙自保温体系应用现状分析?.一?.外墙保温体系的类型?.外墙内保温体系?“.?.外墙外保温体系?:.:?.外墙自保温体系.加气混凝土外墙自保温体系的应

6、用调研?. .加气混凝土材料调研?.技术标准调研?.工程实例调研?.加气混凝土外墙自保温体系应用存在的问题?.第三章寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系的节能设计研究?.一?.寒冷地区的区位概况与气候特征?.建筑节能设计方法?.建筑节能设计参数.建筑节能模拟软件.山东建筑人学硕.学位论文.建筑节能设计流程?.寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系节能设计研究?.。.框架结构建筑节能设计研究?.剪力墙结构建筑节能设计研究.寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系的节能设计建议?.体形系数与窗墙比.墙体.热桥.外窗.屋顶.本章小结.第四章加气混凝土外墙自保温体系构造设计与热桥处理技术?.一?.加气混凝土外墙自保温体

7、系构造设计?.框架结构自保温墙体构造.剪力墙自保温墙体构造?.屋项构造?.加气混凝土外墙白保温体系热桥处理技术?.建筑热桥分类与处理措施?.?.热桥构造设计?.热桥保温处理方案.热桥结露问题研究?.一.结露原理及种类.一.结露验证计算?.本章小结?.一.第五章加气混凝土外墙自保温体系试点示范工程设计与分析?.一?.工程概况?.工程构造设计?.自保温墙体构造设计?.热桥部位构造设计?.山东建筑人学坝:学位论义.工程节能设计方案分析?.节能建模与热工设置?.节能分析一.投资收益分析.一.本章小结.结论.?.?.?.?.一一参考文献?.?.?.?.?一一研录?一.?.?.?.?.?.?一一一后记.?

8、.?.?.?.一一攻读硕士学位期间论文发表及科研情况.一山东建筑人学颂学位论文山东建筑人学顾:学位论文第一章绪论.课题的研究背景能源枯竭与可持续发展是当今世界共同面对的重要课题,我国的能源消耗更是巨大,其中建筑能耗就占到了近%,丌展建筑节能工作意义重大。建筑节能主要解决的问题之一是加强建筑外围护结构的保温隔热性能,以减少采暖与空调能耗。我国现阶段主要采取外墙外保温的做法,该保温体系起源于上世纪年代的瑞典和德目,目前国内较流行的做法是在基层墙体粘贴、固定聚苯乙烯泡沫保温板或、聚氨酯等保温材料,使外墙热工性能满足各地区的节能设计要求。自开展建筑节能工作以来,外墙外保温体系在寒冷地区得到了广泛的应用

9、,已成为许多地区外墙建筑节能的标准做法。但随着工程应用的普及,该体系存在的问题也逐渐暴露出来,主要表现在以下方面:防火问题。聚苯乙烯和聚氨酯等材料虽经阻燃处理后可达到级防火要求,但两者仍属于可燃有机保温材料。近年来,南京中环国际广场、哈尔滨经纬度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等工程相继发生由建筑外保温材料引发的火灾,造成了严重人员伤亡和财产损失,建筑易燃、可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患,如何消除这一隐患是目前建筑保温行业普遍关注的热点问题。研发既能达到保温要求又没有火灾安全隐患的外墙保温体系成为建筑行业的共同目树】;耐久性问题。有机

10、保温材料耐冻融性差、变形系数大,且外墙外保温体系施工工序复杂,质量难于控制,已建工程外墙装饰面层开裂与剥落现象时有发生,影响了建筑美观与热工性能,也带来安全隐患,使用寿命仅年左右,不能与建筑物同寿命,若更换保温材料代价巨大。我国建筑做外墙外保温仅有十余年的历史,随着时问推移,该问题将日益凸显【】;绿色环保问题。聚苯乙烯与聚氨酯属于石油制品,大量使用会加剧能源紧张,而且易受石油价格影响,工程造价波动大、价格高。因此,研发满足节能要求、防火要求,耐久性、抗裂防渗性好的新型外墙保温体系十分迫切。加气混凝土是以水泥、石灰、石膏和砂或粉煤灰为主要原料,以铝粉为引气剂,经发泡、成型、蒸压养护等工艺制成的微

11、孔块状墙体材料,般作为非承重的结构山东建筑人学硕:学位论文材料和保温围护材料,是目前唯一单一材料即能满足我国寒冷地区%节能标准要求的墙体材料【】。加气混凝土外墙自保温墙体是指利用集围护和保温功能于一体的加气混凝土砌块直接作为建筑物外墙材料,仅作内外饰面处理,无需再做其他保温处理就能达到建筑节能要求的新型保温节能外墙。?加气混凝土为无机不燃材料,防火等级为级,耐久性可与建筑物同寿命,综合造价也低于外墙外保温体系。此外,利用粉煤灰生产加气混凝土既可以利用工业废渣,改善了环境;又可以因地制宜地发展新型建筑材料,绿色环保,符合我国可持续发展原则。因此,进行加气混凝土外墙自保温体系研究,对促进外墙保温技

12、术的进步,推动加气混凝土产业的发展都具有积极作用。随着国内加气混凝土企业技术水平的提高和生产设备的改进,加气混凝土产品的性能有了极大改善。我国年颁布实施的蒸压加气混凝土砌块标准规定不同强度级别的加气混凝土砌块导热系数在./?。一些企业还引进国外先进设备和技术,生产高质量的加气混凝土产品,如上海伊通有限公司引进德国技术,生产的砌块的导热系数为./?,砌块的导热系数仅为. /?。墙厚的级砌体墙灰缝传热系数实测值为./?,小于./?,满足寒冷地区的节能要求。加气混凝土材料性能和产品质量的提高为加气混凝土外墙自保温体系的推广应用创造了条件。.国内外研究现状及不足.国外研究现状蒸压加气混凝土材料发展至今

13、已有近百年历史,年瑞典首先研制成功,并由该国的伊通公司取得技术专利,后来逐渐在世界范围内开始了加气混凝土工业化的生产。二战之前,全球每年生产加气混凝土总量不到万,并且分部极不均匀,集中在瑞典、芬兰和挪威等北欧国家;直战之后,由于世界性能源紧张,作为节能材料的加气混凝土发展迅速。目前全世界大约有多个国家设有工厂生产加气混凝土,分布范围包括全球各气候区,主要技术采用瑞典的伊匾和谣波列克斯技术、联邦德国的海波尔技术、波兰的乌尼泊尔、荷兰的求劳克斯技术和丹麦的萨尔空技术等,年生产总量约万,是年产量的倍【。目前加气混凝土技术最先进的是德国,世界范围内加气混凝土的生产主要集中在海波尔公司和伊通.山东建筑人

14、学坝.:学位论文公司所属工厂中,遍布全球。亚洲、非洲均在大力发展加气混凝士工业,自年以来韩因先后兴建了个工一,香港兴建了个工厂,印尼、泰国图.、非洲南部等国家都正在建设加气混凝土工厂。从产品种类来看,同本引进专利技术后,基本上以生产板材为主,并开发了板材的后加工设备在板材的表面加工花纹、图案,在这方面日本目前居世界领先地位,其他国家引进专利技术后在生产工艺上实行多层次改进,在波兰生产技术已进入第三代,产品也多样化,既有加气混凝土砌块也有板材。在发达国家,加气混凝土在墙体材料的产量中所占比例为%图.,无论在原材料的选择制备、配合比设计、坯体养护、坯体切割,还是对成品性能的研究及施工工艺、质量措施

15、等方面都形成了自己的专利技术,并进一步扩大发展。.图.泰国加气混凝土别墅 图.美国加气混凝土住宅在、年代相关学者就对加气混凝土的性能进行了深入系统的研究并编撰成书,于年由 出版社予以出版。含水率对加气混凝土这种多孔材料性能有非常重要的影响,在这本书中系统研究了含水率与加气混凝土强度、导热性能、抗化学侵蚀胜、防火胜、抗冻性、收缩及徐变等性能,同时对加气混凝土砌体的性能也进行了一定的研究,如长期荷载作用下砌体的挠度、砌体弯曲、抗剪性能设计标准等,所有这些研究成果都为加气混凝土的应用奠定了良好的基础。源于加气混凝土的多孔性,干缩湿涨是其一大特性,对于加气混凝土干缩性能的研究是控制砌体裂缝产生的有效途

16、径之一,早在年,波兰的 对加气混凝土的微孔结构与其收加气混凝土的微孔结构与收缩之间的关系进行了系统研究,并建立了它们之间的函数关系式【引。目前,日本、印度、美国等国家对加气混凝土的研究保持活跃,他们的研究重设。有了极大改善,各种专业机构对加气混凝土也做了许多研究。加气混凝土材料研究武汉理工大学的王斌】成功制备出了优质的干体积密度/级自节能粉煤灰加气混凝土,导热系数为./?蛐。并得出自节能粉煤灰加气混凝土墙体的经济厚度选用时,可满足墙体节能%的要求;灰缝厚度小于和砂浆导热系数小于./?时,自节能粉煤灰加气混凝土墙体热工性能较好。青岛理工大学的杜辉等【,研制的将石油焦脱硫渣作为钙质材料的加气混凝土

17、,各种性能都比用石灰作钙质材料的加气混凝土要好:级的天然砂一石油焦脱硫渣加气混凝土的在抗压强度超过了.;级粉煤彦卜石油焦脱硫渣加气混凝土的抗压强度可超过.。广东省建筑材料研究院的谢红波等【】,用硫铁矿选矿尾砂生产的蒸压加气混凝土平均密度为/,平均抗压强度为.,符合.、级加气混凝土合格品的要求。且消耗大量的硫铁矿选矿尾砂,属绿色环保型新型墙材。热桥研究重庆市图集蒸压加气混凝土砌块自保温墙体建筑构造图集规定:热桥保温材料厚度、的情况下,可以使用无机保温砂浆处理热桥,也可以使用加气混凝山东建筑人学颂学位论文土薄砌块;当热桥保温材料厚度的情况下,应采用加气混凝土砌块处理热桥。目前国外发达国家对加气混凝

18、土建筑的热桥处理方式是在热桥处采用综合处理方式,即在外部覆盖加气混凝土薄板或薄砌块,墙体内部粘贴或保温板【】。这样处理的好处是外部材料与墙体主体材料相同,外墙饰面施工方便不易丌裂;内部又增加保温材料,保温效果非常好。浙江大学的陶剁”对采用加气混凝土自保温体系的构造柱的墙体进行检测,并利用软件进行了热工模拟分析,指出马牙搓的设置能有效降低热桥的影响范围以及各墙体中热桥影响范围与钢筋混凝土柱宽度的比值,从而有效降低墙体平均传热系数,同时也会降低墙体的内表面温度。中建三局的刘士红等研究得出:在夏热冬冷地区,梁、柱、剪力墙等热桥部位占外墙总面积不大于.%,则满足./?,.的要求:外墙热桥采用玻化微珠保

19、温砂浆处理后,梁、柱、剪力墙等热桥部位占外墙的总面积不大于.%,则满足./?,/.的要求。力学性能研究天津大学的于敬海等刀对灰加砂蒸压加气混凝土承重砌体的受压变形性能进行试验研究,分析了其受压破坏现象及机理,并与其他砌体进行了对比。对试验结果统计分析,提出了灰砂蒸压加气混凝土砌体的受压应力一应变关系表达式,为灰砂蒸压加气混凝土砌体结构的应用提供了理论依据。同济大学的顾乐乐四对蒸压砂加气混凝土的厚度、节点强度进行了验算,并提出板材厚度、节点强度的建议值;对粘贴面砖的加气混凝土板、墙体砌筑时采用的型钢构件连接件、开了窗洞口的加气混凝土墙体进行了力学性能与抗震性能进行了研究,为蒸压加气混凝土在工程中

20、的配套应用提供了力学性能方面的理论基础。加气混凝土配套研究自从蒸压加气混凝土用砌筑砂浆和抹灰砂浆.颁布以来,国内纷纷研制和应用蒸压加气混凝土砌块专用砂浆】。段鹏选掣指出由砌筑灰缝引起的砌体能耗损失可达到%左右;砂浆密度越低,导热系数越低,灰缝影响系数越小;灰缝宽度越小,对导热系数的影响越小。吉林建筑工程学院的肖力光等【,针对寒冷地区蒸压加气混凝土砌块与普通砌筑砂浆导热系数相差过大,易出现“冷桥甚至结露的现象,山东建筑人学硕学位论文了与蒸压加气混凝土砌块相配套的一种新型保温砌筑砂浆,其性能符合蒸压加气土用砌筑砂浆与抹面砂浆.标准要求.有效改善了因“冷桥”现象而造能量损失。福州大学的吕官记等【,针

21、对加气混凝土砌块墙体的开裂、空鼓现象对混凝土界面剂进行研究,其研制的界面剂获得了较好的防水性和透气性。湖南大学敏【】分析了加气混凝土砌块墙体的建筑与饰面构造做法,找出加气混凝土砌块墙体构造中存在的问题并提出改进的设计措施;分析了加气混凝土砌块墙体饰面中间体的可行性,证明加气混凝土砌块饰面中间体在一定程度上可以改善加气混凝土砌块墙体饰面层空裂情况。钱晓倩等【】对加气混凝土材料性能及其自保温体系进行了研究与应用,并取得了不错的效果,为推动加气混凝土自保温体系的发展提供了支持。推广应用北京市建筑设计研究院的顾同剖认为:加气混凝土制品单一保温节能墙体可满足我国各个气候区规范对外墙的热工性能的要求;与其

22、他典型外保温复合墙体相比优势明显;生产技术、配套构件及产品标准等方面推广时机成熟。同济大学的何亦飞【刀指出我国蒸压加气混凝土砌块推广应用比例较小:其推广应用也仅仅局限于建筑的内墙,还没有在外墙铺开。蒸压加气混凝土砌块是一种既符合墙材革新又符合建筑节能要求的材料,当前我国有条件的地方应当推广应用蒸压加气混凝土砌块,以适应建筑节能的要求。同济大学的许药提出蒸压砂加气混凝土砌块适用部位包括:多层住宅的外墙填充砌块;框架结构的填充墙;建筑内隔墙;用作保温材料,用于屋面以及热桥部位;也可做墙体的外保温材料。适用地区包括:全国各种气候区都可用作单一墙体材料作为保温隔热材料;适用于乱度地震设防地区。但在长期

23、浸水、强碱或高浓度二氧化碳等环境下,或者砌块表面经常处于度以上的高温环境以及易受局部冻融部位,不得采用该砌块。上海的袁忠【指出框架结构建筑采用厚或以上的加气混凝土砌块可基本实现墙体自保温要求;混凝土剪力墙结构体系要实现墙体自保温要求的难度相当大。加气混凝土砌块除了采用或更厚的厚度外,还需要采用保温砂浆才可能实现墙体自保温要求。浙江海洋学院的张艳等【】,对蒸压砂加气混凝土砌块经济性进行了分析,证明其使山东建筑人学硕.学位论文用可使制造成本、运输费用、建筑能耗、使用耗材、建筑用地等得到不同成度的节约。为蒸压加气混凝上砌块在夏热冬冷地区的推广应用提供了依据。湖南大学的唐京华【对加气混凝土墙体热工性能

24、进行计算分析,论证其作为单一墙体,夏季隔热、冬季保温性能都很优良,墙体结露指标也在允许范围之内,热工性能完全可满足夏热冬冷地区节能标准要求。提出了一些防止、控制裂缝产生的具体措施,并探讨了长沙地区加气混凝土节能墙体的经济厚度问题。认为加气混凝土节能墙体在夏热冬冷地区应大力推广使用。综上所述,蒸压加气混凝土材料为绿色环保建材,目前对材料性能的研究已有很大的提升,其导热系数、砌筑强度两项重要指标均能满足单一材料作为墙体自保温体系的要求,并可以利用多种工业生产的废料进行生产,并已有多种出台的规程、规范支持;蒸压加气混凝土自保温体系的经济性、综合应用性能得到了国内业界、学者的广泛认可,为下一步加气混凝

25、土自保温节能体系的研究与应用推广打下了良好的基础。.目前研究存在的不足目前对蒸压加气混凝土的研究仍存在许多不足之处。研究内容方面,粉煤灰加气混凝土研究较多,砂加气混凝土研究较少;加气混凝土自保温体系在夏热冬冷地区的研究应用较多,寒冷地区研究应用较少;有对框架结构建筑、多层建筑的自保温体系应用的专项研究,但剪力墙结构的研究很少或直接断定剪力墙结构不适用加气混凝土自保温体系;对加气混凝土材料的研究内容较多,而加气混凝土自保温墙体配套的砂浆、构造等研究较少,即自保温节能体系的研究较少;相关的热桥构造、配套砂浆、材料力学性能等方面问题也需做进一步研究,出台统一的规范标准,才能更好地推广应用;缺少寒冷地

26、区加气混凝土自保温体系应用的节能设计研究;缺少配套的构造设计图集。研究方法方面,国内查阅到大量文献,综述性内容较多,有质量的精确量化分析、公式计算、软件模拟较少,致使研究进展缓慢。.本文研究的目的及内容加气混凝土自保温体系在寒冷地区的应用研究对我国寒冷地区的建筑节能事业有重要意义。本文以为寒冷地区推广加气混凝土自保温体系提供技术支持为出发点,以加气混凝土外墙自保温体系的节能设计和热桥部位构造措施为主要研究内容,以试点工程节能效果与投资收益分析为评价手段,围绕寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系的研究与山东建筑人学硕:学位论文开发,主要进行以下几个方血的上作:对蒸压砂加气混凝:外墙自保温工程应用现状

27、进行系统调研与分析,主要包括各种加气混凝土砌块、板材的热工性能与经济适用性,自保温墙体的构造技术和施工安装方法等;分析国内已建加气混凝土外墙自保温工程存在的问题。对寒冷地区蒸压砂加气混凝土外墙自保温墙体进行节能设计研究,通过对不同建筑类型、不同结构体系、不同体型系数的加气混凝土外墙自保温工程围护结构软件模拟分析,研究加气混凝土外墙自保温体系在寒冷地区的适用范围,提出相应的节能设计建议与措施;对蒸压砂加气混凝土外墙自保温体系进行热桥部位的构造技术的研究,用公式计算法验证满足结露要求,提出寒冷地区加气混凝土外墙自保温体系热桥部位构造方案;开展蒸压砂加气混凝土外墙自保温体系试点示范工程,并对试点工程

28、围护结构节能设计提出建议分析建筑节能指标,评价建筑节能效果,并对试点工程进行投资收益分析,为寒冷地区建筑外墙自保温体系建设与出台相关规程与标准提供技术支持。.技术路线和研究方法本项目的研究遵循了提出问题调查研究?分析问题节能设计研究一解决问题构造技术与热桥处理技术研究一实践检验试点示范工程的技术路线。首先在对加气混凝土外墙自保温体系应用与研究现状调研文献法、现场实地调查法、计算分析法、网络调研法的基础上,通过对不同建筑类型、不同结构体系、不同体型系数的加气混凝土外墙自保温体系围护结构的热工设计,建筑节能设计判定指标判别法、权衡判别法、软件模拟法,提出加气混凝土外墙自保温体系的适用范围及相应的节

29、能设计建议与措施;对加气混凝土外墙自保温体系的构造技术与热桥处理技术进行研究计算分析法,在达到预期目标和技术要求的基础上,开展加气混凝土外墙自保温体系试点示范工程建设,并基于试点工程围护结构能耗模拟分析数值模拟计算,对试点工程节能效果与经济效益进行投资收益分析经济分析法,从而达到广泛推广应用的目的。山东建筑人学硕.:学位论文第二章加气混凝土外墙自保温体系应用现状分析.外墙保温体系的类型据统计,我国北方建筑采暖能耗占全国建筑总能耗的%,是我国建筑能耗的最大组成部分。做好其外墙保温可有效提高外墙热工性能,大幅度降低建筑冬季采暖能耗,对我困建筑节能乃至国家能源战略有重要深远的意义。目前我国的外墙保温

30、技术已经有了一定的发展,主要有外墙内保温、外墙外保温、外墙自保温三种外墙保温体系。.外墙内保温体系外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂固定,然后在保温材料多作保护层及饰面的外墙节能技术。目前内保温多采用界面剂或粘结砂浆作为粘接材料,主要应用的有三种系统:增强粉刷膨胀聚苯板系统、增强粉刷挤塑聚苯板系统和石膏型保温粉刷料也可用胶粉聚苯颗粒或者保温砂浆等系统,其中系统使用最多表.。表.外墙内保温体系基本构造基层墙体 增强防护层 饰面层粘结层 保温层构造示意图 一。?钢筋混凝士。弋.?墙、加气混凝 聚合物保温?士、轻集料混 砂浆、界面剂、?凝十、烧结普 聚苯板、粘结砂 网格布 内墙饰

31、面通砖、粘七多 挤塑聚苯?浆孔砖墙、混凝 板、胶粉聚空心砌块 苯颗粒蓬、 ,墙室内 室外外墙内保温的优点主要有:适用于各种基层墙体材料,也可选取多种保温材料,应用面广;保温材料不受室外气候因素影响,无须做特殊防护,不易出现开裂、脱落的情况,使用寿命较长,从而降低造价;施工简便,技术成熟,可保证施工进度,工程质量易保证;尤其适合在间歇使用的建筑空间如影剧院、体育馆等使用,室内供热时温度上升快。.山东建筑大学侦学位论文零鬟,舞墨争薹鲞良孽萋。震图.室内墙角处结露 图.室内屋顶处结露外墙内保温的缺点主要有:保温材料置于外墙内侧,占用室内使用空间;保温材料强度低,内墙悬挂和固定物件、碰撞等易破坏内保温

32、结构;相比外墙外保温而言,无法保护外墙主体结构,一定程度上影响主体结构寿命;在保温材料与墙体之间易形成冷凝水,浸渍或冻融易造成墙面发霉开裂图.,使得保温层失效;在墙角、梁、柱处存在热桥,易出现结露现象图.,造成房间热工性能降低。目前在欧洲一些国家应用内保温较多,由于外保温技术的快速发展和国家的政策导向在我国的应用有所减少。但我国的内保温技术也在不断提高,在一些情况下如:居民.楼个别住户要增强外墙保温性能,在受热桥影响相对较小的夏热冬冷和夏热冬暖地区,.。还是很有利用价值和发展空间的。.外墙外保温体系外墙外保温是在外墙外侧附加聚苯板、聚氨酯、岩棉等保温性能优良的保温绝热材料作为保温层,使得墙体传

33、热系数满足建筑节能要求。外墙外保温体系表.起源于世纪年代的瑞典和德国,至今已有近年的历史,经过多年在全球不同气候条件下的工程应用和改进,形成了一批技术上较为完善和可靠的体系,已经成为我国市场占有率最高的一种建筑外墙保温体系。山东建筑人学硕学位论文表.外墙外保温体系基本构造基层墒体 粘结层 保温层 薄抹灰增强 饰面层构造示意图防护层 一迥一尹、,?钢筋混凝十 ;:一?墒、加气混凝、极、;十、轻集料混一一 :、胶粘剂 板、喷涂硬 抹匝胶浆复凝十、烧结普?弋审、机械、 泡聚氨酯、 合耐碱网格 涂料通砖、粘十多布 ?。 .。锚 岩棉玻璃:,孔砖墙、 混 、丝棉等凝十.空心砌疰;,、块墙室内外墙外保温系

34、统与外墙内保温系统相比有以下优点:保温材料覆盖在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥和冷桥,节能效果更好;增加建筑的室内有效空间;同时消除了冷凝,提高了室内空间的舒适度。但外保温系统也存在很多问题:外保温施工工艺复杂,施工难度较大,施工质量难以控制;易产生开裂,墙体饰面涂料龟裂图.,保温层空鼓图.、渗水、脱落,面砖脱落等通病;使用寿命低于建筑物的设计基准期,一般只有年左右,成本较高;保温材料大多为有机材料,达不到防火要求,已经出现了惨重的火灾事故比比皆是。在年央视台配楼火灾图.、年上海“.特大火灾图.之后,有关部门对保温材料管理更加严格,限制了部分外保温

35、体系的使用。图.济南某小区外墙开裂 图.济南某小区外墙空鼓山东建筑人学硕:学位论义图.中央电视台附属楼灾后立面 图.上海胶州路“?”特大火灾目前常用的级保温材料主要有岩棉、玻璃丝棉,膨胀珍珠岩等无机材料。其造价较高,质量难于控制。 图.所示某案例施工安装年后,板被打开改造,保温材料岩棉已经由于潮湿发霉,严重影响墙体热工性能。因此,外墙外保温体系的防火性、耐久度这两大关键问题严重制约了外墙外保温体系的发展、应用。图.奥地利项目保温材料发霉.外墙自保温体系外墙自保温体系是指以单一墙体材料即满足节能要求的非承重自节能墙体,配合专用的砌筑砂浆、抹面砂浆以及专用构件等组成的外墙节能保温体系。自保温体系很

36、适合节能市场的需求,且符合我国发展新型节能墙体材料的政策。我国应用较多的自保温墙体材料有:加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型砌块、多孔砖、复合墙板等。自保温墙体材料中最常见的是加气混凝土砌块,加气混凝土砌块是用含钙的材料水泥、石灰、含硅材料石英砂、粉煤灰、页岩和加气剂铝粉等原材料,经磨细、配料、搅拌、浇注、切割、蒸压养护等工序生产而成,具有轻质、高强、保温、隔热、吸声、防火、可锯、可刨加工等特点。加气混凝土主要分为蒸压砂加气混凝土与蒸压粉煤灰加气混凝土两大类。两者相比较,在相同容重下,砂加气混凝土的强度更大,导热系数更山东建筑人学颂.学化论文低,抗冻性更好,优势明参,足自保温体系的更好的选择。粉

37、煤灰加产混凝土则侧重于利用工废料,支持国家绿色环保循环经济,性能上略逊与砂加气混凝七,也存在较高的利用价值。目前市场:的加气混凝土砌块的干密度一般在/之问,北京某之间,导热系数在公司生产的蒸压加气混凝土砌块的干密度在/./?,砌块抗压强度小于.;伊通加气混凝土砌块干密度在/之间,导热系数在./?,砌块抗压强度普遍较低。轻集料混凝士小型砌块是以发泡多孔颗粒为骨料的混凝土砌块。常用的轻质骨料有轻质陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀蛙石、矿渣加膨胀珍珠岩等。按轻骨料的种类可分为:粉煤灰陶粒混凝土砌块、粘土陶粒混凝土砌块等;按用途可分为:保温轻集料混凝土砌块、结构保温轻集料混凝土砌块、结构轻集料混凝土砌块。孔隙的

38、存在降低了砌块容重,提高了保温性能,干燥状态下的轻集料混凝土砌块容重一般为/,导热系数一般为./?./?。多孔砖是以粘土、页岩、煤研石等为主要原材料,经配料、压制成型、焙烧而成的具有一定空洞率的墙体材料,一般抗压强度较高,但导热系数也较大。以型烧结多孔砖为例,其干密度为/,导热系数为./?。随着高性能保温材料的发展和应用,由面板材料、保温吸声材料和墙体龙骨复合而成的复合墙板也在自保温体系中占有一席之地,如钢丝网水泥类复合板,其热阻达到.?,约为一砖热阻.?四的两倍。专用内拭西砂浆菇汪/乒图.蒸压加气混凝土自保温体系墙体构造可见加气混凝土产品的热工性能在所有墙体材料中是最好的,是唯一能够满足保温

39、隔热要求的单一墙体材料。蒸压加气混凝土自保温体系图.的主要优点有以下几点:蒸压加气混凝土导热系数低,节能效果好。由于加气混凝土内部含有大量气泡?结易老化,耐候性、耐久性好,与建筑物同寿命。在欧洲,有很多采用伊通产品作为墙体的建筑使用寿命已经超过了年,至今仍然完好无损图.。加气混凝土的干体积密度一般为/,相当于普通粘土砖的/左右,普通水泥混凝土的/左右,也低于一般轻骨料混凝土【。强度可完全满足规范的要求,单点吊挂可承受强度达到了以上图.。 图. 图.单点吊挂以上防火性能可靠。加气混凝土砌块本身为无机不燃保温材料,高层、超高层建筑的外墙维护、保温、防火三效合一。厚的加气混凝土砌体耐火极限达小时以上

40、图.、.,良好的耐火性能可以使结构在火灾中免于失效,防止火势蔓延,保证了人员和财产的安全性。所以加气混凝土是理想的级防火材料。在建筑中可直接作为防火墙使用,尤其可以避免在施工过程中的容易出现的火灾隐患。图.防火测试前 图.防火测试小时后绿色环保。加气混凝土材料在生产、运输和使用过程中不产生任何污染,生产能耗和使用能耗都很低,产品不含有害、放射性物质,绿色环保,符合我国新型建筑材料发展的要求。施工便捷。砌块类墙体主要施工工艺为砌筑工艺,板材类主要施工工艺为安装工艺,不存在粘贴、喷涂等工艺,施工方便、快捷,易于掌握。 图.、.采用山东建筑人学坝一学位论文干法施工,避免了砌体含水率过高而引起的墙体丌

41、裂,施一效率高。图.墙体的砌筑 图.砌块与刚劲混凝土墙体连接处理综合经济性好。加气混凝土砌块作为单一的保温墙体材料,无需对墙体做保温处理,所以在总造价方面具有一定的优势表.。因而采用加气混凝土作墙体或屋面材料可以大大减轻建筑物白重,进而减少建筑物的地震力,减小建筑基础、梁、柱等结构的尺寸,节约建筑材料和工程费用。表.加气混凝土自保温体系经济性能比较注:以市场价格为准加气混凝土自保温系统 普通外保温做法 元/元/砌块造价 元/.元/.元/时。 .元/盯砌块粘结剂或水泥砂浆.元/连接件.膨 .元/时胀螺栓或拉结钢筋.元/呼双面抹灰元/时外墙保温.元/咿保温层外抹灰.元/棒、发泡剂及玻纤网格布.元/

42、衅 .元/其他材料费.元/合计 .元/另外,蒸压加气混凝土外墙自保温体系能解决高层建筑的墙体保温问题聚苯板外保温体系的使用高度目前限于米以下。将其与目前国内应用最为广泛的山东建筑人学坝。学位论文薄抹灰外墙外保温系统进行对比表.,优势明湿,足一种值得广泛推广的外墙节能体系。表.两种常用外墙保温体系对比类别 砂加气混凝十砌块外墙保温系统 薄抹灰外墙外保温系统系统构造 保护层:专刖防渗荆柔性腻子耐碱 保护层:抹两胶浆耐碱玻纤网格布玻纤网格布 保温层:保温层:砂加气混凝:砌块 粘结层:粘结胶浆辅助机械锚匍粘结层:专用粘结剂 墙基层:双排孔混凝十砌块或烧结页岩空心砌块心川建筑高度 无限制。 以上受负风爱

43、作用较大部位宜采锚栓辅助同定。建筑饰面为面砖时,建筑高度一般限制在以下。建筑外墙饰面 不受自保温系统影响。 粘贴面砖饰面对材料、构造有要求。系统使用年限 自保温系统与建筑物具有相同设计使 外保温可保护墙体寿命,但外墙外用年限年。保温系统自身使用年限二年。系统构造特点 为填充墙对强度要求较低,材料自身 材料要求配套,对系统的抗裂、防易脆裂,热桥措施可采用同材料或采 火、拒水、透气、抗震和抗风压能用无机保温砂浆,需采取砌体防开裂 力要求较高。常用、保温材措施。保温砌体燃烧性能级。 料为或级,设防火隔离带。施二技术要求 施一受气候条件影响小,雨期施需 要有严格的施上队伍和技术支持。遮雨措施。材料堆置

44、、施:期间管线、施:期间以及完后内,基层埋件配合等对材料保护有要求。砌体 及环境空气温度不应低于。夏施.】:较一般复杂,专用灰缝粘结剂、 季应避免阳光爆晒,在级以上大。网格布等需配套。施.:期紧凑。 风天气和雨大不得施工。系统综合造价 价相对较高,当采用无机保温砂浆复 造价相对较低视实际耗材。合保温则造价相对更高。建筑面积指标 用同材料作热桥构造措施时会增加墙 增加使用面积,增加可销售建筑面厚,相比减少使用面积。 积。.加气混凝土外墙自保温体系的应用调研.加气混凝土材料调研加气混凝土生产状况我国是生产和应用加气混凝土较早的困家,早在年,上海便设厂生产加气混凝土砌块,并建造了当时国内最高的层大楼

45、栋。年代引进瑞典西波列克山东建筑人学硕学位论文斯技术,在北京市加气混凝土厂建成生产线。年起由于墙改的需要,加气混凝土工业在我国迅速发展【】。据不完全统计,目前全国已建成生产企业约家在持续增加,总设计生产能力超过万,。上世纪年代前,以北京及其周边地区、东北和西北地区发展较快;年代后期,先是在山东和广东掀起发展高潮,后在上海及江苏、浙江得到了极大的发展,目前全国约家企业中,约有.%在山东,.%在江苏,.%在广东,.%在浙江,.%在上海,.%在湖北表.。表.加气混凝土生产企业分布东北 中南 西北 西南华北 华东目;砂加气混凝土砌块的生产企业主要分三类:第一类为上海伊通、南京旭建、浙江开元、长兴伊通等

46、为代表的引进生产线。这些企业规模大,技术先进,质量较高,外观尺寸偏差小于.;并且多采用能发挥加气混凝土优良特性的专门配套技术包括采用专用砂浆和专用配件,使用专门施工工具等进行施工,其建筑物基本没有空鼓、开裂等质量问题。第二类为采用先进国产设备的企业,主要以仿伊通的空中翻转切割机和地面反转切割机为主。这类企业直追引进的生产线,产品外观尺寸偏差逼近.;原材料主要采用普通河砂和尾矿砂,其成品的物理学性能比第一类企业略有逊色,但由于生产成本较低,产品质量稳定,在江、浙、沪地区也多采用专门技术进行施工,建筑质量有保证,因此具有较强的市场竞争力。第三类为非定型切割机、自制切割机以及非定型工艺设备和手工切割

47、生产线。这些企业规模小,装备比较落后,产品质量波动较大,施工也主要使用传统方法,难以满足高质量工程项目的要求,这类企业须进行技术改造,否则不适合砂加气混凝土砌块自保温系统的生产。引进生产线企业与国产先进生产线企业生产的加气混凝土各项性能均优于或基本满足国标标准,如表.示,可以应用于加气混凝土自保温体系。而我国大量存在的第三类中小企业只能生产、级的产品,其导热系数无法满足自保温体系的节能要求。山东建筑人学坝学位论义表.厂家砌块与国标比较砌块 优等品 郊州某家砌块密度级别. . .强度级别. . .立体抗压 平均值. . .度 最小值平均干密度/. . .干导热系数/?. . .抗冻性 冻后强度.

48、 . .质量损失%加气混凝土产品规格加气混凝土按规格主要分为砌块与板材两大类。当前蒸压加气混凝土砌块的主要规格如表.所示。其中砌块宽度为、的规格可满足各种建筑外墙厚度的要求;、规格可满足建筑内隔墙的使用要求;、规格可满足建筑热桥部位薄保温砌块的厚度要求。表. 保温块主要规格单位、长度宽度 、高度 注:表内未列出的宽度和高度规格尺寸可由用户与生产厂家协定。蒸压加气混凝土板常用规格见表.。、规格为加气混凝土屋面板提供方便。但目我国加气混凝土板应用相对薄弱,加气混凝土板在寒冷地区易出现结露与缺少完整配套的应用技术是其原因之一。表.蒸压加气混凝土板常用规格单位长度 宽度 厚度,模数进位 、注:其他非常

49、用规格和单项工程的实际尺寸由供需双方协商确定山东建筑人学硕:学位论文加气混凝土不仅可以在工厂内生产出多种规格,还可以象木材一样地进行锯、刨、钻、钉,因而能在使用现场根据实际需要进行再加工图.,十分方便,适用于多种不同类型建筑图.。这样不仅方便于工人以简单的工具在现场加工材料,还可以把材料最大限度的利用,节省用材。为外墙自保温体系在实际工程中的应用提供了很大的便捷。图.加气混凝土可任意加工 图.适用于钢结构建筑保温.技术标准调研技术标准的制定,应用规程、规范的编制,为设计、施工单位设计应用加气混凝土提供了法规依据和极大的方便,有力推动了加气混凝土的快速发展。年颁布的蒸压加气混凝土砌块,是我国蒸压

50、加气混凝土砌块最早的的产品标准,后来的各版本标准都是在此基础上修订的,因此本规范对我国蒸压加气混凝土的发展有深远影响。主要对加气混凝土的规格、强度、容重以及尺寸偏差等问题进行了规定见表.。砌块一般规格的公称尺寸有两个系列,、类对应的分别是后来规范定义的公称尺寸与制作尺寸。表.砌决规格单位为类 类古长 宽 高 长 宽, , , ,?以递 以递增。增注:其他规格可由购货单位与生产厂协商确定。山东建筑人学倾学位论文表.砌块的干体积密度/容匹级别干容重 优等品 一等品/合格品表.砌块的尺寸偏差和外观优等品 一等; 合格晶尺寸允许偏差值 度哪 高度 宽度表.砌块的强度级别强度级别.平均值 . . . .立方体抗. . .压强度 最小值 . .容重级别 、年的和现版本经一段时间实施后根据生产发展需要,于年进行了修订。蒸压加气混凝土砌块 .