■ 重慶市建筑節(jié)能中心 田學(xué)春
【摘 要】在當前建筑外墻保溫技術(shù)中，自保溫技術(shù)受到越來越大的關(guān)注，尤其是關(guān)于加氣混凝土外墻自保溫體系的應(yīng)用和研究。結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)重慶的實際應(yīng)用情況，具體分析了加氣混凝土自保溫體系常用構(gòu)造及熱橋處理方式、配套砂漿等一些常見問題，并針對施工提出了一些注意事項。
【關(guān)鍵詞】加氣混凝土；外墻自保溫；節(jié)能；熱橋；砂漿
前言：
當前國內(nèi)采用的建筑外墻保溫節(jié)能方式主要有3種：外墻內(nèi)保溫體系、外墻外保溫體系和外墻自保溫體系，其中外墻自保溫體系采用集圍護和保溫隔熱功能為一體的輕質(zhì)墻體材料，加上配套砂漿使墻體熱工性能等指標達到保溫節(jié)能標準要求。與另2種外墻保溫體系相比，外墻自保溫體系能有效解決外墻開裂、滲水問題，可延長墻體結(jié)構(gòu)壽命，還能降低建筑成本，同時具有維護費用低，安全可靠，外裝飾可多樣化等優(yōu)點。因此，在我國廣大地區(qū)，特別是夏熱冬冷地區(qū)，推廣自保溫體系是實施建筑節(jié)能標準的一種經(jīng)濟、合理、可行的辦法。
國家發(fā)改委發(fā)布的《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南（2007）》，涉及新型建筑節(jié)能材料中就包括“高性能自保溫墻體材料”；科技部“十一五”支撐計劃項目中，也包括“節(jié)能住宅自保溫隔熱墻體”。由此可見，節(jié)能自保溫墻體已成為我國建筑科技領(lǐng)域發(fā)展重點之一，因此，加快對外墻自保溫材料及其配套技術(shù)系統(tǒng)研究和推廣應(yīng)用就顯得尤為迫切和重要。
一、加氣混凝土的性能
加氣混凝土是一種具有高分散性多孔結(jié)構(gòu)的混凝土制品，總孔隙率可達70%-85%，孔表面積為40-50m2/g。在諸多建筑材料中，加氣混凝土制品既具保溫隔熱性能又可作為墻體材料，具有質(zhì)輕、保溫隔熱性能好、施工簡單、節(jié)省工期、綜合造價低、安全環(huán)保、使用壽命長等優(yōu)點，還具有極佳的居住舒適度。
GB 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》規(guī)定，常用的加氣混凝土砌塊性能指標如表1所示，砌塊密度越低，導(dǎo)熱系數(shù)越小，保溫隔熱性能也就越好。
目前，國內(nèi)設(shè)計、施工人員以及房產(chǎn)開發(fā)商越來越多地選用加氣混凝土作為墻體材料，尤其是在高層建筑中，常用來砌筑框架填充墻和隔墻。但是，相當一部分人對加氣混凝土材料認識不深，要么把加氣混凝土單純作為一種外墻主體材料使用，在外面粘結(jié)聚苯板或膠粉聚苯顆粒漿料等材料做外保溫；要么對加氣混凝土自保溫墻體的熱工性能、構(gòu)造設(shè)計、施工做法等缺乏了解，沒有充分發(fā)揮加氣混凝土自身的保溫和隔熱性能。因此，已有部分研究者對加氣混凝土材料性能能其自保溫體系進行了研究與應(yīng)用，并取得了不錯的效果，有力地推動了加氣混凝土自保溫體系的發(fā)展。
二、加氣混凝土自保溫體系應(yīng)用分析
蒸壓加氣混凝土砌塊適用于我國各大氣候區(qū)，用作工業(yè)與民用建筑非承重圍護墻和內(nèi)隔墻時，既可以是單一墻體材料，也可作為保溫隔熱材料。GB 11968-2006對加氣混凝土材料的性能指標作了相應(yīng)的規(guī)定，部分省市也對加氣混凝土自保溫體系展開了積極研究，并出臺了相關(guān)技術(shù)規(guī)程和圖集，為自保溫墻體的設(shè)計、施工和驗收提供了依據(jù)。如在夏熱冬冷地區(qū)的重慶就先后頒布了DBJ 50-055-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和《蒸壓加氣混凝土砌塊自保溫墻體建筑構(gòu)造圖集》（圖集號08J07），江西也頒布了《加氣混凝土墻體構(gòu)造》（圖集號贛03J505）。
在加氣混凝土自保溫體系中，墻體材料自身性能的研究和應(yīng)用僅僅是其中一部分，還要結(jié)合墻體具體構(gòu)造及其特點、配套材料的性能及其適應(yīng)性、施工要求、節(jié)能指標等不同因素對其進行綜合分析和評定。應(yīng)把加氣混凝土自保溫體系作為一個整體來研究，這樣不但可以使其滿足必要的建筑節(jié)能指標，還可以有效解決“裂、滲、漏”等墻體外保溫構(gòu)造常見的問題。本文主要以夏熱冬冷的重慶地區(qū)為例，就加氣混凝土自保溫體系熱橋構(gòu)造及保溫處理、配套砂漿、施工等方面常出現(xiàn)或易忽視的問題作一些具體分析。
2.1 自保溫體系熱橋及其處理
2.1.1 外墻熱工計算
重慶地區(qū)常用的加氣混凝土砌塊密度等級為B05-B07，導(dǎo)熱系數(shù)為0.14-0.18W/(m.K)，一般厚度為200-250mm，抹灰砂漿厚度為30-40mm（內(nèi)、外各抹灰1/2左右），墻體總厚度為240-290mm，具體熱工指標出自重慶市DBI 50-071-2007《居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標準》，如表2所示。
從表2可以看出，根據(jù)JGJ 134-2001《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》和DB 50/5024-2002《重慶市居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》對節(jié)能50%的外墻要求[K、D值分2個級別控制，即[K≤1.5W/(m2.K),D≥3.0;K≤1.0W/(m2.K),D≥2.5]，和重慶市DBJ 50-071-2007《居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標準》對節(jié)能65%的外墻要求（當體形系數(shù)大于0.4時，K、D限值為[K≤1.0W/(m2.K),D≥3.0;或K≤0.6W(m2.K),D＜3.0]，似乎只需要B07級加氣混凝土厚度200mm，另加內(nèi)外抹灰厚度40mm，墻體總厚度240mm，K值和D值就能輕易滿足標準規(guī)范對外墻的節(jié)能要求。
但仔細分析，上面的K值和D值只包括主體（砌塊）外墻的參數(shù)，沒有考慮梁、構(gòu)造柱、板等熱橋部分，而這些位置的熱工參數(shù)和面積大小對外圍護結(jié)構(gòu)的整體保溫節(jié)能有著相當重要的影響。所以在實際設(shè)計和應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體節(jié)能要求選擇相應(yīng)密度等級和厚度的加氣混凝土砌塊，然后按JGJ 134-2001對外墻平均傳熱系數(shù)Km和平均熱惰性指標Dm進行熱工驗算。
2.1.2 熱橋部位的處理
在鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)中，梁、柱和剪力墻部分等“熱橋”的面積在外墻總面積中占的比例相當大，必須復(fù)合外、內(nèi)保溫系統(tǒng)才能使外墻的平均傳熱系數(shù)Km滿足節(jié)能設(shè)計標準的規(guī)定。對于加氣混凝土自保溫系統(tǒng)，熱橋部位一般采用外保溫處理，保溫材料可選用無機保溫砂漿或同等級加氣混凝土砌塊，和主體墻材的適應(yīng)性強，施工方便，還能增加整體外墻耐火性；也可用外貼膨脹聚苯板進行保溫處理，這樣可保證墻體具有良好的熱工性能。據(jù)資料介紹，當前國外對會產(chǎn)生結(jié)露區(qū)域的處理辦法是在熱橋部位采用復(fù)合材料（外部為低密度加氣混凝土薄板，內(nèi)貼聚苯乙烯保溫板的配件），這樣該部位外表與主體墻是同一材料。重慶圖集08J07對熱橋處理的要求是“熱橋部位保溫材料厚度不大于50mm時，可選用無機保溫砂漿或加氣混凝土砌塊；熱橋部位保溫材料厚度不小于100mm時，選用加氣混凝土砌塊”。
不管采取何種保溫方式，對熱橋部位進行設(shè)計和施工時，都要特別注意熱橋部分和主體部分間不同材料的性能（收縮、粘結(jié)、強度等）差異，必須對與框架結(jié)構(gòu)梁、柱和剪力墻部分連接部位的構(gòu)造節(jié)點進行優(yōu)化設(shè)計，并且要采取適宜的連接措施，從而保持連接部位的整體性和安全耐久性。
2.1.3 熱橋構(gòu)造
在對加氣混凝土的熱橋部位做好保溫措施的過程中，構(gòu)造節(jié)能的設(shè)計尤為重要，一般根據(jù)外保溫材料選取的厚度，在梁、柱和剪力墻等部位內(nèi)縮相應(yīng)的尺寸（即加氣混凝土砌塊外凸出鋼筋混凝土構(gòu)件），內(nèi)縮部分用設(shè)計選用的保溫材料做外保溫處理，從而保證自保溫體系的整個外墻外表面達到平整的要求。
2.2 自保溫體系配套砂漿
砌筑和抹灰砂漿是加氣混凝土自保溫系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，且發(fā)揮的作用也較重要。以前國內(nèi)多使用普通水泥或水泥混合砂漿，與加氣混凝土砌塊特性不相適應(yīng)，容易出現(xiàn)墻體開裂、脫落、空鼓等質(zhì)量問題，導(dǎo)致加氣混凝土推廣應(yīng)用受阻。自從JC 890-2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿和抹灰砂漿》頒布以來，國內(nèi)紛紛研制和應(yīng)用蒸壓加氣混凝土砌塊專用砂漿，其不但和易性好、粘結(jié)強度高、抗裂性強，且施工方便，加快了加氣混凝土在節(jié)能建筑上的應(yīng)用。
2.2.1 灰縫的影響
在加氣混凝土墻體中，一般砂漿砌筑灰縫不大于15mm，其表觀密度為1600-1800kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為08-1.0W/(m.K)，與加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)差距較大，致使整個外墻砌體存在“冷橋”現(xiàn)象，所以，由砌筑灰縫引起的砌體能量損失可達到25%左右。國家和地方有關(guān)標準都規(guī)定，加氣混凝土應(yīng)用于外墻保溫時，其導(dǎo)熱系數(shù)要考慮到灰縫的影響，要通過取一定修正系數(shù)對原值進行修正，如重慶規(guī)定加氣混凝土用于外墻時，修正系數(shù)取值1.25。
據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，砌筑砂漿硬化體積密度和灰縫的砌筑寬度都會影響墻體灰縫影響系數(shù)的變化，從而影響墻體的保溫性能；砂漿密度越低，導(dǎo)熱系數(shù)越低，灰縫影響系數(shù)越小；灰縫寬度越小，對導(dǎo)熱系數(shù)的影響越小。
目前國內(nèi)加氣混凝土砌塊砌筑灰縫寬度大多為10-15mm，此時灰縫對導(dǎo)熱系數(shù)的影響很大，修正系數(shù)取值為1.25左右；假如灰縫寬在3mm左右時，灰縫對導(dǎo)熱系數(shù)的影響就很小，修正系數(shù)接近于1。現(xiàn)在歐洲國家砌塊建筑普遍提倡使用薄灰縫砌筑技術(shù)，灰縫寬度不大于5mm，這既要求砌塊表面平整、尺寸精確，也要求配套砂漿性能優(yōu)良。表3為薄灰縫加氣混凝土墻體熱工指標。
從表3可以看出，如在加氣混凝土自保溫體系中采用薄灰縫砌筑技術(shù)（灰縫寬在3mm左右），在進行熱工計算時基本上可以不考慮灰縫的影響（熱工參數(shù)取值出自重慶市DBJ 50-071-2007），這樣砌體的傳熱系數(shù)相比表2的數(shù)值就有明顯下降，有利于提高墻體的保溫性能。
保溫砂漿干密度小，并且和易性好、粘結(jié)強度高、抗裂性強，既具有保溫隔熱功效，還有望解決墻體開裂和滲漏等問題。GB 50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》4.2.11規(guī)定：保溫砌塊砌筑的墻體，應(yīng)采用具有保溫功能的砂漿砌筑。重慶市DBJ 50-069-2007《居住建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》4.2.13也規(guī)定：當采用保溫砌塊砌筑自保溫墻體時，應(yīng)采用具有保溫功能的砂漿砌筑。因此，需有針對性地研發(fā)強度符合設(shè)計要求的加氣混凝土砌體用保溫砂漿，使之既能滿足相應(yīng)的節(jié)能標準要求，也可增加外墻整體穩(wěn)定性和耐久性。
2.2.2 抹灰厚度
如表3所示，在加氣混凝土砌體設(shè)計中，熱工計算時砂漿抹灰厚度一般取40mm（內(nèi)、外各抹灰20mm)，取值偏大，尤其是現(xiàn)在對于國家大力提倡使用的加氣混凝土專用砂漿來說，厚度太大，材料成本要增加不少，也不利于施工。因此，建議在加氣混凝土自保溫砌體中采用專用抹灰砂漿，在外墻先抹專用界面砂漿3-5mm，后抹專用抹面砂漿5-10mm來找平，這樣經(jīng)濟合理，也能滿足設(shè)計和施工要求。
2.3 施工注意事項
加氣混凝土由于具有熱工性能優(yōu)異、質(zhì)量輕、施工方便等諸多優(yōu)點，被作為一種墻體保溫材料得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，但在實際工程運用中卻反映有一些墻體開裂、起層、空鼓等不良現(xiàn)象。調(diào)查研究和資料分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這些現(xiàn)象的根本原因主要不是產(chǎn)品的問題，而是設(shè)計和施工方面的原因。下面結(jié)合重慶市技術(shù)規(guī)程、圖集和實際應(yīng)用情況，提出了一些注意事項，以供施工參考。
（1）合理的構(gòu)造措施對防止填充墻產(chǎn)生裂縫有較好的效果，所以拉結(jié)筋、構(gòu)造柱、圈梁、窗臺及門窗安裝構(gòu)造應(yīng)符合國家和地方頒布的技術(shù)規(guī)程和構(gòu)造圖集要求。
（2）當橋梁用聚合物粘結(jié)砂漿粘貼聚苯板時，必須用錨固釘進行適當固定。外墻表面不同材料交接處，應(yīng)采用聚合物砂漿加玻纖網(wǎng)格布加強層，兩邊與基體搭接寬度均應(yīng)不小于150mm，以保證熱橋部位的處理效果。
（3）在墻體局部易磕碰的部位，如首層外墻、陽角、門窗洞口等部位應(yīng)予以加強保護，增強防護措施。
（4）重慶地區(qū)夏季最高溫度可達42℃，而冬季的最低溫度為-1.8℃,冬季和夏季的季節(jié)溫差超過40℃，由季節(jié)溫差產(chǎn)生的應(yīng)力也可能使填充墻產(chǎn)生裂縫。由于外界溫度變化無法控制，因此，應(yīng)盡量避免高溫季節(jié)砌筑填充墻。
（5）禁用出釜齡期不足28d的蒸壓加氣混凝土砌塊，不得使用破裂、不規(guī)整或表面被油污污染的砌塊；砌塊堆放時應(yīng)平整、避免雨淋，上墻時含水率應(yīng)合乎標準和技術(shù)規(guī)程要求。
（6）嚴禁蒸壓加氣混凝土砌塊與其它材質(zhì)的磚或砌塊混砌，不同體積密度等級和強度等級的砌塊不應(yīng)混砌。
三、結(jié)語
（1）加氣混凝土性能優(yōu)異，是一種既具保溫隔熱性能又可作為墻體的外墻自保溫材料。
（2）應(yīng)以系統(tǒng)概念把加氣混凝土自保溫體系作為一個整體來研究，要特別注意分析墻體常用構(gòu)造及熱橋處理、配套砂漿、施工等。
（3）框架或剪力墻結(jié)構(gòu)的熱橋部位對節(jié)能的影響較大，應(yīng)用加氣混凝土自保溫體系時，不可忽視外墻熱工計算、熱橋保溫處理及其構(gòu)造等具體問題。
（4）砌筑和抹灰砂漿是加氣混凝土自保溫系統(tǒng)中重要的組成部分，其中砌體砌筑灰縫寬度、砂漿密度等級和抹灰厚度等都對外墻整體性能有影響。
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