江苏可持续建筑节能墙体可选择的新材料、新技术简介

苏省墙体材料改革办公室总工程师荀和生（南京）
[摘要]江苏墙体材料革新与推广节能建筑已经历三个五年计划，为可持续建筑发展创造了一定的条件。本文根据国家暨省的有关墙改政策及与时俱进的原则，将省内生产的具有一定规模的新材料和节能新技术进行归类简介，提供参考。
1 新材料
目前我省生产的新墙材产品有各种烧结类空心砖，（包括多孔砖和空心砖，多孔砖是承重的，空心砖是非承重的），原料多以粘土为主体，也有用页岩及工业废渣的，如粉煤灰、煤矸石等；有各种免烧砖，如粉煤灰砖，水泥砖等；有各种建筑砌块，如小型砼空心砌块、废渣砌块等；还有各种加气混凝土制品及板材、复合板材等，基本具备可持续建筑墙体选择使用新材料的条件。
1.1 砖类
（1）空心（含微孔）粘土烧结砖（包括掺渣或其他原料率小于50%的砖）
按照国家标准GB5348-85《砖和砌块名词术语》分为承重型（简称多孔砖，其KP1型多孔砖面广量大）和非承重型（简称空心砖，其KM1型空心砖面广量大）两大类。墙改导向要求：承重空心砖的孔洞率要大于25%，非承重空心砖的孔洞率要大于35%；框架结构建筑内隔墙禁止使用粘土类空心砖；砖的孔型以矩形、错排孔最佳，有益于提高砖的热工性能。一般空心粘土烧结砖的传热系数K值约为0.58，比传统实心砖好；节约粘土资源30%左右，重量轻，能改善建筑物的抗震性能；但仍以黏土为主要原料，烧结工艺（有空气污染）。由于生产和应用面广量大，目前作为新墙材的过渡产品。
（2）烧结粉煤灰砖、煤矸石砖、江（河）淤泥砖及泥质尾矿砖
生产原料不用或少用资源性粘土，且能大量利废（除淤泥砖外，一般生产原料中利废量达到50%），属非粘土类，有实心和空心的两种。根据它们的强度等级分为承重型和非承重型，执行粘土类烧结砖标准，它们的热工性能略优于或等同于同类型粘土砖。该类产品生产原料综合利用了工业废渣或可利用资源，对环境治理有利，而烧结工艺又对空气有污染，因此总的评价是利大于弊；此外，它们的建筑应用传统性强，用户易接受、易推广，是鼓励砖厂技术改造、因地制宜、升级换代的新墙材主导产品。
（3）模数空心砖（包括烧结和非烧结类各种材质制品）
所谓模数空心砖，即砖型符合建筑模数整数化原则，并辅以配砖的空心砖，以减少施工的砍砖量，降低耗材，提高建筑质量。目前比较成熟的产品是南京生产的页岩模数砖，该产品生产原料全部使用硬质页岩（可利用资源，南京周边地区储量丰富），由于生产工艺装备先进，生产的页岩模数空心砖主砖孔型为11排错位矩形孔，孔洞率达到35%，容重1200kg/m³，传热系数K值约为0.44，一级品强度等级大于MU10，性能优良。模数空心砖是各种建筑砖的换代产品，有条件的砖厂可通过技术改造组织生产，是建筑砖的发展方向。
（4）蒸压粉煤灰砖、混凝土砖（如使用轻集料，一般为非承重型）
生产原料利废或不使用粘土，对环境基本没有污染，属非粘土类，有实心的和空心的两种，根据它们的强度等级分为承重型和非承重型，一般空心的为非承重型。承重型的实心蒸养粉煤灰砖和混凝土砖，可用于建筑零零线以下。蒸压粉煤灰砖和使用轻集料（如煤渣等）制成的非承重砖的热工性能相当于空心粘土烧结砖；混凝土砖热工性能差，传热系数K值大于0. 。该类产品可利废、能耗低、无污染、施工方法与普通砖一致，易推广取代传统材料，大量节约粘土资源，是新墙材推广的主导产品。
1.2砌块类（一般都是非粘土制品、非烧结工艺生产、不污染环境）
（1）蒸压加气混凝土砌块（禁用非蒸压制品）
按生产使用的主要原料如粉煤灰、石英砂（一般是尾矿或可利用资源）等，具体产品称为粉煤灰加气砌块、砂加气砌块等，是利废制品。该类产品具有质轻、保温、防火、可锯、可刨、易加工等特点，传热系数K值小于0.22，一般容重在500~750kg/m³之间，强度等级大于Mu3.5，砂加气砌块品质更为优良。它们适用于各种框架结构体系类建筑的非承重墙体，用于一般设计标准的节能建筑外墙，可满足自保温墙体要求。该类产品的生产和应用有较完整的国家标准、规范，江苏大部分地区都有生产企业，已具有一定的产量和规模，并辅以专用砌筑砂浆和抹面砂浆，施工技术趋于成熟，是新墙材推广的主导产品。
（2）混凝土小型空心砌块
混凝土小型空心砌块分为承重型和非承重型，一般强度等级大于Mu7.5的，可做承重砌块使用，质量好的承重砌块强度等级能达到Mu15以上，单排孔砌块容重1200Kg/m³；原材料使用轻集料（如煤渣、陶粒等）或粉煤灰使用量大（体积比大于50%）的砌块，通常作为非承重砌块使用，容重800-1000Kg/m³。由于砌块体积比普通砖大数倍（一般约 10倍），非烧结，但干缩率和收缩绝对值大一些，且热工性能差，一般普通混凝土的传热系数K值大于0.77，使用轻集料的K值大于0.68，因此，砌块砌筑时要严格按应用技术规程要求施工，装饰砌块裸墙要使用防水涂料，节能建筑设计须采取复合保温隔热措施，最好是外复合保温，才能较好解决砌体的热、裂、漏问题。该类产品生产原料选择范围广泛、可利废、能耗低、无污染、发展生产不受地域条件限制，按砌体施工要求施工，且效率较高，是新墙材推广的主导产品。
（3）石膏空心砌块
石膏空心砌块主要原料使用低品位建筑石膏或工业副产石膏（如电厂除硫石膏等），生产无污染，还可加入各种轻集料、掺入粉煤灰等，是利废制品。石膏空心砌块容量轻，约600Kg/m³左右，强度等级大于Mu3.5，适于建筑非承重墙体的内隔墙使用；它的体形一般为混凝土小型空心砌块的3倍左右，带榫槽，砌筑时须使用专用砂浆，施工方法简单易掌握，工效高，热工性能优于混凝土，人居舒适性较好，是新墙材推广的主导产品。
1.3 板材类
建筑板材生产工业化较强，能耗低、一般无污染，建筑应用易实现装配化，施工效率高，是新墙材发展的主导产品。产品分厚、薄两种类型，通常厚板指8cm厚以上的板，有达到25cm厚的，单张板的厚度即墙的厚度；薄板大都指5cm厚以下的板，做墙体时需用龙骨作支架两面复合薄板。
（厚板）
（1）水泥轻质多孔条板（骨料为轻集料）
该类产品有增强和非增强两种，增强的又分纤维（如耐碱玻璃纤维等）增强和钢丝（筋）增强两种，板的竖向具有若干个圆孔，板厚通常在8-12cm，面密度约800-1000Kg/m³；产品主要应用于层高4m以下框架结构建筑的内隔墙，具有轻质、墙薄、施工效率高等特点；干缩率是选择产品质量的关键指标，越小越好，一般控制在0.6‰m(国标0.8‰m)以内，再配合专用结缝砂浆和必要的技术措施，保证施工质量，经抹面，能够避免开裂；根据建筑结构需要，加筋板可用于外墙，须采取复合外保温隔热措施。
（3）石膏多孔条板
石膏多孔条板包括石膏珍珠岩、石膏粉煤灰硅酸盐多孔条板等，主要用作工业和民用建筑物的非承重内隔墙。以天然熟石膏或化学石膏（工业副产石膏等）为主要原料，掺入一定量的粉煤灰或水泥，再加入少量增强纤维（或配置玻纤网格布），并加进适量膨胀珍珠岩作为轻质骨料，经水拌合成料浆，浇筑入模成型，再经初凝、抽芯、干燥等工序而制成多孔条板。石膏板的热工性能、人居舒适性及施工性能优于水泥板。在建筑应用上，有将竖向圆孔内插筋灌注混凝土作多层建筑的承重墙使用的。
（4）蒸压加气混凝土条板
生产使用的主要原料和工艺基本同蒸压加气混凝土砌块一样，用粉煤灰、石英砂（一般是尾矿或可利用资源）等，用涂覆防锈漆的钢筋网片增强，分别称为粉煤灰加气板和砂加气板等，是利废制品。砂加气板品质较好。江苏成熟产品主要是南京生产的砂加气板（简称NALC板）,该产品具有质轻、保温、防火、隔音、抗震、强度高、易施工、尺寸性好，不用抹面砂浆等特点，干导热系数K值小于0.13，干燥收缩率小于0.3mm/m，产品性能优于多孔条板，适用于各种框架结构体系类（特别是钢结构体系）建筑的非承重墙体，经特殊设计的板可作楼板使用，用于节能建筑外墙，可满足自保温墙体要求。NALC板生产和应用有完整的产品标准、应用规程和图集，生产工艺和规模符合产业现代化要求，应用技术趋于成熟，是新墙材推广的主导产品。
（5）夹心复合板（又称三明治板）
该类产品上下两层使用薄板，如纤维增强水泥板、硅酸钙板、石膏类板、木纤维板、彩钢板等；中间层使用轻质材料，一般是硅酸盐轻发泡材料加聚苯乙烯发泡珠或珍珠岩发泡珠，也有用无机纤维（如矿棉等）或蜂窝材料的，具有质轻、保温、防火、隔音、抗震、易施工、尺寸性好，不用抹面砂浆等特点，干燥收缩率取决于面板，一般小于0.6mm/m，产品性能优于多孔条板，适用于各种框架结构体系类建筑的非承重内隔墙，有的板可作外墙体使用。中间层用有机材料（如阻燃性聚苯乙烯发泡板等）的，因防火问题，不适合大空间、非临时性及高层建筑使用。此类板生产和应用有完整的产品标准、应用规程和图集，一般生产工艺和规模能够符合要求，应用技术趋于完善，是新墙材推广的主导产品。
（6）钢丝网架复合保温板（又称3D板）
该类产品是用防锈钢丝穿插在保温板上形成钢丝网架，在建筑现场搭建后，两面喷砂浆刮抹成墙，可作非承重的内外墙使用，房屋整体性好，具有质轻、保温、隔音、抗震、适于机械化施工等特点，适合应用在节能建筑上。中间的保温板有有机和无机两种材料，用有机材料（如阻燃型聚苯乙烯发泡板）的，由于耐燃问题，必须严格按消防要求设计应用。此类板的生产工艺能够达到工业化要求，名人创业的故事。应用技术趋于完善，是新墙材推广的主导产品。
（7）稻草板
该板两面用牛皮纸包裹着经防霉、阻燃、防蛀处理过的密实稻草，具有一定的木质板的特点，且改善了木材的单向性能，提高了抗冲击性，增大了板面尺寸，学习加气混凝土砌块密度。质轻、保温、隔音、抗震、透气性好、施工速度快，适用于多层建筑以下非承重的内隔墙，人居亲和性较好。由于稻草资源的可循环性，达标产品必须机械化生产，因此它是可持续绿色建材产品。
（8）粗秸杆板
用各种农作物粗秸杆和灌木的废枝条，短切后经工厂化干燥、炭化（提高耐燃性、防蛀）等处理，然后用水泥包浆、摊铺、轻压、养护制成厚板。建筑应用主要用作非承重的内隔墙，用砂浆抹面，具有质轻、保温、隔音、透气、施工性好、人居较舒适等特点。由于秸秆资源的可循环性，产品机械化生产，因此它的可持续性和绿色化程度较高。
（薄板）
（9）纸面石膏板
纸面石膏板是以建筑石膏掺入适量添加剂和纤维作为板芯，两面复以特制的护面纸作面层的一种轻质薄板，具有轻质、耐火、加工性好等特点，可与轻钢龙骨及其它配套材料组成轻质内隔墙与吊顶。除能满足建筑上防火、隔声、绝热、抗震要求外，还具有施工便利，可调节室内空气温度以及装饰效果好等优点，适用于各种类型的工业与民用建筑。从各种轻质隔断墙体材料来看，产量最大和机械化、自动化程度最高的是纸面石膏板，墙体内可安装管道与电线，墙面平整，装饰效果好，是较好的隔断材料。
（10）纤维增强水泥或硅酸钙板（禁用石棉纤维）
用水泥的称为水泥板，分普通水泥板和低碱度水泥板两种，经压板或挤出、蒸养等工序制成；用硅、钙质材料的称为硅酸钙板，经制浆、压板、蒸压等工序制成。根据板的密度，可分为高密度板和低密度板，板面带装饰的称为装饰面板，否则为平板；增强纤维用木纤维、有机纤维、混合纤维等，以木纤维为主的称为木纤维水泥板。各类纤维水泥板均具有防水、防潮、防蛀、防霉、加工性好等特性。面密度不低于1.7g/cm3、吸水率不大于20%的高密度板，因强度高、抗渗性和抗冻性好、干缩率低，经表面涂覆处理后可作建筑外墙面板。各类纤维硅酸钙板具有面密度低、比强度高、湿胀率小、防火、防潮、防蛀、防霉、加工性好等特性，可用作建筑的内隔墙与吊顶，经表面防水处理后也可用作建筑的外墙面板，此种板材有很高的耐火性，更适用于高层与超高层建筑。
（11）定向木纤维胶合板
使用废弃杂木材、速生木等，经工厂化切片、干燥、阻燃、防蛀、上胶等工序处理，然后根据材质、用途、纤维方向有序排列，压制成型。它具有木材的所有特点，复合在龙骨两面成墙，具有质轻、保温、隔音、透气、施工性好、人居舒适等特点，是木结构房屋墙体的良好选材。由于它综合利用木材资源，产品机械化生产，木材本身的无污染性和可生长性，使它具有较高的可持续性特点。（12）石膏纤维板
石膏纤维板是由建筑石膏加纤维（废纸纤维、木纤维或其他纤维）及多种添加剂（淀粉，硫酸钾，密封剂，生石灰等）制成，可分为均质板（包括厚、薄板）、夹层复合板（厚板，上下两面为均质板，芯层为膨胀材料组成），薄板可作吊顶。此种板材具有较好的尺寸稳定性，且防火、防潮、隔音及可钉、可锯、装饰的二次加工性能，适合内墙使用，人居舒适感较好。
（13）塑料异型材接插板
用PVC塑料（可使用一部分二次塑料）经塑料挤出机挤出，形成中空异型片材，施工现场按图集要求接插成墙的雏形，然后喷砂浆刮抹成墙。该产品成墙面积可大可小，现场裁接掌握灵活；大面积成墙整体性强，没有拼缝，可以建造异型墙；墙面布线插管在喷刮砂浆前，因此，不破坏墙体，不受部位的局限；适用于框架建筑非承重内隔墙，防火、墙薄、抗震、有一定的热阻断功能，进行必要的构造设计，可应用于外墙体。
以上产品选用时，均须注意选用符合"国家关于建材企业规模导向目录规定"的企业所生产的产品，同时要关注国家有关部门所发出的技术公告，避免选用国家明令禁止使用或限制使用的产品，如：非蒸压加气粉煤灰制品和氯氧镁水泥制品等。
2 节能墙体的隔热保温技术
节能建筑关键在外围护结构的隔热保温性能。建筑外围护结构主要由外墙体、门窗、屋面和地面几部分组成，一般住宅建设中，就采暖耗热量来说，外墙（包括楼梯间墙体）耗热量占35%~45%，窗户占23%~25%，户门和阳台门约占5%，屋面约占8%，空气渗透占18%~22%，地面仅占2%。夏季使用空调降温的能耗比例也大致相同。因此，降低建筑耗能，贯彻建筑节能设计标准，主要从外墙体、屋面和门窗三个方面入手，而外墙体和屋面所占比重最大。结合新墙材的建筑应用，执行《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》DB32/478-2001，目前江苏节能建筑外墙体（又称节能墙体）选择的节能技术措施有以下几种：
2.1 墙体材料自保温外墙构造技术
一般砌筑砌体厚度不超过240mm能够达到自保温要求的墙体材料，质量都比较轻，强度不会很高，主要用于非承重墙体，即各种框架建筑结构体系的外墙体。从以上介绍的新墙材品种中，蒸压加气混凝土制品自身的传热系数小，通常加气块砌筑墙体采用200mm厚，NALC板采用150mm厚，即能够满足现行节能墙体设计的传热系数要求。应用中必须严格按产品应用技术规程要点施工，以保证施工质量，框架结构的冷（热）桥部件须进行保温措施，如：外贴聚苯板、聚氨酯外喷硬发泡、外贴NALC薄板等，避免结露现象。
2.2 保温砂浆外墙外保温构造技术
现阶段应用烧结类多孔砖为外墙体的砖混结构建筑外墙，通常墙体厚度为240mm采用KP1型或标准模数砖砌筑，其裸墙体本身传热阻R可大于0.41(视砖孔型改进、排数提高、原料利废量增加，R值可达到0.54以上)，再加上墙面混凝土构造形成的冷（热）桥面积比例小，砌筑砂浆也可采用保温砌筑砂浆，因此采用保温砂浆外墙外保温构造技术可以基本达到现行节能墙体标准。保温砂浆必须采用专用外墙保温砂浆，分界面层、保温层、面层，严格按应用技术规程要点施工，避免面层裂纹，确保质量。
保温砂浆是现阶段部分节能墙体采用的过渡性保温技术措施，节能效果差一些，随着节能建筑标准的提高将逐步淘汰。
2.3 聚苯乙烯板外贴外保温构造技术
此类外保温构造是将聚苯乙烯保温板（EPS或XPS）采用丙烯酸水泥胶外贴在建筑物完整的外墙面上（包括冷热桥），有点铺法和满铺法两种形式，中、高层建筑须用铆固膨胀螺栓加固，再覆以耐碱玻璃纤维网格布增强聚合物砂浆作面层，通常采用的聚苯乙烯板厚度都大于25mm，其本身的传热阻R值已大于1，不存在冷（热）桥现象，因此保温效果很好，基本适用于各种建筑结构体系和应用各种墙体材料的高标准的节能建筑，有利于推广应用非粘土新墙材。剪力墙结构建筑可以将聚苯乙烯板加固定螺栓附在剪力墙外侧一起浇筑。为保证建筑工程质量，选用材料时应注意：聚苯乙烯保温板须选用阻燃型的；EPS板不能使用18Kg以下级的，最好选用20Kg以上级的；XPS板不能选用全部使用回收塑料加工的（因板质刚度大）；丙烯酸胶要求使用配套的专用胶，严格按应用技术规程施工。
另外，工业化生产的聚苯乙烯保温装饰板，也是可选择的一种建筑外墙外贴外保温技术措施，通常板厚达到25mm，传热系数能满足节能墙体设计要求，施工时注意选用配套的专用嵌缝胶。
2.4 装饰板干挂外墙保温、隔热构造技术
建筑外表面上固定龙骨，保温材料覆在龙骨间的墙面上，保温材料通常采用40mm以上厚（根据节能设计标准取值）的矿棉、玻璃棉等，对建筑外墙体起到保温作用；然后在龙骨上外挂装饰板或砖，上下板与板或砖与砖之间叠合或采取胶泥嵌缝，装饰板与保温材料之间留有10mm间隙，这样不仅能阻断太阳对墙体的直接辐射，而且保护了保温材料，墙体透气性好，并起到防雨水的作用。这种构造技术将保温、隔热措施分别设计，应用于江苏地区节能建筑是比较科学的一种方法

(责任编辑：admin)

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