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达到节能75%建筑节能设计标准要求的烧结砖复合墙体
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添加日期:2020-10-23 15:27:18   浏览次数:245   文章来源:   作者:

 

摘要:节能标准的逐步提高和建筑体系的变化,烧结砖行业面临几千年来最严重的产品应用危机,烧结砖产品的应用是烧结砖行业生存的前提,需要行业共同重视烧结砖产品的应用,促进行业发展。烧结砖在节能75%(或更高)建筑节能设计标准下如何应用?如何适应节能标准和建筑结构?开拓城市建筑应用的烧结砖行业的当务之急。本文通过分析夹心墙体、外保温墙体中烧结砖复合墙体能达到节能75%建筑节能设计标准的传热系数,促进烧结砖的建筑应用。

 

 

在各地逐步实施节能75%(或更高)建筑节能设计标准下,烧结砖的主导产品应该发展什么?怎么应用才能达到建筑节能要求?下面我们进行分析,内容有点长,请见谅:

一、在节能75%(或更高)建筑节能设计标准对墙体的要求

1建筑节能设计标准的发展过程。

1986年强制执行的《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JGJ26—86)是以每平方米采暖面积一个采暖季耗标准煤25公采暖能耗为基数降低30%17.5公斤(标准煤),也称第一步节能;1996年开始实施的《民用建筑节能设计标准_采暖居住建筑部分》(JG/J26-95)节能50%的设计标准(即每平方米采暖能耗降低到12.5公斤标准煤以下)(也称第二步节能)。第一步、第二步节能标准是先有国家标准,各地方再制定实施细则;北京市《居住建筑节能设计标准》(DB11-891-2004)于2004年率先实施节能65%设计标准(即第三步节能),其他省市也逐步制定地方第三步节能标准并实施,第三步节能完全由建筑物维护结构承担。2012年北京市节能75%设计标准《居住建筑节能设计标准》(DB11-891-2012,)(也称第四步节能)已实施,紧接着山东、河北、天津等地区在居住建筑方面已逐步制定并执行节能75%建筑节能设计标准(第四步节能)。

目前我国住宅和公共建筑普遍执行的是节能65%的标准。部分执行节能75%设计标准。北京节能80%的设计标准(也称第五步节能)已征求意见结束,即将实施。

2、节能75%设计标准对烧结砖行业的影响有多大?

节能设计标准对墙体材料要求的主要指标是墙体传热系数K值。第一、二步节能标准下,烧结多孔砖、空心砖综合性能更好,既能承重、又能达到节能要求、价格低廉、原材料来源广泛、生产技术成熟,烧结砖的综合性能是当时墙材的“全能王”当之无愧,烧结砖得到快速发展和广泛应用。随着2004年北京节能65%的设计标准的实施,对墙体热工性能提出更高要求,烧结砖无论改变孔型结构、增加成孔剂等提高烧结砖的保温性能,都达不到外墙要求的传热系数,“自保温”功能在北方地区已无可能的实际应用,烧结砖仅实现围护、填充功能,保温功能由保温材料完成。(以甘肃省为例,烧结砖单一材料墙体达到外墙传热系数在不同节能标准下需要的墙体厚度见图1)

1[1]、估算甘肃省不同节能设计标准下单一材料烧结砖墙体需要的厚度(mm

 

目前外墙材料的实际情况是,不仅单一材料烧结砖墙体无法达到节能75%设计标准要求墙体传热系数,保温材料行业也面临的节能75%设计标准下因保温层太厚需要保温体系重大改变的问题。例如:岩棉要达到180mm才能满足北京市节能80%的外墙传热系数,大于120mm才能满足兰州市的节能75%要求。由于墙体厚度的增加,传统岩棉板外贴的薄抹灰外保温体系不能满足强度、抗风压等结构性要求,就需要钢丝网架支撑其重量的厚抹灰系统,建筑结构、保温体系要发生重大变化。

二、了解北京节能80%设计标准对外墙的传热系数k的要求,客观正确认识烧结砖产品的发展趋势

1、北京节能80%设计标准技术内容变化

北京节能80%《居住建筑节能设计标准》(DB11/891-2020)(也称第五步节能)即将实施,主要技术内容变化:

1)、提高了建筑节能目标;

2)、提高了建筑围护结构热工性能,大幅提高了外窗传热系数标准;

3)、提出了规定性指标与性能化指标双控的要求;

4)、给出了建筑物供暖能耗指标和集中空调系统能效水平指标的性能化计算方法,并分别给出了限值的现行值与引导值,统一了能耗计算软件内核;

5)、增加了外表系数的术语与限值;加强了对供暖、通风和空调系统的节能设计要求;修改了太阳能生活热水设置的判定条件,增加了生活热水热源选择的条文;增加了光伏发电的规定。

北京市节能率达到了80%的设计标准,是我国第五步居住建筑节能设计标准,且全部由围护结构节能承担。有标杆效果,标准采用最严格的节能判定方法,对建筑建筑节能设计采用规定性指标和性能化指标双级控制的节能判定方法。(见表1)。

1、北京地方标准《居住建筑节能设计标准》(DB11/891-2020)中围护结构传热系数k限值。

2、北京市节能标准指标的两大重大升级:

一是外墙体传热系数升级至0.35 W/m2.K如果建筑体型系数设计的不利,可能还要达到0.23 W/m2.K的要求,不要说烧结砖、加气块等传统材料不可能达到“自保温”。常规保温材料厚度增加的幅度也很大(见表2);

 

2、估算常见保温材料达到传热系数0.23 W/m2.K的保温层厚度

保温材料名称

导热系数(W/m.k

所需厚度(mm)

模塑聚苯板

0.039

170

石墨聚苯板

0.03

140

聚氨酯板

0.024

110

酚醛板

0.035

160

真空绝热板

0.006

30

岩棉板

0.04

180

 

二是门窗性能升级,整窗传热系数升级至1.1 W/m2.K这个K值指标接近河北省发布的被动式超低耗能标准,是非常高的指标,目前市场大多数门窗将面临淘汰。

3、甘肃省节能75%标准对外墙传热系数k的要求

3、《甘肃省严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(DB62T3151-2018)的热工性能参数

 

4、我国节能标准对外围护结构热工性能的要求与国际相比还有差距

很多人觉得我国的节能50%、节能65%到节能75%或更高设计标准要求高了,很难达到,但与国际上相比,还是比较低的水平(见表4)。也有一些人拿国外烧结砖的应用批评国内不注重烧结砖的保温性能,其实国外的烧结砖应用倾向于装饰材料,保温功能由保温材料完成。国内把烧结砖作为最廉价、最基本的填充材料。

4[2]、国际上设计标准中围护结构传热系数的对比。

 

行业要有正确认识,围护结构的保温性能还会提高,烧结砖产品结构要提前布局,主导产品的定位要准确,否则影响行业发展。

三、烧结砖产品的当务之急是要返回城市建筑应用

1、烧结砖的主导产品应发展以城市建筑应用为主,利于复合保温材料、砌复合墙体的烧结空心砖和砌块。

节能75%设计标准不仅对外墙提出较高的热工要求,也对分户墙、隔墙、楼梯间等墙体提出保温要求。依靠增加墙体厚度、提高烧结砖的保温性能已没有实际意义,与其增加墙体厚度或改变孔隙结构增加生产难度和降低成品率,还比不上增加几到十几毫米保温材料,保温隔热功能由保温材料完成。单一材料烧结砖墙体将失去外墙“自保温”市场。

另一方面,实心砖在正规设计、节能审查、验收的城市建筑中已淘汰,大量应用在农村建筑。 2020年在国家新农村建设、美丽乡村建设、“棚户区改造”、农村危房改造和精准扶贫等政策红利消失后,烧结砖企业失去广大农村市场。烧结砖要生存,就必须返回城市建筑应用。

烧结砖产品主导产品要发展以降低容重为主要技术方向、利于复合保温材料、砌复合墙体、符合建筑模数,实现围护功能的低容重烧结空心砖和砌块。

2、克服侥幸心理、扩大烧结砖的建筑应用

特别注意:行业有一个观点认为烧结砖存在几千年,没有烧结砖,建筑用什么材料盖房子的侥幸心理,现在不同了,墙材经过改革开放后几十年的快速发展,各种建筑材料都产能过剩,无论加气块、水泥砌块、烧结砖等那一类产品都不是不可替代的,哪一个行业的消失对墙体性能、建筑影响都不大、对社会影响也不大,只有行业、企业和从业人员的损失。

要客观正确认识每一个产品的优点和不足,积极应对,不能有烧结砖存在几千年的优越感,市场是检验的标准,必须要适应市场、培育市场、生产市场需要的产品,企业才能生存和发展,积极发展适应城市建筑结构的空心砖和砌块产品,与加气混凝土砌块、墙板等产品竞争中挤出一块市场,是烧结墙材企业的当务之急

 

3、做好烧结砖建筑应用基础工作,加强推广应用

节能75%或更高节能标准下的当地建筑应用“技术规程”、“建筑构造图集[3]”,是烧结砖建筑应用前置、最基本的技术文件,是烧结砖产品应用的基础。

很多地方烧结砖企业都说设计院不设计、工地不用烧结砖。没有应用技术规程、构造图集,设计、施工、监理、验收没有依据,谁敢用?

很多省市烧结砖的技术规程、构造图集还是十年前的,节能标准、建筑体系已发生重大的变化,烧结砖还怎么用?

也有人认为建筑应用技术规程、建筑构造图集是建筑企业使用,烧结砖企业没有必要花费资金、精力编制,这种观点是很对产品市场认识的不足,与烧结砖相同功能且性能优势明显的产品(如加气混凝土砌块、墙板、复合保温砌块等)很多,如果烧结砖的推广应用跟不上,自己产品的市场自己不开发、等待别人推广,会被其他同类产品或功能相同相近产品淘汰,失去市场应用。

技术规程、建筑构造图集各省市的不通用,当地的行业协会、大型企业要组团、牵头、协调政府主管部门,组织科研设计院、企业编制当地烧结砖在节能75%(或更高)建筑节能设计标准下的烧结砖建筑“应用技术规程”、“建筑构造”图集,烧结砖企业要有正确认识,这项工作在自救,不是为别人,是为自己培育市场,也是生存的前提。

在完成烧结砖“应用技术规程”、“建筑构造”图集的编制后,烧结砖企业必须参与各省市的每年的“建设工程预算定额”调整工作,通过协会、企业及时的对定额提出调整建议,要根据市场变化和竞争同类产品的变化进行价格调整,一方面企业有盈利的机会,也要有和同类墙材产品竞争的优势,克服烧结砖企业与建筑应用脱节、烧结砖产品没有话语权的被动局面,使企业有生存的空间。否则,烧结砖没有市场应用,只能自生自灭。

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四、传热系数[4]k小于0.45 W/m2.K的烧结砖复合墙体应用示例[5]

没有建筑应用就没有烧结砖产品的市场,烧结砖在节能75%设计标准下怎么用是最需要行业关注的,外墙的传热系数小于0.45 W/m2.K,基本能满足国内除严寒地区外的大多数地区节能75%设计标准要求的外墙传热系数。下面我们针对最常用外墙保温材料(钢丝网复合岩棉板、硬泡聚氨酯板、模塑聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、热固复合聚苯乙烯板(D型)、热固复合聚苯乙烯板(G型)、石墨聚苯乙烯板(G型))与烧结砖复合的热工性能,结合《甘肃省严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(DB62T3151-2018)(节能75%设计标准)的应用示例,分析烧结砖在节能75%设计标准下的应用,供参考。

1、夹心墙体中烧结砖组合应用示例。

1)、烧结多孔砖kp1115+240mm)与60mm硬质聚氨酯板复合夹心墙体415mm厚墙体。保温材料防火性能达到复合A级(k=0.38 W/m2.K

2)、烧结多孔砖DM90+190mm)与80mm膨胀聚苯板复合夹心墙体320mm厚墙体。保温材料防火性能达到复合A级(k=0.41 W/m2.K

3)、烧结空心砌块KM140+140mm)与80mm膨胀聚苯板复合夹心墙体400mm厚墙体。保温材料防火性能达到复合A级(k=0.43 W/m2.K

2、外墙外保温墙体中烧结砖组合应用示例

2.1孔砖墙体与保温材料复合

1)、kp1多孔砖墙体与钢丝网复合岩棉板复合

2)、kp1多孔砖墙体与硬泡聚氨酯板复合

 

3)、kp1多孔砖墙体与模塑聚苯板(EPS)复合

 

 

4)、kp1多孔砖墙体与挤塑聚苯板(XPS)复合

 

5)、kp1多孔砖墙体与热固复合聚苯乙烯板(D型)复合

 

6)、kp1多孔砖墙体与热固复合聚苯乙烯板(G型)复合

 

 

7)、kp1多孔砖墙体与石墨聚苯乙烯板复合

2.2空心砖墙体与保温材料复合

1)、空心砌块墙体与钢丝网复合岩棉板复合


2)、空心砌块墙体与硬泡聚氨酯板复合

3)、空心砌块墙体与模塑聚苯板(EPS)复合

4)、空心砌块墙体与挤塑聚苯板(XPS)复合

 

5)、空心砌块墙体与热固复合聚苯乙烯板(D型)复合

6)、空心砌块墙体与热固复合聚苯乙烯板(G型)复合

7)、空心砌块墙体与石墨聚苯乙烯板复合

3、外保温墙体中混凝土组合墙体与烧结砖墙体的对比

钢筋混凝土墙体300mm110mm钢丝网复合岩棉板复合,复合墙体厚度450mm,达不到k小于0.45 W/m2.K。(k=0.47 W/m2.K)。注意对比:190mm空心砌块墙体与300mm钢丝网复合岩棉板复合k=0.45 W/m2.K

 

需要特别注意:由于之前有机类保温材料的厚度大多数没有超过70mm,无机类保温材料没有超过100mm,在节能75%设计标准下保温材料增加厚度后的缺少实际应用数据和建筑应用,各地的建设主管部门、墙材生产、科研设计院、企业等都在开展在节能75%设计标准下墙材如何应用的研究。例如:为了减少保温材料厚度,加气混凝土开发超轻B03B04加气混凝土砌块;模塑聚苯板改为钢丝网架模塑聚苯板;岩棉板改为钢丝网架岩棉、竖丝复合岩棉板;改变目前的“薄抹灰保温系统”为“厚抹灰系统”等措施,提高保温材料、压缩、弯曲、拉伸强度和强化与其他墙材的复合,以解决保温材料厚度增加后的抗风压、强度、耐候性等问题,烧结砖产品如何适应节能75%设计标准?应引起行业重视。

五、结语

1、节能75%(或更高)建筑节能设计标准下,烧结墙材的功能发生重大变化,在国家新农村建设、美丽乡村建设、农村危房改造和精准扶贫等政策红利消失后,烧结砖企业失去广大农村市场。积极发展适应城市建筑结构、建筑节能的空心砖和砌块产品,与加气混凝土砌块、墙板等产品竞争中挤出一块市场,是烧结墙材企业的当务之急。

2、烧结砖企业急需编制烧结砖建筑的“应用技术规程”、“建筑构造图集”,也是烧结砖城市建筑应用的基础、必须条件,为设计、施工、监理、验收等提供依据。同时烧结砖企业要参与烧结砖的“建设工程预算定额”的调整工作。

3、烧结砖生产企业要做好推广烧结砖应用的工作,加强烧结砖在夹心墙体、外保温墙体的应用及在分户墙、内隔墙建筑应用研究,抢回失去的烧结砖城市建筑市场,扩大烧结砖企业的生存和发展空间。