加气混凝土建筑节能

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混

凝

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建

筑

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节

能

加气混凝土作为一种新型墙体材料，经过近40年的发展已逐步为人们所认识，为社会所接受，并在各类建筑中得到一定的应用，成为新型墙体材料的重要品种之一。但是加气混凝土在建筑中应用的程度和功能的发挥至今远未达到应有的水平，特别是在过去的应用中，加气混凝土制品仅仅简单地作为代替烧结实心粘土砖的一般墙体材料对待，而对于加气混凝土制品的另一个更为重要和突出的保温功能没有为人们充分认识，为人们所注意、所重视或者说被忽视了。也就是说加气混凝土在建筑中的作用还远远没有得到充分的发挥，这一现象应加以纠正，并得到改善。

一、建筑的巨大能耗及其节约潜力

建筑能耗包括建筑物的建造能耗、日常使用能耗。建造能耗又包括建造各类建筑物所用各种建筑材料，设备的生产能耗；材料、设备从产地运到建筑工地以及施工中搬运所消耗的能耗。使用能耗主要包括冬季室内采暖，夏季室内空调降温及照明能耗。前者是一次性的，后者是长期的、经常发生的。

“十五”期间，我国社会房屋建筑年竣工面积将达15～20亿m2，其中住宅约12亿m2。消耗大量的钢材、铝材、钢材、水泥、砂、石、砖、瓦、石材、玻璃、陶瓷、工程塑料、涂料、防水、保温材料、吸音、隔音材料等。仅材料生产，如钢材、水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、砂石几类材料生产，年能耗在1.6亿吨准煤。占全国能源产量的13%左右，而在使用能耗方面，目前采暖地域按国家政策规定只限于黄河以北的城镇、农村。采暖人口仅占全国人口的14%，每年采暖耗煤1.3亿吨以上，占全国能源质量10-11%。而黄河以南地区居住着我国40%的人口，冬季寒冷，夏日酷热，人们生活质量不高，急需改善。尽管国家政策规定不予采暖，但随着经济发展，人们生活不断提高，人们自行采用各种方式进行采暖，采暖能耗还会进一步增加。另外，全球气候的转暖以及人们要求改善夏天室内的环境，空调制冷已在全国城镇普及，并将由城镇逐步走向农村。相同时间的空调能耗是采暖的3倍，而在炎热地区一年中空调时间往往超过北方采暖时间，有些专家根据我国经济发展形势和建筑业发展趋势分析，到2005年，我国每年建筑能耗将达到全国能源生产总量的25～30%，如果不采取节能措施，实施越来越严格的建筑节能，建筑业的发展迟早要受到能源、环境的制约。

欧洲国家的住宅年采暖能耗已经降到每平方米6升油以下，最先进指标已达到3升油以下，而我国住宅平均采暖能耗每平方米在16～20升油之间，按欧洲方法折算，北京市住宅平均采暖能耗每平方米为16升左右。按照节能50%的标准仅住宅采暖能耗就要下降8.75升油或者更多，如果再将很多应该采暖而没有采暖的地区、不断扩大的空调制冷、没有实施节能的公共建筑、工业建筑以及需要进行节能改造的老建筑按照节能要求新建或改造，其节能数量将更巨大。节能前景极为可观。

二、建筑节能对建筑墙体热工性能的要求

为了实施和逐步推动建筑节能，1986年颁布实施了《民用建筑热工设计规程》JGJ24-83，《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-86，1987年颁布实施《采暖通用与空气调节设计规范》GB19-87，1993年颁布实施了《民用建筑热工设计规范》GB50176-93。在热工规范中对围护结构保温隔热的最低要求作出了规定，使我国采暖地区建筑节能率在各地80-81年住宅通用设计能耗水平基础上节省30%。由于种种原因，在我国三北地区并未全面实施，到1995年底，只有北京、天津、哈尔滨、西安、贯州、沈阳等少数几个城市总共不足5000万m2的建筑实施了这一措施。为了进一步推动建筑节能，提高节能水平，国务院以［1992］国发66号文提出“从1995年起我国严寒和寒冷地区城镇新建住宅全部按采暖能耗降低50%设计建造”。并按统一要求于1996年7月1日实施《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95，即各地在80-81年住宅通用设计能耗水平基础上节能50%。近来，北京市为加快现代化步伐，提出率先实施节能65%的设计标准。在50%的总节能率中，要求建筑物本身承担约30%，供热系统约承担20%。2001年又颁布实施了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001，《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》JGJ129-2000，夏热冬暖地区的居住建筑节能设计标准及公共建筑的建筑节能设计标准都在制订中。

在这些设计标准中对建筑物的墙、屋面、门窗达到50%甚至65%时的传热系数、热阻、气密性等热工性能指标做了具体规定。对我国不同地区建筑外墙墙体的传热系数规定的指标见表1。

不同地区采暖居住建筑各部分围护结构传热采数限值［w/（m2·K）］表1

采暖期室外平均温度（C）代表性城市外墙不采暖楼梯间采暖期室外平均温度（C）代表性城市外墙不采暖楼梯间体形系数≤0.3体形系数＞0.3隔墙体形系数≤0.3体形系数＞0.3隔墙2.0～1.0郑州、洛阳、宝鸡、徐州1.101.400.801.101.83-6.1～-7.0呼和浩特、抚顺、大柴旦0.650.50/0.9～0.0西安、拉萨、济南、青鸟、安阳1.001.280.701.001.83-7.1～-8.0延吉、通辽、通化、四平0.650.50/-0.1～-1.0石家庄、德州、晋城、天水0.921.200.600.851.83-8.1～-9.0长春、乌鲁木齐0.560.45/-1.1～-2.0北京、天津、大连、阳泉、平凉0.901.160.550.821.83-9.1～-10.0哈尔滨、牡丹江、克拉玛依0.520.40/-2.1～-3.0兰州、太原、唐山、阿坝、喀什0.851.100.620.780.94-10.1～-11.0佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦0.520.40/-3.1～-4.0西宁、银川、丹东0.680.650.94-11.1～-12.0海伦、博克图0.520.40/-4.1～-5.0张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番0.750.600.94-12.1～-14.5伊春、呼玛、海拉尔、满洲里0.520.40/-5.1～-6.0沈阳、大同、本溪、阜新、哈密0.680.560.9400000

三、加气混凝土建筑的节能

加气混凝土是一种性能非常优越的轻质、保温、用途广泛的内外墙体、屋面、楼层材料。它不仅可以用于民用、居住建筑的外墙围护、内墙隔断、平坡屋面而且可以用于工业厂房屋面和外墙，也可以做四层以下混合结构建筑的承重墙体，更是各类钢结构建筑的内、外墙最佳材料，是目前所有外墙材料中唯一能够满足JGJ26-95标准节能50%要求的单一材料外墙，不需麻烦复杂的复合。

建筑能耗包括：材料的制造能耗、原材料及产品的运输能耗以及建筑使用能耗。

（一）加气混凝土及烧结粘土砖的制造能耗

根据意大利E.N.E.L(电力部)、E.N.I(石油产品部)和E.N.E.A(代用能源研究开发部)官方于1985年研究结果,意大利工业能耗如下:

1、加气混凝土制造能耗

生产工艺过程相关能耗1020kj/kg

与原材料特性相关能耗----

基本电力消耗370kj/kg

合计总能耗1390kj/kg

2、烧结粘土砖平均值kj/kg最大值kj/kg

生产工艺过程相关能耗2615-29303650-3770

与原料特性相关能耗96-180340-500

基本电力消耗171-189216-234

合计总消耗2984-31974134-4486

注：(1)、上述平均值的算术平均值为3090kj/kg；

(2)、平均值是意大利技术先进并大规模生产企业的能耗数值，这些企业占同类企业总数的13%，生产能力在12万吨/年以上;

(3)、意大利67%的砖厂生产能耗都在上述最大值范围内。

3、加气混凝土比烧结砖节省制造能耗：

相当于每公斤加气混凝土比烧结粘土砖节省能源3090kj/kg-1390kj/kg=1700kj/kg，折合0.0406kg油。

4、砌筑相同面积外墙墙体时年产240000立方米加气混凝土烧结粘土产品的节能制造能耗。

A、容重为600kg/m3的加气混凝土240000立方米的重量为144000吨，制造能耗折合4780.8吨油。

B、外墙使用密度600kg/m3加气混凝土比密度900kg/m3烧结空心砖节约能源。

砌筑与144000吨加气混凝土相同面积的外墙面需218370.3吨密度为900kg/m3的烧结空心砖。生产218370.3吨烧结空心砖的能耗为16137.5吨油，故采用加气混凝土比烧结空心砖节省制造能耗折合16137.5吨油-4780.8吨油=11356.7吨油。

C、砌筑与144000砘加气混凝土相同面积外墙需562328吨密度为1600kg/m3烧结实心粘土砖。生产582328吨烧结实心砖能耗折合为43033.9砘油。

（二）加气混凝土原料及成品运输节能

1.加气混凝土原料开采运输节能

与相关材料相比，加气混凝土密度小，见图1。单位产品原材料用量少，因而挖土方和地下开采量减少。与密度为900kg/m3烧结砖相比，生产240000m3加气混凝土可节省原材料72000吨以上的原材料，与密度为1600kg/m3烧结实心粘土砖及密度为25000kg/m3普通混凝土相比，分别节省原材料240000吨和456000吨，并节约相应的开采及运输燃油。

普通混凝土

烧结砖

蒸压灰砂砖

空心砌块

加气混凝土

2.加气混凝土产品运输能耗

加气混凝土制成品容重小，通常在400-700kg/m3之间，一定载重量的汽车可以运输更大体积或者可砌筑更多墙面的产品。

A、砌筑相同面积的加气混凝土外墙比用密度900kg/m3烧结空心砖可减少运输次数2510次。可节约能源折合燃油3003吨。

B、砌筑相同面积加气混凝土外墙比用密度1600kg/m3土烧结实心粘土砖减少运输总次数6693次，节约能源折合燃油8008吨。

由于减少了运输次数而减少交通堵塞。

（三）加气混凝土建筑使用节能

1.不同材料及构造组合的复合外墙热工特性见表2

不同材料及构造组成的复合墙体的热工特性表2材料组合厚度（cm）热阻（m2c/w）隔热（w/m2·c）A石灰20.0221.431砖120.133空气层60.158砖60.140石灰20.022复合墙体280.475+0.224B石灰20.0220.612砖120.133玻璃棉40.930空气层20.162砖60.140石灰20.022复合墙体281.409+0.224C石灰20.0220.876砖120.133膨胀粘土60.600砖60.140石灰20.022复合墙体280.917+0.224D石灰20.0220.605砖120.133聚苯乙烯板60.112砖60.140石灰20.022复合墙体281.429+0.224E面层10.0110.492加气混凝土251.786面层10.011复合墙体271.808+0.224F面层10.0110.582加气混凝土201.471面层10.011复合墙体221.493+0.224G石灰20.0220.870聚苯乙烯板40.741混凝土200.105混合砂浆20.057复合墙体280.925+0.224H面层20.0221.97烧结实心粘土砖240.24面层20.022复合墙体280.284+0.224I面层20.0221.50烧结实心粘土砖370.399面层20.022复合墙体410.443+0.224

2.不同材料及构造组合复合外墙采暖节能计算：

----E组比D组即两层烧结空心砖中间夹聚苯乙烯板复合外墙采暖节能

0.605-0.492=0.113W/M2.K（27cm厚对28cm厚）

在室内外温差20℃时节能为

960000M2×20℃×0.113W/M2.K=2169600W

相当于336吨油

当室内外温差在25℃时（北京地区）节能为

960000M2×25℃×0.113W/M2.K=2712000W

相当于420吨油

----E组比H组即比厚24厘米烧结实心粘土砖外墙采暖节能

1.97W/M2.K-0.492W/M2.K=1.478W/M2.K(28CM厚对28CM厚)

在室内外温差为20℃时

960000M2×20℃×1.478W/M2.K=28377600W

相当于4394.8吨油

当室内外温差在25℃时

960000M2×25℃×1.478W/M2.K=35472000W

相当于5493.5吨油

3.加气混凝土外墙墙体空调节能

加气混凝土外墙空调节能与采暖相同

（四）加气混凝土建筑的综合节能

加气混凝土外墙的节能是加气混凝土制造节约的能耗、材料运输节约的能耗与建筑使用的节约能耗的总和。

用240000M3加气混凝土建造建筑外墙时的综合节能：

密度600kg/m3、240000m3加气混凝土与砌筑相同面积的密度为600kg/m3烧结粘土砖相比在室内外温差为20℃时，综合节能

A、仅