空心砌块墙体材料的节能研究及发展展望
0引言
目前，全国既有的近400亿m 2建筑中99%为高耗能建筑，新建建筑中97%以上仍属于高耗能建筑，有些单位建筑面积采暖能耗甚至为发达国家新建建筑的3倍以上。我国的建筑围护结构的传热量约为建筑使用能耗的72%，而外墙能耗占建筑围护结构的40%以上[1]。因此，生产出新型的节能墙体材料是解决建筑节能问题的关键，对建设节能型社会，降低国家
能耗具有重要意义。
本文通过分析新型空心砌块在国内外的研究现状及各类砌块节能技术的特点，为我国空心砌块的进一步发展提供参考信息。
1国内外研究状况
1.1国外砌块发展
空心砌块最早由美国人哈契逊发明，并在美国成功生产和应用，带动了欧美、亚洲、澳洲、非洲等各国空心砌块的发展，并逐渐成为世界性新型墙体材料，得到了普遍应用。
波兰、俄罗斯、朝鲜等国家的空心砌块均占这些国家墙材总量的30%以上；欧洲各国生产的烧结空心砌块，孔洞率都在35%以上，市场占有率很高，如德国占90%，保加利亚、瑞士、奥地利均各占95%，意大利占85%。正是由于空心砌块的大量使用，使得其建筑能耗较低。同时，为了获得更理想的建筑节能效果，国
外对空心砌块的规格、
孔型进行了深入研究。如意大利研制的双NUI 型竖孔空心砌块，
容重为970kg/m 3，热导率为0.5W/(m ·K)；法国生产一种S 形状的空心砌块，优点是质量轻、可承重、并可将膨胀聚苯乙烯直接放入空心砌块内，或在施工工地将聚氨酯等材料直接注入空心砌块内发泡，保温与隔热性能较为突出。同时，国外的空心砌块规格、式样、品种、颜色应有尽有，并制定了完善的砌块产品标准、应用标准和施工规范等[2]。
近年来，国外对新型空心砌块的研究较多，建筑用砖呈现多元化，如使用高强度压力硬化砖、巨型陶瓷砖、由木材纤维和混凝土合成的砖、环保地砖、生态砖等，这些建筑材料即有益于人体健康，环保、节能，也可以使建筑物本身成为一种独特景观。1.2国内砌块发展
我国的空心砌块生产也已经有近80年的历史。1923年，我国从美国引入空心砌块生产技术，在上海延安中路铜仁路口建成了25幢砌块建筑，其外墙还使用了装饰砌块。20世纪60年代，由于新中国水泥工业的快速发展，带动了混凝土砌块的生产，我国的砌块厂迅速增多，贵州省都匀市和水城市都建起了砌块厂。1973年，湖南临澧县生产出多种规格的墙用砌块，随后，湘西土家族苗族自治州开发空心砌块成绩辉煌。但我国空心砌块的真正大规模发展是在改革以后。为了保护土地，节约能源，实现建筑的轻型化节能化，国家把发展空心砌块列为基本国策，并成立了国
收稿日期：2010-05-16；修回日期：2010-05-21
空心砌块墙体材料的节能研究及发展展望
陈
刚，孟
丹
(南华大学，湖南衡阳
421001)
摘要：随着全球经济的快速增长，能源短缺问题日益严重。中国的建筑能耗占总能耗近30%，倡导建筑节能迫在眉睫。分析了空心砌
块墙体的现状及节能技术，并针对现有砌块产品及其生产企业存在的问题，提出了几点建议以加快砌块的发展。
关键词：建筑节能；新型墙体；空心砌块中图分类号：TU522.3
文献标志码：A
文章编号：1673-7237(2010)07-0062-03
Development of the Energy Efficiency of Materials for Hollow Block Wall
CHEN Gang,MENG Dan
(University of South China,Hengyang 421001,Hunan,China)
Abstract:With the rapid growth of the global economy,the energy shortage is increasingly serious.The building energy consumption is nearly 30%of total energy consumption in China,and building energy saving is extremely urgent.The present situation of the energy efficien －cy technologies for hollow block wall is analyzed in the view of existing shortcomings in the block products and enterprises,proposing several suggestions for developing the block.
Key w ords:building energy efficiency;new type wall;hollow block
■墙体与设计WALL &DESIGN
建筑节能
2010年第7期(总第38卷第233期)
No.7in 2010(Total No.233，Vol.38)doi ：10.3969/j.issn.1673-7237.2010.07.017
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家空心砌块协会，各级政府都设立了墙体材料改革办公室，推动空心砌块产业化的发展。
当前，建筑节能越来越得到国家重视，制定的节能标准由50%向65%的节能目标迈进，我国未来的建筑，大多数将使用空心砌块，这将开辟空心砌块生产的新时代。
2砌块墙体节能技术分析
2.1砌块墙体的保温
2.1.1内保温
内保温复合墙体的做法是将绝热材料复合在承重墙内侧，简便易行。内保温墙体的保温结构一般为干作业施工，可加快施工进度，提高生产效率。优点表现在：
(1)对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高，取材方便。
(2)内保温材料被楼板所分隔，仅在一个层高范围内施工，施工方便，不需搭设脚手架。
但是，在多年的工程实践中，内保温复合墙体也暴露出一些缺陷，表现在以下方面：
(1)内保温复合墙体饰面层容易出现开裂；
(2)占用室内使用空间，不便于用户二次装修和吊挂饰物；对既有建筑进行节能改造时，对居民的日常生活干扰较大；
(3)由于圈梁、楼板、构造柱等会形成热桥，热损失较大。
2.1.2外保温
外保温复合墙体的做法是将绝热材料复合在承重墙外侧。与内保温复合墙体相比，具有以下优点：
(1)保护主体结构，延长建筑物使用寿命。外保温降低了由于温度变化导致的结构变形产生的应力，并减少空气中有害物质和紫外线对结构的侵蚀。
(2)基本消除了热桥的影响。外保温复合墙体既可以防止热桥部位产生结露，又可以消除热桥造成的热损失，节约了能源。
(3)有利于室温保持恒定。由于外保温复合墙体蓄热能力较大的结构层在墙体内侧，当室内受到不稳定热作用时，墙体结构层能够吸收或释放热量。
(4)便于既有建筑物的节能改造。无需用户临时搬迁，基本不影响用户的室内活动和正常生活。
外保温复合墙体的施工技术虽然已比较成熟，且较内保温复合墙体有很大的优越性，但同时也存在以下问题：
(1)由于其保温层设置在建筑的外围，对施工队伍的专业技术有较高要求；
(2)抗裂技术差，外表面墙面易裂缝，外饰面层容易剥落起泡[3]；
(3)耐候性和耐久性差，饰面层和防护层在冬夏温差和反复冻融方面抵抗差。
2.1.3内夹芯复合保温
内夹芯复合保温墙体是集承重、保温、维护或装饰为一体的新型复合墙体[4]。最常见的夹心墙体是混凝土夹心墙体，将混凝土墙体做成夹层，把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等填入夹层中，形成保温层。这种墙体具有耐久、防火性能好的特点，但其抗震性能较差，施工难度较大，且容易形成热桥。
2.2砌块墙体的隔热
墙体隔热可以采取的措施：
(1)增强墙面对太阳辐射的反射，如涂抹反射涂料、浅颜色等。
(2)墙面垂直绿化，如种植墙体植物等。
2.3空心砌块的节能设计
空心砌块的热阻与砌块的孔洞形状、孔壁的厚度、孔洞的排数以及孔洞的排列方式等有关，优化砌块的原始设计，能有效提高其热工性能，国内外众多研究试验发现：
(1)在孔洞率相同的情况下，椭圆形孔、矩形孔比圆形孔的保温隔热效果好，其中矩形孔洞最好。另外，将宽孔变窄孔，增加孔排数，也能较好的提高墙体砌块热阻效果。和实心砌块相比，每增加一排孔洞，至少可增加热阻20%。
(2)孔排数较少的砌块，适当地加保温填料有利于提高砌块热阻。孔排数越少，填充保温填料对增强墙体保温隔热能力的帮助越大。
(3)对孔洞率和孔排数相同的加填料的墙体砌块，通过加宽填料厚度，减薄空气层厚度可进一步增大墙体砌块热阻，增加墙体的保温性能。
(4)减薄孔壁(主要是和热流方向平行的孔壁)也能有效地增大热阻。
3制约空心砌块推广的主要因素
3.1生产工艺落后，机械化程度低，产品质量不高
我国大多数砌块生产企业规模较小，资金不足，在配料、生产、成型等方面工艺落后、废品率高，生产效率低下。同时，与外观精美、质量上乘的国外砌块制品相比，我国砌块外观粗糙，强度、抗冻性、耐久性、使用性能差距较大，制造水平偏低。
3.2生产节能型空心砌块的成本相对偏高
由于砌块设计上的不足，许多砌块需在砌块内加保温填料以利于提高砌块热阻，且填料的热导率愈小愈好，这加大了墙体砌块的造价，在一定程度上制约了空心砌块的推广。
3.3国家相关的政策支持力度不够
我国建筑节能尚处于起步阶段，虽已出台了《中华人民共和国节约能源法》，但相关法规不明确，尤其
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(上接第55页)最主要的外界条件，在以后的研究中可测量光照对植物气生根吸水特性的影响。此外，长有气生根的植物除了榕树之外还有很多种，在以后的研究中可以研究多种植物的吸湿效果，为以后的工程应用中选取合适的植物打下基础。
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作者简介：刘丽(1986)，女，安徽寿县人，研究生在读，供热供燃气通风及空调工程专业，从事建筑节能理论与技术方向的研究(liuli_86@https://www.360docs.net/doc/f38666412.html,)。
指导教师：付祥钊(1948)，男，硕士，重庆大学人居环境质量保障与生态重建研究中心主任，教授，博士生导师。
缺乏相应的经济鼓励政策，单纯依靠用户、建设方自发的行为无法实现建筑节能目标[5]。
3.4宣传不到位，推广应用面积小
由于建筑节能是个隐蔽的工程，其效能在后期的使用中才能体现，所以消费者最初是无法体会到建筑节能带给他们的直接或间接的效益，并且节能建筑在造价上较高，增加了消费者个人购房成本，加上节能建筑缺少后期的维护和管理工作，降低了人们对节能建筑的认同度、推广度。同时，政府在节能推广的宣传力度及方式上存在不足，使节能建筑在实际使用过程中收益不明显。
4发展趋势
现有的空心砌块热导率高、生产规模小、废渣掺用量低，不能满足节能省地型住宅和公共建筑需求。因此，新型砌块产品要求向具有高热工性能、高强度、高孔洞率、废渣高掺用量、节能省地等方向发展。
4.1充分利用工业废料及农业废弃物，发展符合我国国情的空心砌块制品
建筑垃圾、工业固体废弃物及大量的农作物秸秆，大多采用掩埋和焚烧的方式处理，这样既污染环境，又浪费能源。如以这些废弃物为主要原料生产的新型砌块，一方面节能节地、利废环保，另一方面造价低廉，同时还属于政府在政策、资金等方面鼓励和支持的建筑节能材料[6]，发展空间较大。
4.2大力研制开发新型的空心砌块墙体材料
空心砌块孔洞形状、孔壁厚度、孔洞排数以及孔洞排列方式对砌块的热工性能十分重要，因此，研发既具有一般混凝土的性能，同时又具有保温性能的生态建筑墙体材料具有广阔的市场前景。4.3鼓励技术创新，引进新技术新器械，开发各种新的空心砌块制作技术
新型砌块墙体材料的开发，必须立足于质量高、性能好、改善建筑功能、利用废渣、节约资源和能源、耐久性优良、可循环利用、无污染和环保卫生的产品，要积极推广应用新型墙体材料，多功能、系列化，用先进技术和装备改造传统产业，提高产品的质量和档次，提升墙体材料行业的整体水平。
5结语
随着我国建筑节能工作的不断进步，新型空心砌块墙体的市场份额越来越大。我们相信，依靠引进先进技术，改革创新，因地制宜，走可持续发展的道路，积极开发利废、研制环保的新型墙体材料，我国的建筑节能和砌块墙体一定能得到健康快速的发展。
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作者简介：陈刚(1968)，男，湖南邵阳人，教授，副院长，供热、供燃气、通风及空调工程专业，从事建筑节能、空调新技术、室内环境安全方向的研究(cg9019@https://www.360docs.net/doc/f38666412.html,)。
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