應用新型墻體材料節能建筑經濟分析

■方曉（西峽縣住房和城鄉建設局）

新技術的不斷發展和應用，致使我國傳統建筑工程保溫技術和保溫材料的缺陷和不足愈發明顯。為更好的滿足新時代發展要求，對墻體材料的節能效果提出了更高的要求。深入探討和分析新型墻體材料的應用和發展，逐步成為了全球建筑領域的熱門話題。基于此，開展應用新型墻體材料節能建筑經濟的分析就顯得尤為必要。節能建筑已成為持續發展的一個熱點問題，特別是建筑外墻保溫節能在建筑能源總消耗量中所占比例呈逐年上升的趨勢。

一、新型節能墻體材料

建筑工程的特殊性決定了墻體材料的占比比較大，大于占總材料的70%~75%。傳統建筑工程在施工中多采用實心粘土磚，此種墻體材料制作比較簡單，成本低，砌筑工藝也比較簡單，但在生產過程中需要消耗大量粘土，對自然生態環境的破壞比較嚴重，對國家土地資源的綜合利用造成了較大影響，且保溫效果比較差，建筑能耗大，和“綠色、節能、環保、低碳、減排”的發展理念相背離[1]。目前我國新建建筑填充墻普遍采用外貼保溫的形式，其做法不僅施工時不便，后期還易產生空鼓、開裂等現象，而且保溫板在填充墻上錨固力度不足，容易造成保溫層脫落，存在一定的安全隱患，且保溫層壽命較短，與建筑物使用年限不匹配。而保溫砌塊與保溫板外墻復合保溫施工技術可以較好的解決了上述問題，該技術工藝可靠，施工方便，經濟合理，增加了工程效益，在我國建筑領域具有良好的發展前景。而科學合理的應用新型墻體材料可有效解決這些問題，具有質量更輕、更加節約土地資源、保溫效果更好、更加隔熱隔音等優勢，被廣泛應用在建筑工程施工建設中。從材質不同的角度來看，新型墻體材料可分為：天然型、化學型、金屬型、非金屬型；從種類不同的角度，可分為：混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、石膏砌塊、水泥類墻用板材、輕質復合墻板等。

二、目前我國新型墻體材料的發展現狀

從發展歷程上來看，我國新型墻體材料的發展速度非常快，在20 世紀80 年代末期，新型墻體材料的總產量僅為184.5 億塊，到2018 量增長速度超過20 倍，在墻體材料總量中的占比也超過30%。從目前發展現狀而言，新型墻體材料逐步向著種類更加多樣、樣式更加齊全的方向發展，比如：黏土空心磚、摻廢料黏土磚、專用建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等產品都是屬于新型墻體材料。但應用規模還比較小，新型墻體材料的占比仍然比較低，面對此類問題，需要制定因地制宜的發展策略，才能徹底改變新型墻體材料不合理的產品結構，促使其持續健康的發展。

近年來，我國不斷引進國際先進的生產技術和設備，為我國新型墻體材料的發展奠定了扎實基礎，逐步走向了多品種發展的道路，發展至今初步形成了塊板為主的新型墻體材料體系，如：混凝土空心砌塊、纖維水泥夾心板等，但可以代表現代化水平的新型墻體材料還比較少，和美國、德國、英國等發達國家相比還有不小的差距。此外，目前使用的新型墻體材料檔次還比較低，尚未形成規模化生產體系。目前我國建筑市場上，幾種不同墻體節能性能如下：

第一種，增加墻體厚度。通過增加墻體厚度，可進一步提升墻體的保溫效果、隔熱能力，降低熱損失。比如：粘土空心磚、混凝土砌塊、稻草板等新型墻體材料，都可以通過增加墻體厚度的方法來達到節能效果。

第二種，孔隙率比較高的輕質材料。比如：新型VIP 真空隔熱墻體材料，主要采用了常壓下優良的隔熱材料二氧化硅作為芯部隔熱材料，即便是較薄的厚度，也可以起到良好的保溫隔熱效果。

第三種，復合節能墻體材料。目前市面上應用最多的復合墻體材料有：粘土空心磚、混凝土砌塊、現澆混凝土墻體和聚苯板、玻璃棉板、巖棉板等復合而成的新型復合墻體。和傳統墻體材料相比，復合節能墻體具有更高的導熱系數，可大幅度提升建筑物的保溫節能效果。

第四種，太陽能墻體構件。建筑工程外部墻體為太陽能集熱或者散熱器，通過利用太陽能，來達到保溫的效果。并在外部設置了空氣置換層，為墻體的綜合保溫和隔熱提供了全新的節能方式。

三、應用新型墻體材料節能建筑經濟分析

（一）案例分析

某建筑工程在外墻施工中采用了小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構，實現了超低建筑節能。主要做法為：先砌筑190mm厚砌塊墻體，然后通過水泥砂漿進行找平處理，找平之后在表面粘貼6mm 厚苯板，苯板密度控制在20kg/m3以上，提升保溫和阻燃效果。并在苯板表面用玻璃絲布和特種膠泥做保護層，避免墻面發生開裂和脫落。施工完成后經過墻體傳熱檢驗，發現190mm 厚混凝土小型砌塊+6mm 厚EPS 復合保溫墻體的傳熱系數為0.552W/（m2·K），低于建筑部門50%節能的要求墻體傳熱系數0.560W/（m2·K），保溫節能效果比較理想。

（二）工程質量特點

采用190mm 厚混凝土小型砌塊+6mm 厚EPS 復合保溫材料制成的建筑工程墻體模，砌塊質量較高，并且垂直度、平整度、砂漿粘灰面、厚度、水平灰縫平直等因素，都滿足設計和施工方案的要求，無論墻體的強度、幾何尺寸等均滿足設計標準。EPS 苯板粘結時采用了特種膠泥，粘結效果比較牢固，經過檢測發現其強度也可達到了建筑工程建設前的相關標準[2]。此外，建筑工程每個節點和細部處理的驗收檢查都達到了優良級水平，驗收合格率超過95%。A 級不燃綠色節能墻體保溫技術系統，經過多年研發，突破了墻體隔熱保溫材料容易滲水和開裂的技術難題。不但解決了墻體保溫材料的開裂問題，而且完全解決了傳統墻體材料常見的龜裂問題，使用壽命同墻體一致：經耐候性實驗，即經過80 次高溫-淋水循環和30次加熱-冷凍循環后，未出現飾面層起泡、空鼓和脫落現象，未產生滲水裂縫，抗沖擊性能達到3J，飾面磚粘接強度為0.5Mpa，產品性能優于國家標準。A 級不燃綠色節能產品精選無味、無污染的天然綠色環保優質無機材料。保溫層具有一定的透氣性、相變性和蓄熱性，人居其中，冬季不會產生悶氣感，夏季不會產生烘烤感，房屋通過保溫隔熱達到"冬暖夏涼、綠色健康、舒適宜人"

（三）經濟性分析

190mm 厚混凝土小型砌塊的造價為230 元/m3，每施工1 m2大約需要12 塊砌塊，其體積大于為0.18m3，因此，1m3墻體需要混凝土小型砌塊的造價為0.18X230=41.4 元。1 m2墻體需要砂漿的體積大約為0.014m3，其造價為0.014X133.06=1.86 元，則總材料費用為41.4+1.86=43.26元/m2，機械費用為2.663X0.19=0.51元/m2，人工費用為18.59X0.19=3.53 元/m2，則190mm 厚混凝土小型砌塊的總成本為41.4+1.86+0.51+3.53=47.3 元/m2。

EPS 苯板的造價大約為110 元/m2，因此，小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構的總造價成本為47.3+110=157.3 元/m2，多數情況下，墻面面積占建筑工程總面積的40%左右，則建筑面積為62.92 元/m2。

370mm 普通實心磚墻的直接造價成本為157.3X0.37=58.20 元/m2，同樣按照墻面占比40%算，則總建筑面積為23.28 元/m2，和小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構相比，普通實心磚墻要便宜62.92-23.28=39.64 元/m2[3]。

（四）新型墻體材料的工程費用分析

在本工程施工中，由于采用了小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構，因此，大約減少了30%暖氣片，每年可節約工程費用6 元/m2。當建筑工程總體面積保持不變時，采用此種新型墻體材料可可節約5%的建筑面積，大大降低了前期工程費用、工程造價及水電增容費用。這些費用大約為30 元/m2。由于本工程采用了小型混凝土空心砌塊+EPS 復合苯板，沒有一塊粘土實心磚，可享受政府提供的5 元/m2專項基金。建筑墻體自重也大幅度降低，對基礎的要求比較低，節約了基礎施工費用8 元/m2。

如果在具體施工中，要綜合考慮這幾方面的內容，采用小型混凝土空心砌塊+EPS 復合苯板新型墻體材料，對370mm 實心磚費用低6+30+5+8-39.64=9.36 元/m2[4]。

（五）綜合效益和社會效益分析

本建筑工程設計效果達到了節能50%的標準，在具體使用過程中，節約了一半的煤炭取暖或者空調取暖，有效節約了不可再生能源，而且不會對周圍自然生態環境造成污染，取得了良好的經濟效益和社會效益，這個一點也是我國目前大力推進新型墻體材料發展和應用的根源。此外，應用小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構，還取得了如下效果：

第一，大大提升了建筑工程的抗震效果。案例工程地震裂度為7 度設防，在每層建筑施工中都設置了兩道圈梁，墻體節點位置設置在混凝土芯柱之上，樓板為混凝土現澆結構。砌體砂漿采用專用的高標號砂漿，并按照工程實際情況，布置了冷拔鋼絲網片，施工完成之后邀請抗震方面的專家進行檢查，檢查結果表明該工程的抗震強度超過CG32G 規范標準的要求。

第二，可有效提升建筑工程的使用面積，由于在墻體施工中采用了小型混凝土空心砌塊，有效減低了強度厚度，也就增大了使用面積，經過測算，本工程總使用面積提升了6.5%。

第三，保溫隔熱效果比較好，EPS 苯板是一種全新的保溫墻體材料，節能效果比較好，達到了國家規定50%節能標準。在冬季室內溫度要比普通實心磚建筑工程的溫度高出6℃~8℃，夏季隔熱效果也比較好，大大降低了空調納涼的使用次數[5]。

四、結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了應用新型墻體材料節能建筑經濟，分析結果表明，在建筑工程施工中采用小型混凝土空心砌塊+EPS 復合外保溫結構，具有非常明顯經濟效益，并且可同時滿足墻體材料革新和建筑節能降耗的要求，符合現代化建筑工程發展相關規范和標準的要求，值得大范圍推廣應用。此外，大力發展新型墻體材料對調整我國建材工業的產業、產品結構、提升行業的綜合實力及競爭力也有非常重要的意義。新型墻體材料逐步發展為我國建筑建材領域的核心產業，大力發展和應用新型墻體材料，也是國民經濟發展、建筑業進步的可觀需求。