蒸壓加氣混凝土砌體低能耗農村住宅的應用與示范

[摘 要] 我國的建筑節能工作發展較快，但是主要在城市開展，而建筑能耗總量很大的農村卻并沒有受到足夠的重視。農村地區的住宅基本不采用任何建筑節能措施，導致我國農村住宅建設和使用過程中必然會消耗大量的能源。本文提出一種采用蒸壓加氣混凝土砌塊建造的低能耗住宅示范項目，并通過軟件模擬與對比分析發現該住宅與傳統建筑相比節能近40%，達到相應居住建筑的要求，為推動河南省農村住宅節能化建設提供參考。

[關鍵詞] 蒸壓加氣混凝土砌塊;低能耗;農村住宅

[中圖分類號] TU364 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）15-122-3

我國現有的400多億m2的既有建筑中，農村建筑面積約為260億m2，其中住宅面積約占80%。并且近年來，農村每年新建的住宅面積為6億～7億m2，均大于城鎮每年新建的住宅面積，占全國新建住宅總量的50%以上。由于農村和城市在歷史傳統、生活方式、自然條件、資源狀況、人文條件等諸多方面存在差異，導致我國城鄉建筑節能發展水平十分不均衡。廣大農村地區的住宅基本不采用任何的建筑節能措施，造成了大量的能源浪費，因此需要探索建設一種既能滿足農民的舒適、健康、綠色、環保住宅需求，又能滿足我國建筑節能需求的住宅。目前，我國農村地區住宅主要采用砌體結構，采用縱橫墻承重的方式，主要墻體材料為紅磚、灰砂磚、多孔磚、空心磚等建筑材料，根據《國務院辦公廳關于進一步推進墻體材料革新推廣節能建筑的通知》（國辦發〔2005〕33號）和《河南省發展應用新型墻體材料管理辦法》的要求，結合河南省農村地區建筑施工、管理、經濟、人文和環保等現狀，筆者提出采用蒸壓加氣混凝土砌塊來建造農村低能耗住宅。

1 低能耗農村住宅概述

顧名思義，“低能耗住宅”是指在特定時期內，通過一定的方式使其維持住宅使用所消耗的化石能源或能提高化石能源的使用效率的住宅，并使能耗比現行建筑節能標準能耗降低25%～30%的建筑物。目前，寒冷地區主要通過給住宅和屋頂加保溫層、減少門窗的傳熱系數、使用節能型家電和照明等方式來間接提高能源的使用效率，或者通過使用一些自然資源如太陽能發電、地源熱泵等來減少能源的消耗。

2 蒸壓加氣混凝土砌塊的優勢

蒸壓加氣混凝土砌塊是采用磨細硅質材料和鈣質材料（水泥、石灰、石膏）為主要材料，摻加鋁粉為發氣劑，經配料、攪拌、澆筑、預養、切割和高溫高壓蒸養等工藝過程制成的輕質多孔硅酸鹽制品[1]。其具有以下幾個優點。

2.1 保溫隔熱性能

由于發氣劑混合于料漿內部發生化學反應，因此產品內部形成了無數封閉的氣孔，在材料中形成了靜態空氣層，使得該產品具有優良的保溫隔熱性能，保溫效果是黏土磚的6倍、普通混凝土的12倍。通常200 mm的產品作外墻時，不用輔助保溫材料就能滿足嚴格的保溫節能要求，可大大降低冷暖空調的使用能耗。

2.2 質輕

蒸壓加氣混凝土砌塊的干密度為400～600 kg/m3，是混凝土空心砌塊的1/3，是混凝土的1/4。其特別適用于高層和多層建筑，可以有效地減輕建筑物的自重，降低施工時的勞動強度。

2.3 抗滲性強

蒸壓加氣混凝土砌塊內部的小孔直徑為1～2 mm的獨立封閉孔，能有效地阻止水分擴散。當采用普通外粉刷時，砌塊墻體的抗滲性比黏土磚墻體高85%。而且，專用的粘結劑比傳統的砌筑砂漿更加致密，有利于增強墻體的抗滲性。

2.4 防火性優良

加氣產品本身原材料均為無機物，不具備可燃性，更不會產生有毒氣體。試驗表明砂加氣產品是理想的防火材料，能作為防火墻或作防火保護材料。以10 cm厚砌塊為例，防火能力達4 h，達到國家A級防火要求。

2.5 隔音性好

根據墻體厚度和表面處理方式不同，加氣墻體隔音最高可達52分貝。

2.6 高強度

加氣混凝土配合內部立體鋼筋網架抗壓強度與抗剪強度大于規程要求，完全能承受荷載要求，提高建筑抗震等級。

2.7 施工便捷

由于制品部件化，可大大提高施工效率、縮短工期、降低勞動力成本。產品易于加工，可切鋸、鏤線槽等，可預制埋設管線。

2.8 經濟性

作為輕質墻體材料，表面可以直接作批灰，減少表面粉刷所用材料和人工;產品厚度相對較小，可以提高建筑物利用系數，增加使用面積;施工便捷，可以節省大量的勞動成本;作為自保溫墻體材料，把可以同時解決結構和保溫問題同時解決，不需要為使墻體達到建筑節能標準做其他的處理，節省建筑節能處理費，并可以降低建筑物使用能耗，為用戶帶來長期經濟效益。綜上所述，加氣產品的應用可以降低建筑的綜合造價。

3 工程概況

該項目采用自承重蒸壓加氣混凝土砌塊，建設地點是河南省伊川縣，由洛陽豫港龍泉新型建材有限公司建造，項目總建筑面積為330.12 m2，基地面積為115.92 m2，一至三層層高為3 m，采用磚混結構形式，設計使用年限為50年，抗震設防烈度為6度，耐火等級為二級，節能設計按照《農村居住建筑節能設計標準》（GB/T 50824—2013）、《砌塊墻體自保溫體系技術規程》（DBJ 41/T100—2015）的要求，窗戶采用玻璃厚度為6+12A+6、抗風壓為3級、氣密性為6級、水密性為3級、傳熱系數為5級以及傳熱系數為2.4的塑鋼窗。

4 施工技術要求

在建造施工過程中，必須嚴格按照《砌體結構工程施工規范》（GB 50924—2014）的標準要求，以及河南省住房和城鄉建設廳出臺的《蒸壓加氣混凝土 自保溫墻體農房技術標準》（DBJ 41T213—2019）[2]的要求進行施工，具體標準要求如下。

①因目前蒸壓加氣混凝土砌塊砌體冬期施工的經驗尚少，為慎重起見，暫規定蒸壓加氣混凝土砌塊砌體承重墻體不宜進行冬季施工。

②使用不同墻體材料混砌會造成開裂變形，甚至局部脫落，也不利于保溫計算。

③蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑時，錯縫搭接是加強砌體整體性、保證砌體強度的重要措施，要求必須做到。

④蒸壓加氣混凝土砌塊墻體灰縫要求飽滿度，是墻體有良好整體性的必要條件，而采用專用砂漿砌筑更能使灰縫飽滿度得到可靠保證。

⑤自承重墻體宜采用內包式構造柱，構造柱的截面尺寸不應小于200 mm×200 mm，縱向鋼筋不應少于4根（直徑10 mm），箍筋間距不應大于200 mm，構造柱的尺寸宜內縮，內縮尺寸不宜小于50 mm。

⑥圈梁和構造柱的混凝土強度等級不應低于C20;應先砌墻后澆柱，且墻柱連接面砌體應預留馬牙槎。梁下的蒸壓加氣混凝土砌塊墻段應設置剛性混凝土梁墊;當設有圈梁時，梁墊應與圈梁整澆，門窗過梁采用蒸壓加氣混凝土條板。

⑦屋頂采用蒸壓加氣混凝土墻板、太陽能光伏發電板和太陽能熱水器，用于屋面節能保溫、太陽能發電和太陽能熱水，采用自然資源來降低建筑物能耗。

5 對比分析

采用DesignBuilder建筑能耗動態模擬軟件，對相同建筑采用“紅磚”為結構墻體進行模擬對比分析，對HVAC進行控制，關閉供暖、制冷、采光和熱水等機械設備，僅開啟自然通風，模擬分別得到A、B農房室內溫濕度全年變化圖。

綜上所述，使用B06蒸壓加氣混凝土與使用磚的農房相比，前者保溫效果更好、更節能，節能率可達41%，可滿足河南省居住建筑節能65%的要求。

6 結論

隨著美麗鄉村的建設和農村人居綜合環境的改善，擁有一幢稱心的住房是農民心中揮之不去的情結。蒸壓加氣混凝土砌體低能耗住宅在滿足了農村居住環境舒適、環保的同時，又降低了農村住宅的能耗，并且節能率達到41%，滿足河南省發展新農村建設的需要，為河南省美麗鄉村建設提供了參考。

參考文獻

[1]陳春周.蒸壓加氣混凝土砌塊新型外墻材料的性能與應用[J].福建建材，2007（4）：64-65.

[2]河南省住房和城鄉建設廳.河南省住房和城鄉建設廳 關于發布工程建設標準《蒸壓加氣混凝土 自保溫墻體農房技術標準》的公告[EB/OL].（2019-04-01）[2019-04-23].http：//www.hnjs.gov.cn/zjtWeb/ZhengWuDongTai.aspx？type=gggsamp;title=%E5%85%AC%E7%A4%BA%E5%85%AC%E5%91%8A.