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轻质保温陶瓷砖可行性简析

发布时间:08-26  
轻质保温陶瓷砖可行性简析

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???2010.8.30



轻质保温陶瓷砖的可行性分析


1、?销售可行性


1993年批准《民用建筑热工设计规范》,GB50176—93为强制性国家标准。其中对部分地区的冬季保暖,夏季防热进行了规定,并公布了一些热工性能的计算方法。


1996年批准《民用建筑热工设计标准(采暖居住建筑部分)》为行业标准,本标准的基本目标:是通过在建筑设计和采暖设计中采用有效的技术措施,将采暖能耗从当地1980到1981年住宅通用设计的基础上节能50%(其中建筑物约承担30%,采暖系统承担20%)。但用于加强建筑保温和提高门窗气密性的投资不超过土建工程造价的10%,投资回收期不超过10年,对不同地区外墙传热系数限值0.4~1.4间不等。


2001年批准《夏热东冷地区居住建筑节能设计标准》为行业标准,其中3.0.3、4.0.3、4.0.4、4.0.7、4.0.8、5.0.5、6.0.2为强制性条文。(3.0.3规定采暖空调能耗要节约50%;4.0.8中规定:外墙传热系数及热惰性指标应满足K≤1.5,D≥3.0或K≤1.0,D≥2.5)。


2005年批准《公共建筑节能设计标准》为国家标准,编号为GB50189—2005,自2005年7月1日起实施。其中第4.1.2、4.2.2、4.2.4、4.2.6、5.1.1、5.4.2(1.2.3.4.5.6)、5.4.3、5.4.5、5.4.8、5.4.9条(款)为强制性条文。4.2.2中规定:严寒地区A区外墙传热系数K≤0.45或0.46,隔墙K≤0.6;严寒地区B区外墙K≤0.5或0.45,隔墙K≤0.8;寒冷地区外墙K≤0.6或0.5,隔墙K≤1.5;夏热冬冷地区外墙K≤1.0;夏热冬暖地区外墙K≤1.5。


目前,成为主流的几种保温材料有:


(1)聚苯乙烯泡沫塑料板,聚氨脂泡沫塑料等有机保温材料。其导热系数为0.033~0.048W/(㎡·K)。其缺点:施工复杂,与墙体不同性连接问题,易老化。


(2)纤维素绝热制品,导热系数为0.045~0.070,均为棉状,易吸水。


(3)珍珠岩等矿物制品,导热系数为0.093~0.26,易吸水。


(4)水泥保温砂浆导热系数为0.29~0.93,保温性能差些。


本次开发导热系数的目标定为≤0.1W/(㎡·K)。下边通过《民用建筑热工设计规范》中的热工计算公式推算传热系数。由于建筑墙体厚度一般为240~600㎜,因此取240、480两个厚度。保温层厚度为20㎜。砌体取普通黏土砖(λ=0.81),多孔砖(λ=0.58),保温材料聚苯乙烯泡沫塑料(λ=0.042),ICOT砖(λ=0.1)。根据热工公式K。=1/R。,R。=Ri+∑R+R,R=δ/λ。


则有以下几种组合:


(1)?240厚黏土砖墙+20厚ICOT砖,K。=1.55


(2)?480厚黏土砖墙+20厚ICOT砖,K。=1.06


(3)?240厚多孔砖+20厚ICOT砖,K。=1.31


(4)?480厚多孔砖+20厚ICOT砖,K。=0.85


(5)?240厚黏土砖+20厚EPS板,K。=1.09


(6)?480厚黏土砖+20厚EPS板,K。=0.82


(7)?240厚黏土砖+20厚EPS板+15厚ICOT砖,K。=0.93


(8)?240厚多孔砖+20厚EPS板+15厚ICOT砖,K。=0.84


(9)?20厚ICOT砖+240厚黏土砖+20厚ICOT砖,K。=1.18


(10)?20厚EPS板+240厚黏土砖+20厚ICOT砖,K。=0.89


2、技术可行性分析


① 据《民用建筑热工设计规范》,泡沫玻璃的导热系数λ=0.058W/(m·K)。而本次开发的轻质保温陶瓷砖与其在结构上类似,因此导热系数有望达到0.1W/(m·K)。又由于此产品经烧熔后发泡完成,因此吸水率小于3%是理所当然,并导致抗冻性容易合格。


② 在《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004列举了五种经典外保温系统。1、EPS板薄抹灰外墙外保温系统,由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成,EPS板用胶粘剂固定在基层上,薄抹面层中满铺玻纤网,见图6.1.1。2、胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层,抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成,胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌合后喷涂或抹在基层上形成保温层,薄抹面层中应满铺玻纤网,见图6.2.1。


③ EPS板现浇混凝土外墙外保温系统。以现浇混凝土外墙作为基层,EPS板为保温层,EPS板内表面(与现浇混凝土接触的表面)沿水平方向开有矩形齿槽,内外表面均满涂界面砂浆。在施工时将EPS板置于外模板内侧,并安装锚栓


④ 作为辅助固定件。浇灌混凝土后,墙体与EPS板及锚栓结合为一体。EPS板表面抹抗裂砂浆薄抹面层,外表以涂料为饰面层,薄抹面层中满铺玻纤网。见图6.3.1。


⑤ EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统。是以现浇混凝土为基层,EPS单面钢丝网架板置于外墙模板内侧,并安装6钢筋作为辅助固定件。现浇混凝土后,EPS单面钢丝网架挑大钢丝和6钢筋与混凝土结合为一体,EPS单面钢丝网架板表面抹掺外加剂的水泥砂浆,形成厚抹面层,外表面做饰面层以涂料做饰面层时,应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层,图6.4.1。


⑥ 机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统,由机械固定装置,腹丝非穿透型EPS钢丝网架板,掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层和饰面层构成,以涂料做饰面层时,应加抹玻纤网抗裂砂浆薄抹面层。见图6.5.1。


相对以上方法,轻质保温砖只需同正常陶瓷砖施工相同即可,要简单许多。


3、??强制性行业标准《外墙饰面砖工程施工及验收规程》JGJ126—2000中,3.1.2指出外墙饰面砖产品的技术性能应符合下列现行标准的规定:《陶瓷砖和卫生陶瓷分类及术语》GB/T9193,《干压陶瓷砖》GB/T4100.1,GB/T4100.2,GB/T4100.3,GB/T4100.4,《陶瓷劈离砖》JC/T457,《玻璃马赛克》GB/T7697。3.1.3外墙饰面砖工程中采用的陶瓷砖,对不同气候区必须符合下列规定:


① 在Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ区吸水率不应大于3%;在Ⅱ区吸水率不应大于6%。


② 抗冻性按现行国家标准《陶瓷砖试验方法》GB/T3810.12进行实验,其中低温环境温度采用-30±2℃,保持2h后放入不低于10℃的清水中融化2h为一个循环,在Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ区冻融循环应满足50次,在Ⅱ区冻融循环应满足40次。3.1.4处墙饰面砖宜采用背面有燕尾槽的产品。


据此,确定陶瓷砖吸水率≤3%的情况下GB/T4100.2中规定:


⑴抗折强度:破坏强度:厚度≥7.5mm,破坏强度平均不小于1100N;厚度<7.5mm,破坏强度平均不小于700N。


(2)断裂模数


陶瓷砖断裂模数平均值不小于30Mpa,单个值不小于27Mpa。由于材料本身多孔,势必导致强度降低,因此强度数据会较小,有待权衡。


(3)抗热震性


经10次抗热震实验不出现炸裂或裂纹。


(4)抗釉裂性


有釉陶瓷砖经抗釉裂性实验后,釉面应无裂纹或剥落。


其他应注意到的性质:耐磨性、抗冲击性、线性热膨胀系数、湿膨胀、小色差、耐酸碱。其中尺寸及表面质量对整体铺贴效果极为重要,产品经发泡而成,在膨胀过程中,有向圆型发展的趋势。因此烧成产品尺寸较难控制,可通过加工以及模具来把握。抗折强度并非强性标准,因此,看是否有选择余地。


由于灰缝存在,热桥亦存在,现假设二丁砖(15mm)灰缝为5mm,分别以保温砂浆和普通水泥砂浆填缝,则传热系数有:


(1) 15mm保温砂浆Ko=4.95


(2) 15mm普通水泥砂浆??Ko=6.02


(3) 15mm普通混凝土??Ko=6.25


(4) 15mmICOT砖??Ko=3.33


(5) 15mmICOT砖+保温砂浆??Ko=3.56


(6) 15mmICOT砖+普通水泥砂浆??Ko=3.72


(7) 15mmICOT砖+普通混凝土??Ko=3.75


以上可看出灰缝最多增加12.6%,最少增加6.9%传热。因此,即使不做主要保温材料用于装饰层,也可将原保温砂浆的传热能力降低32.7%。这恰恰缓解了保温砂浆不能达到节能50%的保温要求的矛盾。


③成本方面,由于所用原料并非贵重原料,原料成本不会太高,但工艺要求较高,具体成本有待进一步考证。
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