文_李占林 王志 呂正東 中國十七冶集團有限公司
因自保溫砌塊采用水泥砂漿或水泥混合砂漿砌筑,一般自保溫砌塊在豎向灰縫兩側的保溫層為凸出結構,可有效避免熱橋現象,但水平灰縫為砂漿,會存在熱橋,該熱橋部位不處理好對墻體保溫節能效果將造成影響。
在用自保溫砌塊砌筑墻體時,砌塊右側端部的保溫板凸起與砌塊左側端部的保溫板凸起相配合,使混凝土復合自保溫砌塊的左右形成一個整體保溫墻體,自保溫砌塊之間的灰層通過保溫層隔斷,保溫效果好。
保溫板預制在混凝土砌塊中間,保溫板與混凝土緊密結合在一起。在砌筑時,其只與砌筑砂漿接觸,無火災隱患;成墻后,保溫板是被密閉在混凝土保護層內,沒有燃燒的環境,亦無點燃的途徑。梁、柱等熱橋部位采用的耐久性好的復合保溫模板外層被抹面砂漿覆蓋,整個自保溫系統具有優良的防火性能。
在建筑施工過程中縮短施工周期,減少砌筑砂漿的使用量,還免去了在建筑物的使用壽命期限內,需要重復做外墻外保溫的麻煩與增加額外的費用,減輕了物業和業主的經濟負擔。
混凝土保護層把聚苯保溫板嚴密的保護起來,形成了一個密閉的空間,有效地防止了聚苯保溫材料受到外界紫外線的照射和化學物質的侵蝕,同時混凝土面層又把聚苯保溫板與空氣隔開,防止了聚苯板的氧化,這就大大地增強了聚苯保溫材料的耐久性,實現了保溫與建筑同壽命。
混凝土復合自保溫砌塊在砌筑建筑主體的同時,也完成了保溫施工,而現行的建筑主體完成后,還要進行二次保溫施工。
混凝土復合自保溫砌塊由輕集料混凝土塊體和保溫板經特殊工藝振動、擠壓成型,砌塊自重輕、強度高、收縮率低,避免了砌塊墻體空鼓、開裂滲水等質量通病。
自保溫砌塊內部填充為保溫材料,外部為水泥基膠凝材料保護層,保溫材料已在砌塊內部填充嚴密,并與外部保護層緊密結合在一起,因此從自保溫砌塊自身構造斷面方面分析,不存在熱橋問題。
自保溫砌塊采用強度不低于5.0MPa的水泥砂漿或水泥混合砂漿砌筑,水平及豎向灰縫厚度為8~12mm。由于豎向灰縫中間大部分為保溫材料,僅與砌塊保護層接觸部位為砂漿,可起到自保溫砌塊同樣保溫效果,不存在熱橋問題。
水平灰縫在砌筑施工中一般均采用坐漿法滿鋪在自保溫砌塊的表面,一層自保溫砌塊砌筑完成,隨之鋪漿砌筑上一層砌塊,因此水平灰縫均為水泥砂漿材料,無保溫材料,該部位容易產生熱橋問題。
2.3.1 自保溫砌塊技術參數
自保溫砌塊主體部位(包括表面裝飾等構造做法)傳熱阻R1(m2·K/W)數值在2.510~2.956之間,主體部位(包括表面裝飾等構造做法)傳熱系數K(W/(m·K) )數值在0.287~0.398之間,其中自保溫砌塊熱阻設計計算取值為實測值的0.90;內表面換熱阻Ri=0.11m2·K/W;外表面換熱阻Re=0.04m2·K/W。
2.3.2 砌塊內部填充的保溫材料技術參數及性能指標(表1)

表1
2.3.3 砂漿技術參數及性能指標
(1)砌筑砂漿性能指標(表2)
(2)砌筑砂漿熱工技術參數(表3)

表3
2.3.4 熱橋部位材料分析
根據自保溫砌塊墻體材料相關的技術參數分析,自保溫砌塊熱阻設計計算取值為實測值的0.90,因此為避免自保溫砌塊水平灰縫產生熱橋,采取措施后熱阻實測值應≥0.90。
根據自保溫砌塊墻體熱橋部位材料分析,水平灰縫采取措施后熱阻實測值應≥0.90,根據自保溫砌塊墻體砌筑要求,水平灰縫寬度應為8~12mm,因此需在水平灰縫上采取措施預防熱橋的產生。
為避免水平灰縫產生熱橋現象,在自保溫砌塊墻體質量保證的前提下,一方面可采用改變水平灰縫砌筑的砂漿材料的方法;另一方面可采用在水平灰縫中增加隔熱保溫材料的方法。
3.2.1 采用保溫砂漿替代普通砂漿熱工計算
保溫砂漿ρ為800kg/m3,導熱系數λ為0.26W/(m·K);保溫砂漿熱阻:Ra=0.11+0.20/0.26+0.04=0.919m2·K/W≥0.90m2·K/W。因此導熱系數λ≤0.26W/(m·K)的保溫砂漿均可滿足要求。
3.2.2 在水平灰縫中間增加隔熱保溫材料的熱工計算
在水平灰縫中采用與自保溫砌塊中保溫芯材相同的材料進行分析,材料為EPS、SEPS、XPS、SXPS、PU板等,厚度同灰縫砂漿厚度,寬度為60mm的保溫芯材條,導熱系數λ1為0.024~0.039W/(m·K);保溫砌塊長度取390mm,厚度取290mm,高度取200mm。
熱阻:自保溫砌塊熱阻R1=2.510~2.956m2·K/W,水平灰縫材料(砂漿+保溫芯材條)熱阻R2=0.11+0.20/(0.024~0.039)+0.04=5.278~8.483m2·K/W≥0.90 m2·K/W。
各部分面積:自保溫砌塊墻體面積F=0.39×0.21=0.082m2;自保溫砌塊面積F1=0.39×0.2=0.078m2;水平灰縫面積F2=0.39×0.06+0.39×0.14=0.078m2。
由于主體部位導熱系數λ=0.287~0.398W/(m·K),砂漿導熱系數為λ1=0.87W/(m·K),保溫材料導熱系數λ2=0.024~0.039W/(m·K),λ3=140/200λ1+60/200λ2=0.616~0.621,λ3/λ=0.462~0.646。
查GB50176-2016《民用建筑熱工設計規范》附錄表附表2.1可得:φ=0.96。
由公式=[F/(F1/R1+F2/R2)-(Ri+Re)]φ計算,自保溫砌體平均熱阻 為1.567~2.043m2·K/W≥0.90m2·K/W。
因此水平灰縫中鋪設的保溫芯材寬度達到60mm即可滿足要求。
自保溫砌塊水平灰縫砂漿采用保溫砂漿時,應對材料性能進行檢驗試驗,符合要求后方可使用,砌筑過程中應注意砂漿配合比控制準確性,后期加強養護避免影響強度。
自保溫砌體砌筑時,砌筑砂漿應隨鋪隨砌,灰縫應橫平豎直。水平灰縫宜采用坐漿法滿鋪保溫芯材條兩側自保溫砌塊的底面,吊好平整度及垂直度,自保溫砌塊砌筑時應一次擺正,在砂漿失去塑性前調平,砌上墻的自保溫砌塊不應任意移動或受撞擊,若需校正,應清除原砂漿,重新砌筑。
若因墻體尺寸問題,在砌筑排版過程中無法用整塊的自保溫砌塊,應采用與自保溫砌塊材料性能相同同類材質的配套砌塊。
填充墻砌體設計中,外墻自保溫砌塊填充墻結構被廣泛應用,但砌筑砂漿一般均設計為普通砂漿,由于與砌體材料導熱系數相差較大,在水平灰縫中易產生熱橋現象。對此,經過分析,水平灰縫砌筑材料采用保溫砂漿代替或在水平灰縫中填充保溫芯材能有效防止熱橋的發生,保證了工程的施工質量,節能效果明顯。