加氣混凝土砌塊在河北省農(nóng)村建筑中的應(yīng)用研究

朱 靜，句德民，張花蕊，趙彥彥

(1.河北建研科技有限公司，石家莊，050021;2.高碑店市佳誠監(jiān)理有限責(zé)任公司，高碑店，074000;3.石家莊市鹿泉區(qū)建筑業(yè)管理處，石家莊，050200)

1 河北省農(nóng)村建筑墻體材料使用現(xiàn)狀及存在問題

1.1 河北省農(nóng)村建筑墻體材料使用現(xiàn)狀

通過對邯鄲、石家莊、廊坊、承德4個地區(qū)的農(nóng)村住宅共330棟進(jìn)行抽查調(diào)研，得到農(nóng)村建筑墻體材料的使用現(xiàn)狀，外墻主體材料統(tǒng)計表1。

表1 外墻主體材料統(tǒng)計表

通過上述調(diào)查可知，農(nóng)村建筑中主要使用的墻體材料有粘土實(shí)心磚、混凝土空心砌塊以及灰砂磚，且粘土實(shí)心磚占有很大的比例，加氣混凝土只占比例中的一小部分，應(yīng)用很少。

1.2 河北省農(nóng)村建筑墻體材料應(yīng)用中存在的問題

目前河北省農(nóng)村住宅大多以土坯房和磚房為主。磚是經(jīng)過大量粘土高溫?zé)贫?，需消耗大量的煤，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，還破壞了大量耕地。在節(jié)能思想的指導(dǎo)下，由于其生產(chǎn)與國家節(jié)能節(jié)地政策不符，國家早已禁止實(shí)心粘土磚的使用，但由于其工藝簡單、價格低廉、設(shè)計及施工技術(shù)成熟等原因，目前仍具有較大的市場。

混凝土空心砌塊由于其重量輕、保溫性能好、砌筑速度快等優(yōu)點(diǎn)，在寒冷地區(qū)發(fā)展速度相當(dāng)快，成為替代粘土磚產(chǎn)品之一。而灰砂磚作為一種新型墻體材料，在國家“禁實(shí)”要求下，因其強(qiáng)度等級和外形尺寸與粘土磚相似而得到廣泛應(yīng)用。但是混凝土砌塊和灰砂磚等環(huán)保效益更佳的墻體材料并沒有實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，其生產(chǎn)廠家相對較少，運(yùn)輸成本較大，造成產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，因此在農(nóng)村的推廣受到了嚴(yán)重阻礙。

2 加氣混凝土砌塊與其它墻體材料的比較

2.1 加氣混凝土砌塊與其它墻體材料的主要性能比較

(1)基本性能對比見表2。

表2 加氣混凝土砌塊與其它墻體的性能對比表

(2)保溫性能對比見表3。

表3 加氣混凝土砌塊與其它墻體(裸墻)的保溫性能對比表

從表1、2可以看出，加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)為實(shí)心粘土磚的1/7～1/4，和混凝土空心砌塊相比，也只有其一半左右。同時加氣混凝土還具有很好的水蒸氣滲透性，可以將墻體上的潮氣排出，使墻體保持原有的極佳隔熱性。

(3)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能

現(xiàn)在以某加氣廠工程試點(diǎn)為例，建立4種建筑材料的PKPM模型，分析其結(jié)構(gòu)性能。4種建筑材料如下:

①內(nèi)外墻均采用粘土磚-僅作對比參考用;

②內(nèi)外墻均采用灰砂磚;

③內(nèi)外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊。

④外墻采用蒸壓加氣混凝土、內(nèi)墻采用 GRC墻板。

選用的模型概況為:建筑總建筑面積170m2，以兩層為主，部分為一層建筑。主體部分首層為生活空間，建筑面積98.3m2，二層為居住空間，建筑面積為71.7m2，屋頂為坡屋頂，結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)?？紤]到粘土磚和灰砂磚的力學(xué)性能相近，在方案比較的時候簡化為兩個方案的比較。

在所有構(gòu)件截面尺寸不變的情況下，考慮恒載和活載的影響下，采用PKPM 08計算得到兩個方案在力學(xué)指標(biāo)上兩者的差異。詳見表3。從表中可以看出，新墻體方案與灰砂磚方案相比各種力學(xué)指標(biāo)皆得到了不同程度的改善，減少負(fù)荷均在25%以上，各種力學(xué)指標(biāo)更趨于合理化。

表4 新墻體方案與灰砂磚方案力學(xué)指標(biāo)比較

注:灰砂磚(紅磚)方案:容重取值為19kN/m3;內(nèi)外墻采用陶?；炷翆?shí)心砌塊(蒸壓加氣混凝土砌塊)方案:容重考慮吸水率等因素后取值為9kN/m3;外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊、內(nèi)墻采用GRC墻板方案:容重考慮吸水率等因素后取值為，蒸壓加氣混凝土砌塊:9kN/m3，GRC 墻板:6kN/m3。

2.2 加氣混凝土砌塊與其它墻體材料的經(jīng)濟(jì)性比較

為了考察4個方案的經(jīng)濟(jì)性，我們針對4個不同的方案計算其建筑工程造價。

(1)建筑工程造價計算內(nèi)容:

①材料費(fèi)用部分:

包括鋼筋混凝土柱、樓板、屋面、拉筋配筋、內(nèi)外墻(或板)、砌筑砂漿和內(nèi)外墻抹灰材料等建筑用材。

②人工及機(jī)械費(fèi)用:

包括人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、臨時設(shè)施費(fèi)、現(xiàn)場經(jīng)費(fèi)。

③管理及其他費(fèi)用:

包括企業(yè)管理費(fèi)、利潤、稅金等。

(2)建筑工程造價計算依據(jù)

①方案一、二的砌筑用M5混合砂漿，內(nèi)墻面用1:1膠質(zhì)水泥砂漿拉毛、1:1:6的水泥石灰混合砂漿抹灰;方案三、四的砌筑用專用薄型粘結(jié)砂漿，內(nèi)、外墻采用專業(yè)砂漿抹灰。

②材料價參考2010年該市12月的造價信息。

(三)建筑工程造價計算結(jié)果綜合情況表，如表5所示。

表5 四種方案的建筑工程造價情況表

說明:1、粘土磚、灰砂磚外墻厚取240mm、內(nèi)墻厚取240mm、120mm厚，蒸壓加氣塊外墻厚取300mm、內(nèi)墻厚取200mm，GRC板取90mm厚;2、紅磚、灰砂磚墻體內(nèi)面考慮了抹灰，蒸壓加氣塊墻體內(nèi)外墻面均考慮了抹灰，GRC板不抹灰。

木屋頂:120～140元/m2;玻璃棉保溫層:14.22元/m2;紅磚價格:每塊0.35元;灰砂磚價格:每塊0.60元;蒸壓加氣塊:230元/m3;GRC板:60元/m2。

通過分析4種方案的對比發(fā)現(xiàn)加氣混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢不明顯，但以該市加氣混凝土砌塊試點(diǎn)工程為例，進(jìn)行了以下經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，見表6和表7。從表面上看是房屋的造價有一定提高，但房屋的熱舒適型也得到了提高，住戶的一部分造價費(fèi)用，可以從采暖節(jié)省的暖費(fèi)中回收回來，不僅冬暖夏涼，安靜舒適，建筑的密閉性和環(huán)境質(zhì)量也大大改善。再不進(jìn)行外保溫節(jié)能措施的情況下，冬季可將室內(nèi)溫度提升8℃，極大的滿足了人們冬季的采暖需求。

表6 兩種建筑耗熱量對比表

表7 傳統(tǒng)住宅和節(jié)能住宅經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對比

注:1.計算模型為170m2/戶，房屋折舊殘值按10%，煤價按950元/t計算(2014年3月的太原焦煤平均價格);

2.以上的單方造價包括建筑工程、裝飾工程及安裝工程的造價;

3.僅從使用費(fèi)用節(jié)約計算，增加的投資20年可以收回，但加氣混凝土建筑的舒適度相對傳統(tǒng)建筑提供，冬季采暖溫度可以達(dá)到18℃，相對提高了8℃。

2.3 加氣混凝土與其它墻體材料的熱工性能比較

為了綜合考慮4個方案的經(jīng)濟(jì)性，我們檢測了不同方案的熱工性能，以此來分析方案的優(yōu)劣。由于農(nóng)村建筑絕大部分采用實(shí)心粘土磚，因此我們主要對方案一和方案三的熱工性能進(jìn)行比較，見表8。主要包括:外墻傳熱系數(shù)、平屋面的傳熱系數(shù)、坡屋面的傳熱系數(shù)等。其中，在方案三測試期間工程主體結(jié)構(gòu)已完成，門窗已安裝完畢，但外墻外飾面未做，一層平屋頂?shù)淖龇ㄉ形赐瓿伞?/p>

表8 熱工性能對比

說明:1、紅磚外墻厚取240mm、內(nèi)墻厚取240mm、120mm厚，蒸壓加氣塊外墻厚取 300mm、內(nèi)墻厚取200mm。

3 結(jié)論

本文通過對加氣混凝土砌塊用于2～3層農(nóng)村民居建筑應(yīng)用實(shí)例的分析，研究了加氣混凝土砌塊材料性能、建筑構(gòu)造和施工工藝等，通過與其他三種材料施工方案的在選材性能、載荷承重、經(jīng)濟(jì)性和熱工性的對比，分析了加氣混凝土砌塊在農(nóng)村民居建筑中的應(yīng)用推廣優(yōu)勢。并結(jié)合某加氣混凝土砌塊的應(yīng)用實(shí)例，將農(nóng)村傳統(tǒng)建筑與加氣混凝土砌塊節(jié)能建筑進(jìn)行了就多個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了對比計算，得出加氣混凝土砌塊在農(nóng)村有著極大地發(fā)展空間，經(jīng)濟(jì)和節(jié)能優(yōu)勢明顯。