陶粒砌块解决方案

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衢州论加气砌块 轻质砖 砂加气热导热系数和蓄热系数的取值




体积含水率Wv/%3

质量含水率Wm/%107.5654.3

导热系数理论计算值*

/[W/(m·K)]0.110.130.160.190.22

导热系数(干态)**

/[W/(m·K)]0.100.120.140.160.18

湿态导热系数增加值

/[W/(m·K)]0.010.010.020.030.04

注:*:引自《加气砌块 轻质砖 砂加气建筑应用技术规程》JGJ17—2008); **:引自《加气砌块 轻质砖 砂加气》(GB11969—2006)。

从表9可见,体积含水率为3%时,B03、B04、B05、B06和B07级加气砌块 轻质砖 砂加气的质量含水率分别为10%、7.5%、6%、5%和4.3%,导热系数增加值分别为0.01、0.01、0.02、0.03%和0.04W/(m·K)。

(1)加气砌块 轻质砖 砂加气的平衡含水率

如前所述,加气砌块 轻质砖 砂加气的导热系数与材料的含水率有关,含水率越高,导热系数越大;同时空气相对湿度的变化也会引起制品含水率的波动,随着相对湿度的提高而提高。加气砌块 轻质砖 砂加气的平衡含水(湿)率与空气相对湿度的关系如图1所示。通常认为,在南方由于相对湿度较高,加气砌块 轻质砖 砂加气的平衡含水率,以质量含水率表征约为8%~10%,在北方地区则约为4%~6%。加气砌块 轻质砖 砂加气用作单一材料墙体或保温层时的正常含水率,应相当于该材料在当地自然风干状态下的平衡含水率,在非采暖地区,则应以此来确定蒸压加气

5

0

20406080100

相对湿度/%

图1 加气砌块 轻质砖 砂加气平衡含水率与相对湿度的关系

混凝土的湿态导热系数。而在采暖地区在正常使用状态下,由于湿迁移作用的影响,而具有较高的含水率,可达12%。

而在JGJ/T17—2008中,给出的是体积含水率为3%的加气砌块 轻质砖 砂加气湿态导热系数,即导热系数理论计算值(见表8)。在JGJ/T17条文说明“6.1.2”节中,明确指出:导热系数计算值受到“体积含水率3%的正常含水率”的影响。这里的“正常含水率”应是在说,体积含水率3%是墙体在正常使用条件下的气干状态含水率,也就是说“体积含水率3%”,是加气砌块 轻质砖 砂加气的平衡含水率。

由表9可知,当以质量含水率表征加气砌块 轻质砖 砂加气的平衡含水率时,随着其干密度的增加,平衡含水率(质量)下降,则由质量含水率表征的不同干密度等级:B03、B04、B05、B06和B07的平衡含水率(质量),分别为10%、7.5%、6%、5%和4.3%。因此,按表9可得出的结论是:加气砌块 轻质砖 砂加气以质量含水率表征的平衡含水率,与其干密度有关,随着干密度的增加而降低,而与空气相对湿度无关。显然与图1所显示的平衡含水率(质量)随相对湿度提高而提高的关系相悖,因此是不合理的。(2)加气砌块 轻质砖 砂加气的导热系数与含水率

从表7可知,当干密度不同的加气砌块 轻质砖 砂加气,具有相同的体积含水率,如3%,即含有相同质量(30kg)的水时,干密度越低的加气砌块 轻质砖 砂加气,其导热系数所受不良影响越小,如干密度为300kg/m3的湿态导热系数增加值仅为0.01W/(m·K);而干密度越高影响越大,如干密度为700kg/m3的湿态导热系数增加值为0.04W/(m·K)。不难看出,干密度为700kg/m3和干密度为300kg/m3的加气砌块 轻质砖 砂加气,在含有相同质量(30kg)的水的条件下,前者的导热系数增加值竟然达到后者的4倍,是不合理的。如将3%体积含水率折算为质量含水率,由表9可知,干密度为300kg/m3的蒸压加气混凝

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蓄热系数S24

/[W/(m2·K)]1.642.062.613.013.49

(kg/m3)300400500600700

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土,质量含水率为10%,湿态导热系数增加值为0.01W/(m·K);干密度为700kg/m3的质量含水率为4.3%,不足干密度为300kg/m3的1/2,然而导热系数增加值竟达0.04W/(m·K),为前者的4倍。明显与大量的试验研究,包括前述试验研究结论“无论加气砌块 轻质砖 砂加气的干密度为多少,当其质量含水率增加某一定值,则其导热系数增加值极为接近”相悖。基于上述讨论,笔者认为,JGJ/T17—2008规定的体积含水率3%,以及在体积含水率3%的条件下规定的导热系数理论计算值不尽合理。4.3 小结

目前,工程应用中基本采用JGJ/T17—2008表6.1.2规定的体积含水率为3%的,含湿状态制品的导热系设计计算值数进行墙体热工计算,由于其所规定的湿态导热系数值,除B07级加气砌块 轻质砖 砂加气的导热系数值外,显著低于其所具有的含水率应达到的导热系数值,也有的仅凭企业提供的导热系数检测报告进行墙体热工计算,如前面所提到的B04

级砌块的干态导热系数取λ=0.09W/(m·K),忽略了

墙内含水及质量波动对热工性能的影响,使得计算结果偏离工程实际,影响了结果的准确性,使得墙体将达不到预期的节能设计效果。因此,正确确定和选取加气砌块 轻质砖 砂加气材料导热系数和蓄热系数的计算值十分重要。

我国幅员辽阔,各个地区的空气相对湿度大小程度不一,因此,加气砌块 轻质砖 砂加气制品墙体的平衡含水率有所不同,特别冬季采暖地区在正常使用状态下,由于湿迁移作用的影响,而具有较高的含水率。因此,进行建筑节能设计均采用JGJ/T17—2008表6.1.2规定的体积含水率为3%的固定的导热系数值,显然是不合理的,其结果势必使外墙墙体的导热系数实测值与设计值产生较大差异,将影响建筑节能设计的实际效果,达不到节能设计标准的要求。

由于到目前为止,尚未见到有关干密度不同的

加气砌块 轻质砖 砂加气,具有相同的体积含水率(如3%,即每立方米均含有相同质量的水如30kg)时,干密度越小其导热能力所受不良影响越小的试验研究

的报道。也未见到关于加气砌块 轻质砖 砂加气,以质量含水率表征的平衡含水率与其干密度有关,干密度越小其平衡含水率(质量)越大,反之越小的试验研究的报道。上述观点仅在JGJ/T17—2008有表述。因此,笔者依据《民用建筑热工设计规范》(GB50176)的规定和相关研究成果,以及参考有关资料提供的数据,给出了加气砌块 轻质砖 砂加气不同含水率条件下的导热系数及蓄热系数(见表10)。表中B05级和B07级的导热系数在质量含水率为6%的条件下与GB50176的规定一致。在进行加气砌块 轻质砖 砂加气墙体建筑节能设计热工计算时,加气砌块 轻质砖 砂加气的在不同质量含水率的条件下,导热系数和蓄热系数的理论计算值宜按表10取值,更合乎墙体实际情况,计算的结果也才能真实可信。

5 加气砌块 轻质砖 砂加气用于围护结构时导热系数和蓄热系数的设计计算值

5.1 影响加气砌块 轻质砖 砂加气热工性能的因素加气砌块 轻质砖 砂加气的热工性能,不仅与加气砌块 轻质砖 砂加气的干体积密度及其含水率有关,还与墙体砌筑砂浆的灰缝厚度、体积密度及潮湿状况有关。因此,在进行加气砌块 轻质砖 砂加气墙体热工计算时,其导热系数和蓄热系数设计值应分别按下列两式进行修正:

λc=λ·a(8)Sc=S·a(9)式中:λc——导热系数设计计算值,W/(m·K);

Sc——蓄热系数设计计算值,W/(m2·K);λ——导热系数理论计算值,W/(m·K);S——蓄热系数理论计算值,W/(m2·K);a——灰缝、潮湿影响(修正)系数。

5.1.1 灰缝对加气砌块 轻质砖 砂加气热工性能的影响5.1.1.1 灰缝厚度对加气砌块 轻质砖 砂加气导热系数和蓄热系数的影响

加气砌块 轻质砖 砂加气墙体,灰缝厚度一般为15mm,按加气砌块 轻质砖 砂加气长、宽(高)尺寸为600mm×300mm计算,单位面积墙面中灰缝的面积约占7%,如采用水泥专用砂浆,由于其导热系数约为加气砌块 轻质砖 砂加气的6倍多(按干密度为B05的蒸压

理论计

算值

表10 加气砌块 轻质砖 砂加气不同含水率的导热系数及蓄热系数

密度级别B04B05B06B07

质量含水率Wm0%6%12%18%0%6%12%18%0%6%12%18%0%6%12%18%导热系数λ0w/[W/(m·K)]0.120.170.210.260.140.190.230.280.160.210.250.300.180.220.260.31蓄热系数S24/[W/(m·K)]1.702.312.783.292.062.733.243.792.413.123.694.282.763.494.124.76

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加气混凝土计算),形成贯通的“热桥”,故对加气砌块 轻质砖 砂加气的热工性能的负面影响较大。表11是当采用水泥砂浆,灰缝砌筑厚度对加气砌块 轻质砖 砂加气的导热系数和蓄热系数的影响系数。

表11 灰缝厚度与灰缝影响系数关系

灰缝宽度/mm灰缝影响(修

正)系数a

151.25751.056101.18631.006

注:1.加气砌块 轻质砖 砂加气按B05级计算; 2.砂浆密度1800kg/m2。