葉曉青，陳金建，傅仕華，楊世林，2

（1中機中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039；2重慶大學(xué) 材料學(xué)院，重慶 400044）

1 墻體自保溫系統(tǒng)概述

隨著《建設(shè)事業(yè)“十一五”推廣應(yīng)用和限制禁止使用技術(shù)公告（第一批）》公示首次將墻體自保溫體系列入推廣應(yīng)用技術(shù)公告，各地都加強了對墻體自保溫體系的研究，但主要集中在熱工性能的分析及砌體改造方面，很少將自保溫體系的成本和熱工性能聯(lián)合研究。

2 墻體自保溫系統(tǒng)性能綜合評估

2.1 墻體自保溫體系熱工性能評估

自保溫墻體砌體材料最常見的有厚壁型燒結(jié)頁巖空心砌塊、節(jié)能型混凝土復(fù)合小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心砌塊和無機復(fù)合燒結(jié)頁巖空心磚砌體幾種，本文以這五種材料為對象，選取了重慶市某棟23層的居住建筑，運用PBECA Build2014.02版分別計算了砌體厚度為220mm時的方案節(jié)能率，并將其與理想方案進行比較。

實例建筑位于重慶市區(qū)，朝向為南偏東5O，剪力墻結(jié)構(gòu)，體形系數(shù)為0.36，建筑物高69.0m。外墻自保溫系統(tǒng)選取15mm水泥砂漿+220mm自保溫砌體+20mm水泥砂漿，經(jīng)計算，得到五類自保溫系統(tǒng)的熱阻值、傳熱系數(shù)及節(jié)能率如表1所示。

表1 自保溫系統(tǒng)的熱工性能參數(shù)

2.2 自保溫系統(tǒng)成本分析

自保溫墻體的成本為全生命周期成本，包括建設(shè)成本和運營成本2部分[3]。

（1）自保溫系統(tǒng)建設(shè)成本

為簡化計算，本文墻體材料僅考慮了材料的價格和施工費用，因此C=CC+Cm。

式中，C—單位面積自保溫墻體材料價格 （元/m3），C—單位面積自保溫墻體施工費用（元/m3）。

統(tǒng)計五類自保溫系統(tǒng)的建設(shè)成本見表2所示。

經(jīng)過市場的不斷開拓及產(chǎn)品的不斷研發(fā)，如今FA16-T設(shè)備已在民航空管行業(yè)廣泛應(yīng)用。該產(chǎn)品成熟穩(wěn)定，可靠性、實時性高，在專用綜合業(yè)務(wù)傳輸市場占有了極大的份額。在近期的民航通訊網(wǎng)項目中，中南地區(qū)和西北地區(qū)均采用了FA16-T設(shè)備，其功能與穩(wěn)定性受到了一致好評。

表2 某居建項目自保溫系統(tǒng)墻體建設(shè)成本

（2）自保溫系統(tǒng)運營成本

由于重慶地區(qū)冬季不進行集中供暖，全年只采用空調(diào)進行采暖和供冷，因此墻體自保溫系統(tǒng)的運營成本主要包括空調(diào)費用和保溫系統(tǒng)的維修養(yǎng)護成本。其中空調(diào)耗電量運用PBECA Build2014.02版計算得出，統(tǒng)計五類自保溫系統(tǒng)的空調(diào)耗電量見表3。

表3 某居建空調(diào)耗電量統(tǒng)計

保溫系統(tǒng)的維修養(yǎng)護成本為Cm=CC·fw，其中CC為系統(tǒng)建設(shè)成本；fw為年均綜合維修費率，本文取1%，保溫系統(tǒng)的維修養(yǎng)護成本見表4所示。

表4 自保溫系統(tǒng)維修養(yǎng)護成本

綜上，自保溫系統(tǒng)的綜合成本統(tǒng)計見表5。

表5 自保溫系統(tǒng)綜合成本

2.3 自保溫墻體砌塊價值分析

我國價值工程國家標(biāo)準(zhǔn)定義價值為：對象所具有的功能與獲得該功能所具有的全部費用之比。用公式表示為：V=F/C，定義V-自保溫系統(tǒng)的價值，F(xiàn)-產(chǎn)品的必要功能，C-產(chǎn)品的全壽命周期成本。

考慮到本文的特殊性，引用改進型價值工程原理，S=R0/C，其中S-系統(tǒng)的價值，R0-自保溫墻體系統(tǒng)的熱阻值，C-自保溫墻體系統(tǒng)的全周期成本，S值越接近1，則表示方案越優(yōu)異，統(tǒng)計五類自保溫系統(tǒng)的S值如表6所示。

表6 自保溫系統(tǒng)價值系數(shù)匯總

綜上，S4>S1>S2>S3>S5>S6，由于S4>S1說明蒸壓加氣混凝土砌塊功能值大于成本值，功能效果顯著；其次是厚壁型燒結(jié)頁巖空心砌塊S2=0.91，說明其成本仍具有可優(yōu)化空間；由于節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心砌塊和無機復(fù)合燒結(jié)頁巖磚砌體價格相對較高，因此其功能系數(shù)低。

3 墻體自保溫系統(tǒng)綜合性能分析

蒸壓加氣混凝土砌塊密度為400～700kg/m3，相當(dāng)于空心磚的1/3，可減小建筑物梁、柱截面尺寸，減輕建筑物自重。砌塊內(nèi)部含有大量氣泡和微洞，具有良好的保溫性能，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)0.10～0.18 w/(m·k)，是普通粘土磚的3～4倍。 每個砌塊的抗壓強度都較大，強度利用系數(shù)高達(dá)0.8，為粘土磚的2～3倍。加氣混凝土內(nèi)附球狀密閉多孔結(jié)構(gòu)，吸聲性能也優(yōu)于普通混凝土，抗?jié)B水性能也較優(yōu)異，同時可適用于多雨地區(qū)外墻。

厚壁型燒結(jié)頁巖空心砌塊尺寸通常為240X200X190，外壁厚≥25mm，孔排數(shù)≥7排，空洞率≥45%，密度為801～900kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.30 w/(m·k)，是普通粘土磚的4～6倍，蓄熱系數(shù)為4.53～4.77 w/(m2·k)。此外，燒結(jié)頁巖空心砌塊施工工藝簡單，不需滿掛鋼絲網(wǎng)，但保溫性能略差，是除蒸壓加氣混凝土砌塊外的最佳選擇。

節(jié)能型混凝土復(fù)合小型空心砌塊是高強混凝土砌塊內(nèi)嵌高效保溫材料復(fù)合而成，目前在重慶區(qū)縣應(yīng)用較為廣泛。該類型砌塊密度≦900kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.22～0.23 w/(m·k)，蓄熱系數(shù)為10.335 w/(m2·k)，熱工性能較好。此外，砌塊的抗壓強度值≥5MPa，是全重慶市保溫材料中唯一可作建筑工程承重墻體的自保溫砌塊。

節(jié)能型燒結(jié)頁巖空心砌塊主要是指薄壁型，其孔排數(shù)≥9排，孔洞率≥45%，常用砌塊的密度為801～900kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.25w/(m·k)，蓄熱系數(shù)為4.13 w/(m2·k)，傳熱系數(shù)較同類產(chǎn)品至少降低20%，抗壓強度較同類產(chǎn)品提高80%。該類型砌塊穩(wěn)定性及抗裂能力與普通燒結(jié)磚相當(dāng)，但其強度等級提高，熱工性能也明顯改善。

無機復(fù)合燒結(jié)頁巖空心磚砌體以硬化泡沫混凝土為填充料，主要適用于自承重墻體部位，干密度≦800kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.26w/(m·k)，蓄熱系數(shù)為4.23 w/(m2·k)，該種砌塊可實現(xiàn)墻體的自保溫或輔助保溫，保溫性能優(yōu)越[4]。

4 結(jié)論與建議

（1）自保溫系統(tǒng)的全生命周期成本包括建設(shè)成本和運營成本兩部分，建設(shè)成本包括材料和施工費用，運營成本包括能耗成本和維修成本，其中能耗成本與系統(tǒng)運營耗電量有關(guān)，可使用PBECA Build2014.02版計算得出。

（2）運用改進型價值工程原理，以系統(tǒng)熱阻值為功能值，以全生命周期成本為成本值，計算出五類自保溫系統(tǒng)的價值工程系數(shù)，結(jié)果表明蒸壓加氣混凝土砌塊的功能效果最顯著，其次為厚壁型燒結(jié)頁巖空心砌塊。

（3）結(jié)合實際情況對五類自保溫墻體砌塊的熱工性能進行了總結(jié)，指出了各類砌體性能的優(yōu)缺點。

[1]曹雙梅.許志中.我國外墻自保溫體系發(fā)展前景及應(yīng)用研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2010（6）：325-327.

[2]董臻旻.寒冷地區(qū)加氣混凝土外墻自保溫體系節(jié)能設(shè)計研究[D].濟南：山東建筑大學(xué)，2012.

[3]呂賽男.基于全生命周期成本的綠色建筑節(jié)能設(shè)計優(yōu)化研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2012.

[4]謝厚禮，許建明，毛偉.無機復(fù)合燒結(jié)頁巖空心磚的研制[J].新型建筑材料，2012（5）：52-55.