泡沫混凝土在南方地區(qū)供暖上的研究

姜子越 李釘葦 彭鼎棋

摘 要：近年來，南方的冬季變得更加嚴寒悠長，從市場供給來看，南方供取暖需求日益擴大，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。目前，南方居民多采取分散的高能耗取暖方式，從?jié)約能源、減少環(huán)境有害物排放的角度看，建筑能源消耗是制約南方供取暖的最大問題，解決了建筑能源消耗問題，就可以采用很多先進的技術產品來滿足南方分散式、集中供熱的市場需求。針對南方的冬季供取暖能源消耗的問題，本文通過文獻查找，實地訪談等方式得出南方成都地區(qū)的普遍建筑材料在冬天的保溫性能，尋找適用于成都片區(qū)的較佳泡沫混凝土材料，得出采取該種泡沫混凝土來改善南方供暖問題的建議。

關鍵詞：泡沫混凝土;南方地區(qū)冬季供暖;建筑耗能

1.建筑材料泡沫混凝土的存在意義

1.1建筑材料泡沫混凝土對建筑能源消耗的影響

水泥行業(yè)是建材行業(yè)中耗能最大的產業(yè)，我國每年的水泥產量更是巨大，占到世界水泥總產量的1/2以上。19年建材行業(yè)煤炭消費5.7億噸，此外水泥生產過程中產生大量的煙塵、粉塵、SO2、氧化物、CO、CO2等，對大氣污染嚴重，在全國工業(yè)煙塵、粉塵排放中所占比重位于前列。水泥作為建筑材料三大主材之一，水泥用量占很高。近年房地產端對水泥需求約占25-35%，基礎建設端約占水泥總需求的30-40%。因此采用能耗低的建筑材料或減少建筑材料使用量成為減少環(huán)境污染的重要研究內容。

1.2建筑材料泡沫混凝土對提高南方冬季取暖舒適度的意義

近年來，我國南邊地區(qū)出現(xiàn)數(shù)次‘冷冬，南方的冬季變得更加嚴寒而悠長，供取暖問題成了非常迫切的現(xiàn)實問題。且南方多數(shù)地區(qū)門和窗處于長期閉合狀態(tài)，屋內空氣不順暢，依賴性使用空調，導致屋內空氣又干又燥，缺乏流暢的空氣，久而久之，皮膚容易出現(xiàn)瘙癢，腦袋感覺暈沉，胸口感到憋悶等情況，因空氣不流通造成缺氧。針對這些問題，全國人大代表周洪宇建議國家相關部門盡快啟動南方供取暖問題的研究進程，以滿足廣大南方人民對美好生活的向往。

泡沫混凝土，由加氣混凝土發(fā)展而來，是繼輕質混凝土之后的新一代秀兒。由于加氣混凝土需要蒸壓，無法在現(xiàn)場進行施工。雖然性能優(yōu)異，但其應用仍受到一定的限制，于是人們又創(chuàng)造了泡沫混凝土。它的性能接近加氣混凝土，卻不需蒸壓，十分適應當前環(huán)保的政策要求，并在很大程度上減少了能源的損耗。泡沫混凝土吸水率、導熱系數(shù)較為精良，在把液態(tài)的金屬注入模中，使硬化而具有特殊形狀上十分方便。

1.3建筑材料泡沫混凝土對開發(fā)商和建筑公司的影響

依據我國基本國情，建設部從實際出發(fā)提出了室第產業(yè)化以實現(xiàn)室第生產方式和室第功能的改革。在集成化室第中，泡沫混凝土因其具有自保溫和節(jié)能的特點，成為了許多開發(fā)商關注的焦點。其一般是由輕質的鋼材作為屋架以及泡沫混凝土制得的板塊復合而成的結構體系，該體系與普通的集成化住宅相比，它除了可以自保溫，它還擁有造價低、安裝的速度快及抗震性較好的優(yōu)點。

隨著我國經濟的發(fā)展壯大，國家對生態(tài)、節(jié)能等方面也越來越重視。泡沫混凝土因其具有多種優(yōu)良性能，近年來在建筑材料中被普遍推衍擴大，具有較為寬闊的發(fā)展平臺和應用潛力。雖然在理論和實際中仍存在部分的問題，但是只要不斷優(yōu)化泡沫混凝土的理論，并升級其生產工藝、生產設備，將其功能優(yōu)勢與建筑能源消耗相結合，泡沫混凝土必定會成為我國的重要綠色建筑材料。

2.泡沫混凝土的相關性能及應用

2.1建筑材料泡沫混凝土的性能

2.1.1輕質性能：干體積密度為300～1600kg/m3，相當于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可減輕建筑物整體荷載，降低結構和基礎的造價，對抗震有利。

2.1.2隔熱防火性能：由于泡沫混凝土屬于多孔輕質材料，可用于樓層的背陰隔熱層和沿馬路一側的隔音層使用。同時在防火、防水性能方面也具有良好效果。

2.1.3隔音耐火性能：泡沫混凝土屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。

2.1.4其它性能：泡沫混凝土還具有可泵性、低成本、環(huán)保性、生產速度快等優(yōu)良性能。

2.2泡沫混凝土的應用

2.2.1泡沫混凝土砌塊：當前階段，泡沫混凝土在我國大部分用于泡沫混凝土砌塊，其在我國不同區(qū)域有著不一樣的用處。在我國北邊，泡沫混凝土砌塊大部分作用于保溫墻體，在南方其大部分制作成密度在900～1 200 kg/m3來填充墻。

2.2.2新型超輕墻板：當前階段，我國使用的泡沫混凝土超輕墻板大部分是GRC超輕墻板，其經濟成本較高，所以限制了其在建筑領域中的應用。但我國在不斷應用和發(fā)展中，研究出了新的泡沫混凝土超輕隔墻板的生產方式，這種生產方式極大的降低了經濟成本，使其能在建筑領域中廣泛應用。

2.2.3補償?shù)鼗牧希涸谂菽炷恋膽眠^程中，會導致建筑物因為不同重量而產生不一樣的沉降差。 因此，建筑物的沉降差成為建筑領域中一個倍受關注的問題。由于在進行建筑物施工時，建筑物本身比較輕的一般應用軟材料，這是算作補充地基來使用，所以由泡沫混凝土來接受補償?shù)鼗牧希@種方式能直接減少建筑物的自由沉降發(fā)生。

2.3泡沫混凝土應用方式

當今世界面臨著能源危機，因泡沫混凝土無論是在性能還是在經濟成本或是環(huán)保方面都能有良好的應用價值以及巨大的發(fā)展空間，如將其得以廣泛應用，也會極大降低建筑能源消耗。

在我國建筑領域，泡沫混凝土在保溫隔熱上應用主要有2種方式，第一是制品類，第二是現(xiàn)澆類。制品類是應用一系列的泡沫混凝土制成的材料來進行保溫隔熱工作。而現(xiàn)澆類主要是應用泡沫混凝土澆筑墻體。

3.泡沫混凝土的實用性

3.1南方地區(qū)普通混凝土與泡沫混凝土材料的性能比較

3.2建筑材料泡沫混凝土的溫性能，蓄熱性能的實用效果

泡沫混凝土中含有大量的閉合氣孔，普通混凝土內部排列緊密，.茂密厚實。因此它--般具較低的導熱系數(shù)。密度在300～1200kg/m3的泡沫混凝土，導熱系數(shù)在0.06～0.3W/（MK）之間。其保溫隔熱性能大約是普通混凝土的十一倍。

由硅酸鹽水泥制備的泡沫混凝土可繼承四百攝氏度的高溫，高鋁水泥等特種水泥制備的泡沫混凝土可最高經受1450oC的高溫。在房建工程中，可用泡沫混凝土做保溫及隔熱層。密度300～700kg/m3的泡沫混凝土可用于保溫層;密度900～1100kg/m3的泡沫混凝土可用于隔熱層。我國已經在中西部地區(qū)大量使用泡沫混凝土作為地板采暖絕熱層?！兜孛孑椛洳膳菽炷两^熱層技術規(guī)程》，對泡沫混凝土的密度和導熱系數(shù)有了具體要求。

3.3建筑材料泡沫混凝土在南方地區(qū)的實用性分析

近年來，我國能源消耗總量逐漸增大，其中建筑能源消耗約占社會總能源消耗的三分之一左右。由于建筑數(shù)量的不斷增加，建筑能源消耗也在逐漸上升。另外根據國家建設部科技司研究表明，我國建筑能源消耗量占社會總能耗量的比例最終將達到百分之四十左右。高能耗建筑成為我國經濟發(fā)展的瓶頸，因此，發(fā)展建筑能源消耗大勢所趨。

在建筑物的能源消耗損失中，外墻、窗戶和屋項是圍護結構能耗損失的不可或缺的部分，據統(tǒng)計，其中墻體傳熱產生的熱損失約占總能耗損失的26%，因此提高建筑圍護結構的熱工性能是實現(xiàn)建筑節(jié)約能耗的必要途徑，合理采用隔熱性能的材料是提高能耗利用率和實現(xiàn)建筑能源消耗最為有效方法之一。其中泡沫混凝土是最常見的建筑能源消耗環(huán)保材料，因其密度小、隔熱性能優(yōu)良、吸波隔音、抗震效果顯著、耐火性能好等優(yōu)點，可用于南方建筑上，并優(yōu)化南方建筑。

近年來， 由于環(huán)境問題，建筑能源消耗和供取暖政策等諸多原因影響， 南方供暖問題一直受到社會關注。多年前基于經濟發(fā)展和地理位置等諸多條件， 政府把我國分為南北兩方， 由于北方氣候冬季條件惡劣，政府為我國北方采取了集中供取暖的措施。，但隨著經濟發(fā)展和氣候變化等情況， 這種判斷標準已不再適用當前。所以， 需要一個合理的解決方法來解決南邊供取暖問題， 這不僅可以保障了居民的生活質量， 而且為供取暖，地產，建筑等相關企業(yè)提供了創(chuàng)新的巨大突破。本文依據建筑材料泡沫混凝土的優(yōu)良綜合性能，對南方供取暖問題在建筑能源消耗方面提出可行的建議。

參考文獻：

[1]宋安祥，郭遠臣，王雪，劉雪，何琴.泡沫混凝土研究新進展與應用現(xiàn)狀[J].混凝土，2018（09）：152-156.

[2]于萱.我國南方供取暖可行性分析[J].節(jié)能，2019，38（6）：34-35. DOI：10.3969/j.issn.1004-7948.2019.06.014.

[3]高艷娜.高密度泡沫混凝土的研究[D].重慶：重慶大學，2012.

[4]孔艷麗.泡沫混凝土產品前景一片大好[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（15）.

作者簡介：

姜子越（1999—），女，山西長治，本科在讀，主要研究方向：房地產開發(fā)與管理。

李釘葦（1998—），男，四川涼山，本科在讀，主要研究方向：房地產開發(fā)與管理。

彭鼎棋（1998—），男，云南德宏，本科在讀，主要研究方向：房地場開發(fā)與管理。