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JGJ/T17-2008规定的蒸压加气混凝土导热系数理论计算值的灰缝影响系数的商榷


[摘 要] 简要介绍《蒸压加气混凝土砌块建筑应用技术规程》JGJ/T17-2008规定的导热系数理论计算值灰缝影响系数1.25,给出导热系数理论计算值灰缝影响系数计算公式,并计算灰缝宽度为15mm、砂浆导热系数为0.87W/(m?K)时,不同的砌块高度和导热系数理论计算值的灰缝影响系数。对此,笔者认为,将不同砌块高度和导热系数理论计算值的灰缝影响系数均规定为1.25,欠妥,并就此讨论以求共同商榷。

[关键词] 导热系数;理论计算值;设计计算值;加权平均值;灰缝影响系数;蒸压加气混凝土砌块

1 前言

蒸压加气混凝土砌块在节能建筑应用中,灰缝是影响其保温隔热性能的一个重要因素,影响到蒸压加气混凝土砌体的导热系数和蓄热系数设计计算值。因此,正确选用灰缝影响系数很重要,偏低则影响建筑节能设计,不能满足建筑节能设计标准的要求。
蒸压加气混凝土砌块
《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T17-2008,为便于确定围护结构的导热系数和蓄热系数设计计算值,引入了灰缝影响系数b1。其是指蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值,即JGJ/T17-2008表6.1.2中所说的蒸压加气混凝土材料导热系数设计计算值与蒸压加气混凝土导热系数理论计算值(在体积含水率为3%条件下的导热系数值)的比值。



42 墙材革新与建筑节能2017.11

蒸压加气混凝土砌块用专用水泥砂浆砌筑,其导热系数为0.93W/(m·K)。当灰缝宽度为15mm时,按蒸压加气混凝土砌块长度L和高度H为600mm和300mm计算,单位面积中灰缝的面积约占7%。由于砂浆的导热系数是JGJ/T17-2008表6.1.2中所列蒸压加气混凝土导热系数理论计算值的4~7倍,形成了贯通的“热桥”,故对蒸压加气混凝土砌块墙体的热工性能影响较大。JGJ/T17-2008采用对材料含湿导热系数修正的方法,规定用灰缝影响系数b1=1.25(见表1),对蒸压加气混凝土导热系数理论计算值进行修正,求得蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值。

笔者认为,JGJ/T17-2008将砌块高度不同、蒸压加气混凝土导热系数理论计算值不同的灰缝影响系数b1,均规定为1.25,欠妥,本文拟就此进行讨论。

4 结论

(1)高钙快速生石灰中添加硅油后,可有效延长消解速度,且不降低释放热量。当添加0.03%的硅油后,快速生石灰的消解速度延长至10min以上,

适合于生产使用。

(2)使用高钙生石灰可提高粉煤灰的添加量至77.5%,降低了生石灰的添加量至21%。

2.1 关于JGJ/T17-2008规定的灰缝影响系数b1

现将JGJ/T17-2008表6.1.2中,与灰缝影响系数有关的部分列于

当灰缝宽度和砌筑砂浆导热系数一定时,灰缝对蒸压加气混凝土砌块砌体导热系数的影响,取决于蒸压加气混凝土的导热系数理论计算值和砌块的高度(砌块的长度为定值)。砂浆与蒸压加气混凝土的导热系数之比越大,影响越大;砌块高度越小,影响越大。此外,灰缝宽度越大,影响越大。

因此,JGJ/T17-2008表6.1.2中,沿用了《蒸压加气混凝土应用技术规程》JGJ/T17-84和《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的规定。JGJ/T17-2008表6.1.2中,在灰缝宽度为15mm时,完全没有考虑蒸压加气混凝土的导热系数理论计算值和砌块高度的不同对蒸压加气混凝土砌块砌体导热系数影响的不同,将灰缝影响系数均规定为1.25,笔者认为欠妥。

2.2 影响蒸压加气混凝土导热系数的实际灰缝影响系数b1

2.2.1 灰缝影响系数b1的计算

为了便于求得蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值,引入蒸压加气混凝土导热系数计算值的灰缝影响系数,对蒸压加气混凝土导热系数计算值进行修正,修正后的导热系数值,即为蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值。实际上蒸压加气混凝土导热系数计算值的灰缝影响系数,就是蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值与蒸压加气混凝土导热系数计算值之比值。

蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值,是砌体各部位(包括蒸压加气混凝土砌块和灰缝)在内的导热系数平均值,按砌体各部位的导热系数对其面积的加权平均计算求得,单位是

W/(m·K)。

为了计算蒸压加气混凝土导热系数理论计算值的灰缝影响系数,可将砌体沿墙面灰缝中心线划L-灰缝中心线长度方向的距离(mm);H-灰缝中心线高度方向的距离;l-砌块长度(mm);h-砌块高度(mm);t-灰缝宽度(mm)分成若干个单元,取其一个单元,如图1所示,首先利用图1可确定组成砌体的蒸压加气混凝土砌块和灰缝砂浆的导热系数加权平均值的计算公式,进而求得蒸压加气混凝土导热系数理论计算值的实际的灰缝影响系数。蒸压加气混凝土砌体的导热系数设计计算值,可由下式计算:

(1)

式中:λm为蒸压加气混凝土砌体的导热系数设

计计算值[W/(m·K)];λc为蒸压加气混凝土的导热系数理论计算值[W/(m·K)];λmj为砂浆的导热系数[W/(m·K)];l和h、L和H、t分别为区块长度和高度、单元体中心线长度和高度、灰缝宽度(mm);l×h为蒸压加气混凝土砌块的面积(mm2);L×H为灰缝中心线围成的单元面积(mm2);(L×H)-(l×h)为砂浆的面积(mm2)。

灰缝影响系数由下式计算:

(2)蒸压加气混凝土砌块的长度为600mm,高度规格尺寸有4种,分别是200mm、240mm、250mm和300mm。下面分别讨论蒸压加气混凝土的导热

2017.11墙材革新与建筑节能 43

[W/(m·K)]蓄热系数S24[W/(m2·K)]
[W/(m·K)]蓄热系数S24[W/(m2·K)]

系数理论计算值(表1)的不同,砌块高度分别为300mm、250mm和200mm,灰缝宽度为15mm的灰缝影响系数b1。

2.2.2 采用专用砂浆砌筑,灰缝宽度为15mm,不同砌块高度、不同蒸压加气混凝土导热系数理论计算值的灰缝影响系数b1专用砂浆的导热系数λmj为0.87W/(m·K);蒸压加气混凝土导热系数理论计算值λc见表1。当灰缝宽度为15mm,砌块高度分别为300mm、250mm和200mm时,不同蒸压加气混凝土导热系数

计算值的灰缝影响系数,即实际具有的灰缝影响系

数b1,可分别由式(1)和式(2)计算求得,计算结果分别列于表2、表3和表4。3 问题讨论

从表2、表3和表4可见,只有灰缝宽度为15mm、砌块高度为300mm的B06级蒸压加气混凝砌块 轻质砖

表2 砌块高度h为300mm的不同蒸压加气混凝土的灰缝影响系数为1.25,其余情况下的灰缝影响系数或高或低,最高者达1.52,最低者为1.21。特别是,常用的B05蒸压加气混凝土砌块的灰缝影响系数,分别为1.35、1.41和1.52,明显甚至显著高于JGJ/T17-2008规定的1.25的灰缝影响系数。故由它们所确定的B05级导热系数设计计算值,即实际的导热系数设计计算值,亦将明显甚至显著高于由灰缝影响系数1.25所确定的导热系数设计计算值。那么,采用后者进行蒸压加气混凝土砌块单一材料节能建筑热工设计,将不能保证热工设计质量,求得的蒸压加气混凝土砌块单一材料节能建筑墙体的厚度,要明显甚至显著低于实际所需要的砌块墙体厚度,不能满足建筑节能设计标准的要求。

4 结语

由式(1)、式(2)和表1、表2、表3可知,当灰缝宽度和砌筑砂浆导热系数一定时,砂浆与蒸压加气干密度ρ(kg/m3)导热系数理论计算值的灰缝影响系数;导热系数理论导热系数设计

计算值计算值

[W/(m·K)][W/(m·K)]

灰缝影响系数b1混凝土的导热系数之比越大,灰缝影响系数影响越大;砌块高度越小,影响越大。因此,JGJ/T17-2008没有考虑蒸压加气混凝土导热系数理论计算值(4000.130.18241.405000.160.21031.316000.190.24241.257000.220.26601.21于平衡含水率时的导热系数)差异悬殊和砌块高度的不同,仅规定单一的蒸压加气混凝土导热系数计算值的灰缝影响系数1.25,欠妥。除上述所说三种情况外,在绝大多数情况下,采用由1.25求得的蒸压加气混凝土砌块导热系数设计计算值进行建筑节能热工设计,将影响计算结果的正确性,使计算结果与实际效果偏离较大,或在实际上不能满足建筑节能设计标准关于保温隔热和节能的要求。因此,JGJ/T17-2008规定灰缝影响系数为1.25不尽合理。

因此,应根据蒸压加气混凝土砌块的高度、导热系数理论计算值和砂浆的导热系数值,合理确定灰缝影响系数,才能保证建筑节能热工设计质量。