[01116009]低能耗绿色建筑墙体材料研发与应用

建筑能耗占全产业的能耗比例居高不下,因此开展绿色建筑研究与工程推广应用,取代传统的粗放式的建筑用能形式,可以在一定程度上减轻一次性能源的消耗,加快构建资源节约型环境友好型社会。本研究以实地考察与调查问卷相结合的方式对美标木质别墅和轻钢建筑以及陕西关中地区传统民居建筑进行了全面调研,开展了建筑墙体保温隔热材料的应用现状研究,挖掘了低能耗绿色墙体建筑材料在工程推广应用中的面临的主要问题;针对加气混凝土、泡沫混凝土及多排自保温混凝土“实心砌块”等无机墙体材料的保温隔热机理和力学性能进行了大量的试验及理论研究。实验方面,在实验室制备大量不同规格的泡沫混凝土试件,依据相关测试标准,测得泡沫混凝土的物理和化学性能参数,对实验方案进行优化;仿真计算方面,依据试验制备的墙体材料,测定其热力学参数,结合有限元软件的仿真分析,进行物理模型建立和材料设计,对其保温隔热及性能进行了优化研究,为工程应用奠定了基础。结合本地典型居民传统建筑风格和新型建筑结构设计思路,本研究认为,陕西关中地区传统民居受传统理念观念影响,设计思路相对落后,加之节能建筑材料推广力度不够,建筑节能效果不理想,因此既有建筑及新建建筑在低能耗绿色建筑领域有着巨大的发展潜力。对于低能耗绿色建筑的设计,主要应从围护结构的保温隔热性能提升、建筑门窗气密性提升进行。试验与仿真研究结果表明：聚羧酸减水剂掺量从0.05%增加至0.25%,1000密度级的泡沫混凝土的抗压强度从9.442MPa增加至14.732MPa,总体呈现出增加趋势,并在聚羧酸减水剂掺量为0.25%时取得最大值14.732Mpa,对于600和700密度级的泡沫混凝土也表现出了相同的增长趋势,由此表明聚羧酸减水剂对于泡沫混凝土抗压强度的增强作用非常明显;可再分散性乳胶粉含量为0.3％,聚丙烯纤维含量为0.3％复掺时,500密度级的泡沫混凝土抗压强度最大为6.631Mpa,而纯泡沫混凝土抗压强度为4.439Mpa,所以针对抗压强度来说,两者含量都为0.3％是最优配比;运用多目标性能优化方法对砌块热工性能、力学性能和经济性能进行综合优化,最终通过对比分析,得到自保温砌块类型为五排交错孔,传热系数为0.521 W/（m2·K）,抗压强度为10.23 MPa,达到MU10 强度标准,作为承重结构使用,同时满足自保温混凝土空心砌块墙体可达到节能的目标。