[实用新型]一种空心保温砌块

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑技术和建筑材料领域，确切地说是一种提高砌筑墙体用空心

砌块热工性能的空心保温砌块。

背景技术

建筑墙体用砌块按形式分实心和空心两类，（图1）和（图2）。空心砌块相较实心砌块有两大优势，一是减少材料消耗、减轻自重；二是保温隔热性能更好。也因此相关文件鼓励建筑中使用空心砌块，同时限制实心砌块的使用。所以一个不争的事实是，空心砌块是我国今后建筑中砌筑墙体的主要材料。空心砌块按其力学性能也分两种，一是承重型，空心率控制在25%以下；二是非承重型，空心率控制在25%～50%之间。本实用新型针对非承重型砌块。

空心砌块的保温隔热性能是其重要的热工参数指标，所以如何能够最大限度提高这一性能是空心砌块型式设计与技术改进的核心目标。空心砌块保温隔热性能优于实心砌块的主要因素在于空心部分，由于它的存在，导致砌块内部热流由原来只通过导热形式渗透转化为导热、辐射和对流三种换热形式同时介入，且相互交织、转化，空心层和固体部分互为边界，形成较为复杂的热流场。这为我们深入挖掘其保温隔热性能提供了可能。

针对目前市场上大量使用的或有关标准图集中制定的空心砌块标准由于设计与技术处理上的缺陷，没有充分挖掘其保温隔热能力，浪费了大量资源和能源，令人痛惜。因此如何在不增加（或少增加）制作成本的基础上最大限度提高其保温隔热能力是本实用新型追求的目标。因为增加了砌块自身的保温隔热能力就可以提高整个外围护结构墙体的保温隔热性能，从而为建筑节能和减少其它保温材料的使用奠定基础，对建筑业的绿色发展贡献非常大。

目前常用生产空心砌块的材料有：粘土烧结砖，工业废料及其辅料（如粉煤灰、炉渣等），轻骨料混凝土等。这里以粉煤灰为主材的空心砌块为例，其它大同小异，本实用新型重点在如何从型式设计和技术措施上提高砌块热工性能，而不牵涉使用何种材料。减少单位时间从砌块流失的热量可用两项指标表达，即增加其热阻R值（热量从围护结构一侧空间传向另一侧空间所受到的总阻力大小，单位：），或减小传热系数K值（围护结构两侧温差为1ºC或1K时，单位时间通过单位面积的传热量，单位：）。R与K在数值上互为倒数。这里用热阻R来说明传热量问题。R=d/λ——①，式中：d：砌块厚度，m；λ：砌块导热系数，，表示当材料层厚度内的温差为1K时，在一小时内通过1m²面积的热量。可见若要提高砌块热阻可以有两个途径。一是增加砌块的厚度d值；二是减小导热系数λ值。由于砌块尺寸和材料都是固定的，提高其热阻似乎无能为力。但实际情况是公式①是针对单一材料热阻值计算，而空心砌块是复合材料，即空气与固体材料复合。如果针对两种材料分别分析，各自找出提高热阻的方法，则砌块的总热阻就会提高（图3）。以此为切入点，可以为提高砌块热工性能而进行的型式设计和采取技术措施提供清晰思路。砌块的固体部分按导热形式传热。上述三类砌块固体材料的导热系数在0.58～0.85之间，而空气层的导热系数为0.029，二者相差20多倍。所以单从导热角度分析热量传递的话，空气层可看作是绝热层。即导热的热流大部分集中在固体材料中,减少这部分单位时间热量的渗透量，即提高其热阻，可采用三个办法，一是尽量延长热流路径的长度，也即相当于增加砌块的当量厚度。（图3）中最短的导热流线长度为300mm，比砌块自身厚度多110mm，如果以粉煤灰及辅料（λ=0.62）为固体材料，热阻可提高约0.18；二是在热流线的恰当位置设置导热系数更小的材料，如EPS块（λ=0.042），即在固体导热路径上增加一层隔热层，（图4）。值得一提的是，EPS块位置应选择在不破坏砌块的整体性与力学性能，同时要在热流线流经的关键节点处，并应尽量靠近热量流入侧，目的是尽可能减小固体内部的热流密度，以降低单位时间的热量流失，同时为减小空气层的传热量营造有利的边界条件；三是在满足砌块力学要求的前提下，尽量减少固体导热部分向内传热的热流通道数量和通道宽度，从源头上限制热量渗透。（图5），经导热形式向砌块内部传热的热流通道有四条。可考虑通过孔洞的重新排布缩减到三条（图6），甚至两条（图7）。经上述三个方法处理后，砌块固体部分经导热而流失的热量将大幅减少，同时为空气层的传热量减少营造有利的边界条件。