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论蒸压加气混凝土导热系数和蓄热系数的取值




(干态)平均值。

导热系数(干态)限值,亦是与其相对应的干密度级别的蒸压加气混凝土用于围护结构进行热工计算时,唯一的干态导热系数计算值。如建筑节能设计,考虑蒸压加气混凝土含水状态下的理论计算值,就应在此基础上确定。

表2将不同干密度级别的蒸压加气混凝土,由小到大规定了0.10W/(m·K)、0.12W/(m·K)、0.14W/(m·K)、0.16W/(m·K)、0.18W/(m·K)和0.20W/(m·

K)共6个导热系数(干态)限值。

对于产品而言,导热系数(干态)限值是判定蒸压加气混凝土砌块和板是否合格的重要指标之一。如

B05级蒸压加气混凝土砌块,除导热系数(干态)平均值外,其他各项性能指标,均符合GB11968关于干密度级别为B05级蒸压加气混凝土砌块的规定时,那么,若其导热系数(干态)平均值大于0.14W/(m·K),导热系数不合格,则应判定其B05级不合格,即为不合格产品;当小于等于0.14W/(m·K),导热系数合格,则应判定其B05级合格。

由于蒸压加气混凝土的导热系数(干态)值与干密度值呈直线变化关系。在同一干密度级别的蒸压加气混凝土中,从小到大有若干个干密度值,干密度

值越小则导热系数越小。如以B04级蒸压加气混凝土砌块为例,其干体积密度范围为:325kg/m3<ρ0d≤425kg/m3,当B04级蒸压加气混凝土砌块的干体积密度略大于325kg/m3,其导热系数实测值,可接近甚至小于0.10W/(m·K),然而在建筑节能设计和应用中,进行热工计算时,B04级蒸压加气混凝土砌块的导热

系数(干态)计算值均应按标准规定的限值取值,即应

取λ=0.12W/(m·K),而不应采用导热系数(干态)实测

2016年第2期

值。这一取值原则,与强度级别的取值原则一致,例

如B06级蒸压加气混凝土的强度级别为A5.0,是以其

所对应的抗压强度平均值范围中的最小值表示,其所

对应的抗压强度平均值范围为不小于5.0MPa,则B06

级砌块用于围护结构时,在进行砌体力学性能计算时

其抗压强度计算值,即使实测平均值达到7.3MPa,亦

应取其所对应的抗压强度平均值范围中的最小值,即

5.0MPa。如在“微信”“同济品质加气”栏目中介绍的《B04级产品应用于金隅技术中心研发大楼介绍》一文中,B04级蒸压加气混凝土的导热系数值取为λ=0.09W/(m·K),显然是不合理的。

4蒸压加气混凝土用于围护结构时导热系数和蓄热

系数理论计算值

蒸压加气混凝土砌块出釜含水率较高,可达

35%。《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》(GB/T17—2008)规定,其上墙含水率宜小于30%。据资料

介绍,在我国北方地区蒸压加气混凝土砌块墙体的平

衡含水率约为4%~6%;在我国南方地区则约为8%~10%,甚至更高。在采暖地区,如北京、哈尔滨等地,

冬季由于湿迁移的作用,在正常使用状态下质量含水

率可达10%~12%。因此,蒸压加气混凝土砌块是在

含湿,即含水状态下工作的,如前所述,水的导热系数

是空气的20多倍,因此其保温隔热性能将大打折扣。

为确保建筑节能设计的实际效果,国家现行有关标准,给出了蒸压加气混凝土在一定含水率条件下的湿态导热系数和蓄热系数值,用于建筑节能热工计算的理论计算值。

4.1导热系数与含水率的关系

蒸压加气混凝土的导热系数与质量含水率一般

呈正比关系,可用下式表示:

λ0w=λ0d+δw·wm⑥式中λ0w——不同Wm时的导热系数,W/(m·K);

λ0d——干态时的导热系数,W/(m·K);

δw——质量含水率增加1%时,导热系数的增值;wm——质量含水率,%。

蒸压加气混凝土的导热系数因含水率增加的增

值,可按下列经验公式求出:

δw=25×109·ρ0d235×10·ρ0d+0.183⑦

式中ρ0d——干密度,kg/m3。

由式⑥和式⑦计算确定的,不同密度级别的蒸压

加气混凝土,在不同质量含水率wm条件下的导热系数

见表3。





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从表3中可见,质量含水率每增加6%,导热系数

增加0.04W/(m·K)~0.05W/(m·K)。

质量与标准

数增加0.04W/(m·K)~0.05W/(m·K)。

4.2.2《民用建筑热工设计规范》(GB50176—93)的规

表3蒸压加气混凝土含水率与导热系数的关系



GB50176—93考虑了围护结构在正确设计和正

而在《新型建筑材料施工手册》中,给出了蒸压加气混凝土三种密度级别在不同含水率时的热物理计

算参数,见表4。由表可见质量含水率每增加6%,导热系数增加0.04W/(m·K)~0.05W/(m·K)。

表4蒸压加气混凝土热物理参数

此外,甘肃建材科研设计研究院,所进行的蒸压加气混凝土导热系数与含水率的关系试验研究亦表

明,含水率每增加6%,导热系数增加0.04~0.06。

上述经验公式的计算、资料介绍和试验研究表明,无论蒸压加气混凝土的干密度为多少,当其质量含水率增加某一定值,则其导热系数增加值极为接

近,如含水率每增加6%,导热系数增加0.04W/(m·K)~0.05W/(m·K)或0.04W/(m·K)~0.06W/(m·K)。

4.2国家有关标准的规定

4.2.1原行业标准《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》(JGJ17—84)的规定

JGJ17—84表5.1.3中,规定的导热系数和蓄热系

数理论计算值见表5。

表5蒸压加气混凝土导热系数和蓄热系数理论计算值

JGJ17—84参考资料给出的热物理参数见表6。

表6蒸压加气混凝土热物理参数

由表6可以看出,质量含水率每增加6%,导热系

常使用条件下,材料中的正常含水率和材料的不均匀

性和密度波动等的影响,给出的B05级和B07级蒸压加气混凝土含湿状态下的导热系数见表7。

表7中的导热系数与表5质量含水率为6%的导

表7不同干密度蒸压加气混凝土湿态导热系数和蓄热系数

热系数完全一致,因此,可以认为表7是在质量含水率为6%的条件下的导热系数值。

不难看出,原行业标准JGJ17—84和现行国家标准GB50176的规定,与前述试验研究的结论基本吻

合。

4.2.3《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》(JGJ/T17—2008)规定的导热系数理论计算值及存在的问



4.2.3.1JGJ/T17—2008规定的导热系数理论计算值JGJ/T17—2008在总则中明确规定:“蒸压加气混

凝土制品质量应符合现行国家标准《蒸压加气混凝土

砌块》(GB11968)、《蒸压加气混凝土板》(GB15762)及有关标准的规定。”则表明JGJ/T17—2008要求,各干

密度级别的蒸压加气混凝土制品绝干状态导热系数

应符合表2的规定,其处于含湿状态的导热系数理论计算值,应在表2所规定的干态导热系数基础上确定。

为此,JGJ/T17—2008考虑到蒸压加气混凝土墙

体,在正常使用过程中,墙体始终处于含水状态,而规

定了体积含水率为3%的导热系数和蓄热系数理论计算值,见下表8。

4.2.3.2存在的问题

表8体积含水率为3%的蒸压加气混凝土

不同密度级别的导热系数

为便于问题的说明,现将蒸压加气混凝土干态导

热系数、导热系数理论计算值以及与体积含水率3%相对应的质量含水率列于表9。

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质量与标准

表9体积含水量率为3%的蒸压加气混

凝土不同密度级别的导热系数

注:*引自《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ17—2008);**引自《蒸压加气混凝土砌块》(GB11969—2006)

从表8、表9可见,体积含水率为3%时,B03、B04、B05、B06和B07级蒸压加气混凝土的质量含水率分别为10%、7.5%、6%、5%和4.75%,导热系数增加值分别为0.01%、0.01%、0.02%、0.03%和0.04W/(m·K)。4.2.3.2.1蒸压加气混凝土的平衡含水率

如前所述,蒸压加气混凝土的导热系数与材料的含水率有关,含水率越高,导热系数越大;同时空气相对湿度的变化也会引起制品含水率的波动,随着相对湿度的提高而提高。蒸压加气混凝土的平衡含水

(湿)率与空气相对湿度的关系如图1所示。

图1蒸压加气混凝土平衡含水率与相对湿度的关系通常认为,在南方由于相对湿度较高,蒸压加气

混凝土的平衡含水率,以质量含水率表征约为8%~10%,在北方地区则约为4%~6%。蒸压加气混凝土

用作单一材料墙体或保温层时的正常含水率,应相当于该材料在当地自然风干状态下的平衡含水率,在非采暖地区,则应以此来确定蒸压加气混凝土的湿态导热系数。而在采暖地区在正常使用状态下,由于湿迁