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材料創新讓混凝土建筑冬暖夏涼

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-09-30  來源:中國混凝土網  作者:中國建材報
核心提示:材料創新讓混凝土建筑冬暖夏涼
  憑借房地產領域十年發展底蘊,依托太原理工大學百年研發實力,山西銘基房地產開發有限公司(簡稱“銘基公司”)成功研發了將混凝土承重與自保溫功能完美結合的劃時代變革產品——玻化微珠保溫混凝土,并將其成功應用于自己開發的銘基·鳳凰城19#住宅樓,使這棟住宅樓的混凝土在承重性能不變的情況下,增加了自保溫性能,無需粘裝其他保溫材料,讓城市中的鋼筋混凝土建筑實現了冬暖夏涼的節能效果。

  目前這棟樓的主體結構已封頂,并開始了建筑給排水及采暖施工。由于玻化微珠保溫混凝土、太陽能光伏和熱水、新風余熱利用、同層排水、雨水與中水收集等十余項節能技術的綜合應用,大大提升了銘基·鳳凰城19#住宅樓的節能效果和居住舒適度。前不久,這棟建筑獲得了國家綠色建筑三星級設計評價標識(住宅),成為山西省首個綠色建筑示范項目。

  綠色戰略

  以玻化微珠保溫混凝土技術為核心

  銘基公司成立于2002年,是世界500強企業——山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司的控股子公司。在10多年的發展中,銘基公司秉承“致力于提升產品節能、環保、健康的延伸價值,致力于成為綠色地產品牌企業”的企業使命,實踐“傳承晉商文化,成就地產楷模”的企業愿景,力做新時代的新晉商。

  “我國房地產發展非常不平衡,大多數城市的房地產都出現了產能過剩,可以說是危機四伏。房地產公司要想在未來有更大發展,必須要有預見性,密切關注分析產業政策,果斷研判發展趨勢,找準自身特點,謀求獨具特色的創新發展之路。”銘基公司董事長張建民直抒對當前房地產市場的看法。

  面對當前日益嚴重的環保壓力、激烈的市場競爭和艱難的企業生存狀態,張建民認為節能、環保、生態、低碳住宅將大勢所趨,綠色、節能建材將在未來住宅建設中大行其道。

  張建民說:“降低建筑能耗、推進節能減排已迫在眉睫,這也是企業應盡的社會責任。近年來,我們一直以推進建筑節能減排為己任,尋找真正的低碳發展之路。為此,我們提出了建筑全壽命周期低碳的理念,即從材料與構件生產(含原材料的開采)、規劃與設計、建造與運輸、運行與維護,直到拆除與處理(廢棄、再循環和再利用等)的全循環過程中的每一環節中都遵循低碳理念。結合十余年來創新技術的積累,2012年銘基公司向全社會提出了企業綠色戰略——以玻化微珠保溫混凝土技術為核心,有效、完整地融合和集成其他節能減排技術及銘基公司自我研發的節能技術,力爭開發生產出全行業性價比最高的房地產產品。”

  新型混凝土

  徹底化解承重與保溫這對矛盾體

  玻化微珠保溫混凝土由太原理工大學、太原思科達科技發展公司和銘基公司共同研發,是由水泥、石子、砂子、玻化微珠、專用外加劑與外摻料等材料按一定比例配合,經攪拌、成型、養護而成的混凝土,既具有一般混凝土的物理力學性能,又具有良好的保溫隔熱性能,符合綠色環保材料的要求。

  據玻化微珠保溫混凝土研發人——太原理工大學教授李珠介紹,玻化微珠保溫混凝土是真正意義上的具有承重和保溫雙重功能的混凝土,是建材領域對傳統混凝土的變革性創新。玻化微珠保溫混凝土針對當前建筑保溫材料的保溫性能與防火、成本、施工復雜性、施工質量等方面的矛盾,而研發的導熱系數低的混凝土,可取代當前只承重不保溫的普通混凝土,能滿足全國不同氣候區的建筑承重與保溫節能雙層需求。玻化微珠保溫混凝土具有抗震、經濟、節能、省地的綜合性能,并方便設計、施工,可真正實現結構的自保溫。它能避免有機保溫材料的各種弊端,特別是避免國內有機保溫材料引發的重大火災事故,可有效提高建筑的戰備安全性。采用玻化微珠保溫混凝土建造的建筑,將是承重保溫一體化的鋼筋混凝土結構,其室內熱環境可以實現冬暖夏涼。

  玻化微珠保溫混凝土施工要求與普通混凝土相同,可根據工程要求制成C7.5~C60標號的玻化微珠保溫混凝土,適用于各種工程。玻化微珠保溫混凝土密度為1950~2150kg/m3,比普通混凝土2300~2500kg/m3降低15%,使得建筑整體自重減輕約15%。材料柔性更大,彈性模量為普通混凝土的80%,其變形能力比普通混凝土增強,結構自振周期比普通混凝土剪切力墻結構自振周期增大16%左右,增加了抗震安全儲備。

  中國建筑科學研究院的檢測報告顯示,玻化微珠保溫混凝土導熱系數為0.35~0.4W/(m·k),而新版《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010)第4.1.8條規定:普通混凝土導熱系數為10.6kJ/(m·h·℃),即2.94W/(m·k),是玻化微珠保溫混凝土的7.35倍。

  以普通剪力墻厚200mm計算,200mm厚玻化微珠保溫混凝土裸墻熱阻為0.5m2·k/W,而普通混凝土則需1.47m厚才能達到同樣的熱阻。在高地震烈度區,剪力墻厚度增加到250mm時,墻體的保溫性能還會進一步增加,其熱阻將與1.84m厚的普通混凝土墻相當。

  工程實效

  綜合成本略低,達75%建筑節能標準

  玻化微珠保溫混凝土成功研發后,在各項實驗室測試指標準確無誤的情況下,銘基公司謹慎而大膽地啟動了玻化微珠保溫混凝土示范工程的設計應用試點——銘基·鳳凰城19#住宅樓的建設。

  眾所周知,混凝土是世界第一大商品,特別是普通混凝土,工程用量最大。這種材料技術上一個小的進步,對建筑業乃至全世界都將產生較大的正向影響。玻化微珠保溫混凝土是對普通混凝土產品的一個改進,是要替代現有普通混凝土的,它屬于承重保溫一體化的普通混凝土。欲在住宅樓中應用這么一種具有顛覆性的新產品,企業所遇到的困難可想而知。

  在大量科學嚴謹的實驗室數據和詳細完備報告材料的堅實基礎上,銘基公司堅韌而持久的攻關下,政府相關部門的理解與大力支持下,2012年4月,地上部分主體結構全部采用玻化微珠保溫混凝土澆筑的銘基·鳳凰城19#住宅樓終于破土動工。

  這棟樓為剪力墻住宅建筑,包括地上12層及地下1層,高度為39.9m,建筑面積為6856m2。混凝土的應用關系到建筑的基礎安全,其各項指標對建筑來說至關重要,因此相關部門對這棟樓的各種檢測也極其嚴格。為了配合政府相關部門和第三方機構的檢測,更為確保工程質量,19#住宅樓的建設僅主體結構就用了14個月,而一般住宅樓則只需9個月。

  據張建民介紹,基于實驗室研究結果,在銘基·鳳凰城19#住宅樓的設計與施工中,完成了玻化微珠保溫混凝土結構自保溫建筑結構性能、施工技術體系的研究與實證,并完善了玻化微珠保溫混凝土商品化生產工藝。今年3月,第一罐載有玻化微珠保溫混凝土的商砼車駛入工地澆筑;截至7月最后封頂,共澆筑玻化微珠保溫混凝土2200m3。由于這棟樓使用了玻化微珠保溫混凝土,實現了結構含鋼量、地基基礎處理成本、外墻保溫成本、其他部位(樓梯間、電梯井、樓地面、屋面)保溫成本等多項節約,最后核算的每平方米成本比普通混凝土有所降低,再加上十余項節能技術的應用,將會大大降低業主未來的使用成本。

  為了獲取玻化微珠保溫混凝土在建筑物實體上的檢測數據,銘基公司委托山西省建筑科學研究院、中國建筑科學研究院對這棟樓的結構性能與熱工性能進行檢測。所有檢測數據表明,銘基·鳳凰城19#住宅樓的各項物理指標完全符合國家相關要求,并達到了75%的建筑節能標準,比山西晉城當地目前執行的65%建筑節能標準高出了10個百分點。

  各方評價

  填補行業空白,達到國際先進水平

  玻化微珠保溫混凝土的成功研發在業內引起了巨大轟動,而其實際工程應用案列——銘基·鳳凰城19#住宅樓的建設,更是引來政府相關部門領導和業內外專家的多方關注。

  住房和城鄉建設部科技推廣中心墻體材料改革辦公室主任屈宏樂在去年仔細參觀調研完剛剛建設的工程后表示,玻化微珠保溫混凝土體系如果能廣泛推廣,不僅能從根本上解決現有保溫層與主體結構不同壽命問題,還對解決當前建筑保溫材料的保溫與防火矛盾,成本高、施工復雜等問題具有重要意義。

  當時一同參觀的中國房地產研究會副會長童悅仲也認同這一觀點。他認為:“玻化微珠保溫混凝土是對混凝土技術的很大創新,也許會帶來行業的變革。”同時,他提醒銘基公司,建筑物有著幾十甚至上百年的壽命,需有序搜集整理項目十幾年后的實際應用數據。

  今年9月,中國建材聯合會副會長、中國混凝土與水泥制品協會會長徐永模在參觀考察了這棟已完成主體結構的綠色建筑示范項目后,對銘基公司勇擔社會責任,投巨資科技創新,打破陳規第一個試吃“螃蟹”的做法表示了高度肯定,并號召珍珠巖行業企業以銘基公司為榜樣,盡快做大做強產業,以雄厚的財力和資源實現創新發展。

  中國建材聯合會珍珠巖分會會長王耀更是多年如一日地關注著玻化微珠保溫混凝土這項專利的轉化工作。他曾經多次在北京、河北等地為這項發明技術尋找示范合作單位。當銘基公司決定啟動示范工程后,他經常與李珠教授聯系溝通,并屢屢安頓施工單位和檢測人員一定要確保質量。他對研發單位李珠教授和建設單位銘基公司張建民董事長情深意切地說:“如果由于我們的管理不到位,不能嚴把質量關,那么,這項具有建筑革命意義的科研成果很有可能被就此槍斃。”

  當這棟12層的綠色建筑示范項目以全程檢測合格的結果矗立在他的眼前時,他愛惜地撫摸著大樓墻體感慨良多:“從古至今,人們都說魚和熊掌不可兼得,而今,我們的專家和企業家終于讓保溫和承重功能合為一體變成了現實。這項成果不僅為珍珠巖產品的應用開拓出了一個巨大的市場,更重要的是翻開了人類建筑史上新的一頁。”

  前不久,由中國建材聯合會標準質量部組織的標準審議會在晉城召開,來自生產、用戶、科研院所、高等院校、質檢、行業主管部門等單位的16位專家在參觀完這個項目后認為,玻化微珠保溫混凝土這項技術填補了行業空白,達到了國際先進水平,并在接下來的標準審議中,一致通過了由銘基公司等單位負責制定的《玻化微珠保溫混凝土技術規程》協會標準。

  問及企業將來規劃和玻化微珠保溫混凝土市場前景時,張建民對產品和企業未來發展充滿了信心:“玻化微珠保溫混凝土的研發和大規模推廣應用將引起建筑業劃時代的變革,它可廣泛應用于不同氣候區的建筑建設中,將極大促進我國建筑節能事業的發展,為行業企業,甚至整個社會帶來巨大的社會效益和經濟效益。2012年,銘基公司已與太原思科技發展有限公司共同成立了北京銘基建筑節能科技有限公司,專門從事玻化微珠保溫混凝土的應用與推廣。”
 
 
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