摘要:建筑结构的发展决定烧结墙材的主导产品,建筑节能限制烧结墙材的应用,烧结墙体材料应调整产品结构。在城市重点发展以空心砖及砌块为主导产品,限制多孔砖生产。农村重点改造实心砖为多孔砖。即“禁止实心砖、限制多孔砖、发展空心砖”。
目前什么样的烧结墙材产品才能够适应于建筑市场的发展需要?烧结墙材的主导产品应该发展哪些产品?烧结墙材行业的产品结构如何调整?这是行业共同关心的问题,下面笔者根据行业的实际情况,就建筑结构与烧结墙材的主导产品关系谈点看法,供参考。
1 烧结墙材的主导产品是什么?
所谓主导产品是指在行业中产量大、市场容量大、效益好的产品。也有指性能较好、“用量大”且有“发展前景”的产品。虽然是产品中的“优等品”,“尖子生”但数量较少的特种产品不能称为“主导产品”,如清水墙砖、复合保温砌块目前还不是主导产品。属于落后、即将淘汰的产品也不能作为主导产品,如黏土实心砖、GRC墙板等。
主导产品是行业的支柱,决定行业的生存和发展。必须认准方向,通过政策引导、技术革新、降低生产成本、提高产品质量,扩大市场,促进主导产品的发展,行业才能发展。确定墙体行业的主导产品非常重要,既要适当地原料、生产技术、建筑应用,还要和建筑体系、经济发展紧密结合。
(1)影响墙材“主导产品”的因素
形成墙材主导产品的影响因素很多,与产品性质、产品的“成熟度”有密切关系。主要由三个方面(也有称三要素)决定,即:技术性、政策性(或社会性)和经济性。
首先考虑政策性:即是否符合政策和可持续发展要求。如:国家有关强制性政策、法规、墙改政策等,符合可持续发展;符合节地、节能、节材、环保要求。其次考虑经济性。是否有经济效益和符合市场经济规律。主导产品要经济效益好、市场竞争力强。第三考虑技术性。技术性要符合产品技术“成熟度”。即产品原料来源、生产设备、工艺技术;产品原料配制技术;产品性能;应用的功能性;设计施工性能;产品质量标准、应用技术标准(规范、规程)等。
按政策性、经济性、技术性要求开发的新型墙材产品,才能满足市场需求、发展成主导产品。
(2)主导产品具有地方性、时间性、政策性和市场性
虽然主导产品使用量大,是形成主流的产品,但它具有地方性、时间性、政策性和市场性。即同一时间,不同地区的主导产品不同,同一地区,不同时间的主导产品会发生变化。主导产品随着建筑体系、科技创新、国家政策的变化而变化。
(3)烧结空心砖及砌块在烧结墙材行业,尤其是西部地区具有主导产品的特征
政策性:在财政部77号文《新型墙材目录》中在西部地区黏土烧结多孔砖、空心砖为新型墙体材料,属鼓励发展的产品,符合政策和可持续发展要求。
经济性:利用西部黄土高原的资源、成本、市场优势,在西部地区的大多数市州烧结墙材已作为主要墙体材料,产品具有良好经济效益和发展前景。
技术性:烧结墙材产品具有得天独厚的资源及悠久的生产历史,建筑应用标准、规范齐全,具有成熟的产品标准、生产工艺,产品成熟度高,应用广泛。
从目前砖瓦行业的发展来看,烧结空心砖及砌块在烧结墙材行业具有主导产品的条件。
2 烧结墙材产品的主导产品由建筑结构决定
(1)建筑结构的主要类型
人类文明离不开建筑的发展。在远古时代,人类就开始研究一个可以栖身的建筑设计,走出山洞,用自己的智慧构造自己的安身之处。那时候出现的是最基本的竹木构架建筑。建筑构造随着社会的发展在发生变化。烧结砖、混凝土、钢材在建筑上的应用,是建筑结构发展过程的关键节点。
建筑结构根据应用材料的不同一般分为四大类:木架构建筑、砖混结构建筑、框架结构建筑、空间结构建筑。每类建筑内又根据根据应用材料、建筑形式不同又有细分,为了更好的理解建筑结构对墙体材料的影响。
(2)烧结墙材产品的发展由建筑结构决定
当建筑物以砖混结构为主时,烧结墙材主要起承重、维护结构、保温隔热功能;当建筑物以中高层、框架结构等为主时,墙体材料主要起空间维护和填充作用以及保温隔热功能;当建筑物以框架结构、轻钢结构等为主时,墙体材料主要起空间维护和填充作用,以墙板、空心砖或砌块等轻质材料为主。保温隔热功能由保温材料完成。
显然多孔砖(无论是黏土还是非粘土)很难适应此类建筑应用的需要,如果墙材产品不赶上建筑发展的趋势,肯定会被市场淘汰。
(3)烧结墙材的发展必须满足建筑结构要求的功能
从目前建筑结构的发展看,城市居住建筑结构逐渐淘汰砖混结构,以框架结构为主,高层建筑增多。烧结墙材中承重多孔砖的用量在减少,而非承重、低密度墙体材料需求增加。从建筑结构对烧结墙体材料的要求来看:
内隔墙体材料以低密度、高强度、大体积、隔音为主要指标。
外保温墙体的结构为保温材料+空心砖及砌块的复合结构墙体;
夹心保温的结构为空心砖及砌块+保温材料+空心砖及砌块的复合结构墙体,外围护结构材料以低密度、大体积、强度为主要指标。
建筑结构的发展要求烧结墙材的主导产品应以空心砖及砌块为主,以高强度、低密度、大体积、具有装饰功能、隔音等为主要功能指标。
3 建筑节能限制了烧结墙材产品的市场应用
(1)节能65%设计标准要求外墙传热系数
节能标准最终落实到墙体的技术指标是外墙传热系数。北京市节能75%设计标准《居住建筑节能设计标准》(DB11-891-2012,也有称第四步节能的)已经实施,外墙传热系数由2004年实施的0.45-0.65w/㎡k(节能65%标准)降低到0.45 w/㎡k。山东省居住建筑节能75%设计标准(DBJ14-037-2012)也要求外墙传热系数为0.45 w/㎡k。甘肃省目前执行还是节能65%水平的地方标准《采暖居住建筑节能设计标准》(DBJ62/T25-3033-2006)规定第三步节能完全由建筑物维护结构承担,兰州市外墙传热系数根据体型系数不同,外墙外保温为0.5-0.6 w/㎡k。
(2)正确认识烧结墙材产品的热工性能
单一材料烧结墙体达到节能65%(k=0.45)的热工性能时墙厚与节能50%(k=1.1)的对照,用实心砖(λ=0.81)砌墙,需要1682mm(达到第二步节能墙厚仅需505mm);用空心砖、多孔砖(λ=0.42)砌墙,墙厚需要659密码(达到第二步节能墙厚仅需355mm);用多孔砖(λ=0.39)砌墙,墙厚需要615mm(达到第二步节能墙厚仅需319mm)。这说明在实施节能50%设计标准时,通过提高烧结多孔砖、空心砖的热工性能,烧结墙体就能综合解决墙体的建筑结构功能和保温隔热功能。但当节能65%设计标准实现后,烧结墙体材料就无法依靠自身性能的提高实现保温隔热功能。
第三步节能的要求的墙体传热系数在严寒地区、寒冷地区及部分夏热冬冷地区k值都没有大于0.8,烧结制品单一材料就达不到第三步节能的热工性能,靠增加烧结墙材的厚度降低墙体的传热系数已无实际意义。
(3)烧结墙材在节能65%设计标准下形势非常严峻
砖瓦行业已经面临一个非常严峻的问题,行业一直追求的通过提高热工性能来提高产品档次、技术含量、综合性能的发展模式。在节能65%设计标准下,烧结墙材应用市场非常有限,产品不适应建筑市场发展而被淘汰形势非常严峻。这不是危言耸听,如果不改变产品结构,适应建筑体系发展,砖瓦行业就很难生存和发展,而且随着节能75%及更高设计标准实施,烧结墙材产品如何可持续发展?砖瓦行业出路何在?是行业主管部门、行业协会应该认真思考的。
4 正确认识功能性产品和主导产品的区别
(1)正确认识国内外烧结墙材在建筑上的功能不同
在介绍国外产品时都说空心砖的应用比例高、质量好。美国全国烧结砖年产量才100亿块左右,而且重点应用了烧结砖的承重和装饰等功能。烧结砖在美国的应用更倾向于装饰材料。
国内主要应用烧结砖的承重、围护、保温等功能。烧结砖原料来源广泛、低成本、多用途,是主要的基本建材产品。
因此,适应中国的实际是发展产品的前提,不能脱离国情单纯的谈产品,一方面学习国外对产品生产、应用方面扎扎实实做的基础工作,另一方面做好切合中国实际的墙材产品,提高产品质量,扩大烧结墙材功能及市场应用,促进行业的发展。
(2)烧结墙材发展的主导产品是多孔砖还是空心砖?
目前城市建筑几乎没有多层建筑的砖混结构,基本上是以框架结构为主中高层建筑,外围护和内隔墙体材料都需要低容量、大体积、隔音等功能为主的空心砖及砌块,而不是多孔砖。烧结墙材产品主导产品应发展空心砖及砌块。
(3)正确认识功能性产品和主导产品的区别
目前国内主流生产技术、工艺、工业化生产,单一材料的烧结多孔砖、空心砖都达不到节能65%设计标准“自保温墙体”要求的热工性能。主导产品重点应发展低密度、大体积、高强度为主要特征,以砌复合墙体应用为主的烧结空心砌块产品。保温隔热功能由保温材料完成。清水砖,复合材料的“自保温烧结空心砌块”可作为特殊功能的墙体材料产品,是作为辅助产品应用于特定场合。
5 烧结墙材产品发展的重要市场在农村
(1)加快农村地区的实心砖改造为多孔砖
烧结多孔砖应围绕村镇建设,加快多孔砖、空心砖及砌块在农村的发展步伐。到目前为止,我们一直都把多孔砖、空心砖及砌块的应用主要集中在城市。村镇、乡镇这一部分基本上没有变化,大量使用实心砖。而这部分不论是发达地区或落后地区,建设量是相当大的。在农村建筑上推广多孔砖、空心砖,为多孔砖空心砖及砌块的发展提供了相当大的市场空间。另一方面,农村建筑大多数都低于6层,承重多孔砖应用的优势明显。而且烧结墙材生产的大多数还在农村,只有把农村实心砖改造多孔砖,空心砖工作做好,才能从整体上提高整个烧结制品的应用水平。
(2)目前烧结墙材的结构调整方向为“城市重点以空心砖及砌块为主导产品,限制多孔砖发展,农村重点改造实心砖为多孔砖”。
以节能65%的设计标准下为契机,以适应当前建筑结构,满足建筑节能的要求为前提,烧结墙材在城市以烧结空心砖及砌块为主导产品,限制多孔砖生产。在农村建设中逐渐改造现有实心砖生产线以烧结多孔砖为主导产品,逐步向节能、节土、利废墙体材料方向发展。
6 结语
(1)烧结墙材的发展方向
烧结多孔砖、空心砖在相当长的时期内还是主要建筑材料。烧结墙材的耐久性好、永不褪色、装饰功能强、无污染等综合性能的优势是其它材料无可比拟的,尤其是烧结制品的原料来源广泛、产品的多功能、低成本、多用途、生产过程的节能及三废排放少的特点都是其它建材产品无法做到的,烧结多孔砖、空心砖在相当长的时期内还是主要建筑材料。消灭“秦砖汉瓦”的提法是对烧结制品性能和墙材资源认识上的不足,应重点发展以节约土地为目的页岩、煤矸石、工业废料等为原料的高性能的烧结多孔砖、空心砖。
(2)发展烧结墙材必须禁止实心砖
尽管烧结黏土砖占用不是我国耕地减少的主要原因,但决不能毁田造砖。墙材革新是是可持续发展战略的重要内容。“禁实”是保护土地、节约能源、资源综合利用、改善环境的重要措施。实心砖(包括非黏土)块小、质量,耗用原料量大,烧成能耗高,不利于墙体保温隔热,不利于降低建筑物自重,不利于提高施工效率。因此,必须禁止实心砖。
(3)非承重空心砖及砌块是烧结墙材发展的主导产品
从目前建筑结构发展来看,以框架结构为主、层建筑增多,承重多孔砖的用量在减少,非承重、低密度墙体材料需求增加。烧结制品作为内隔墙体材料,应发展以空心砖及砌块为主要方向。
(4)烧结墙材在墙体中定位为填充墙体
从目前建筑结构及建筑节能来看,单一墙体材料无法满足外围护结构的热工性能。外围护结构墙体材料都以复合结构墙体为主,“填充墙体+保温层”是外围护结构的发展方向。空心砖及砌块只能定位“填充墙体”材料,保温隔热功能由保温材料实现。
(5)多孔砖在城市建筑体系中逐渐淘汰
建筑结构的发展限制了承重多孔砖的应用。多孔砖在框架结构为主的城市建筑体系中逐渐遭到淘汰。加快在农村建筑推广多孔砖、空心砖替代实心砖,为多孔砖、空心砖及砌块的发展提供了相当大的市场空间。
(6)自保温空心砌块是烧结制品发展过程的过渡性产品
“自保温烧结空心砌块”国外是针对别墅等多层建筑应用的,国内作为达到节能50%时是综合性能良好的产品。随着节能65%及更高的设计标准的实施,其历史使命已结束。在框架结构为主导、节能65%及更高节能标准的建筑应用中,市场特别有限,不适合中国国情。因为墙体的保温性能再好,梁柱不保温还是达不到65%节能标准。
(7)烧结多孔砖、空心砖要向功能化方向发展
烧结多孔砖、空心砖要向功能化方向发展,即墙体材料功能专一化。
(8)烧结墙材要适应建筑体系的发展
从建筑节能节能来看,随着第三步建筑节能要求的实施,单一墙体材料很难满足外围护结构热工性能的要求,“添充墙+保温层”是外围护结构材料的发展方向。从目前建筑结构发展的趋势来看,以框架结构为主、高层建筑增多,要求墙材具有自承重、低密度、大体积、隔音为主要指标。烧结墙材产品在围护结构的中只能定位“填充墙”材料。
烧结墙材生产的主导产品问题,关系着砖瓦生产及装备生产企业的生存与发展、影响建筑结构体系的发展、也影响着砖瓦行业的发展,因此要认真研究、正确引导,尤其政府主管部门、行业协会、设计院更应该克服急功近利,可观看待行业中存在的问题,在重点发展技术先进、规模大、利废节能的大型企业的同时,更应该以提高墙体材料产品的技术水平来满足日益发展的建筑节能和资源的综合利用,正确引导行业主导产品的发展方向,才能提高行业整体水平,促进行业发展。
参考目录:
1、《住宅建筑模数协调标准》GB/T50100-2001
2、《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(甘肃省实施细则)08J25-20-97
3、《烧结多孔砖、空心砖及砌块建筑构造》(甘02J07-1)图集
4、甘肃省地方标准(DB62/T25-3033-2006)《采暖居住建筑节能设计标准》
5、北京市地方标准(DBJ01-602-2004)《居住建筑节能设计标准》
6、《在节能65%的设计标准下的烧结空心砖的发展方向》姬广庆,《砖瓦》2005.6
7、《在节能65%的设计标准下的烧结多孔砖、空心砖墙体的组成结构及应用对策》姬广庆,《砖瓦》2006.7
8、《正确解读“禁实”政策、因地制宜的发展烧结墙材产品》姬广庆,《砖瓦》2009.9
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