单元式GRC轻质墙板与建筑节能

单元式GRC轻质内外墙板是本人设计开发的一种具有保温、节能的轻质专利装饰表面的夹心保温墙板。
目前，全世界的一个共同话题是能源危机，其中建筑能耗的剧烈增长引发了一系列环境、能源和社会问题。我国的建筑节能存在太多问题。据国家有关部门统计，我国现有的建筑面积达400亿平方米，现在仍以20亿平方米增加的发展速度在建设，但95%以上属于高能耗建筑。如此以往，建筑业这个国民经济的支柱产业将有可能演变为破坏环境和浪费能源的“危房朽柱”，侵蚀大量的社会资源。建筑能耗占全国能耗量的1/4以上，其中建筑采暖、空调、照明占14%，建筑建造能耗为11%。而且在我国经济比较发达的中心城市中建筑能耗还会有很大的增长空间。因此实施建筑节能不仅可以有效地节约能源，减少对环境造成的直接或间接的压力，而且还能降低电网的负荷，保证社会的稳定。

建筑墙体与节能
墙体是建筑围护结构的主要组成部分，在建筑物采暖、空调负荷中，围护结构的传热占了很大一部分比重，通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑的外围护结构总能耗损失的48%。墙体热工性能直接影响着建筑的能耗水平，对于建筑节能有着极其重要的意义。据估算，房屋在约１００年左右的使用期间内，需要不断消耗大量的能源，主要用于采暖、空调、通风、热水供应、照明等。浪费能源的房屋建得越多，遗留下来的能源消耗的负担就越发沉重。
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件，把《民用建筑节能设计标准〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列为强制性标准，同时建设部又于2000年10月1日发布了第76号令《民用建筑节能管理规定》，对不符合节能标准的项目，不得批准建设。
在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平，还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3倍~5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上，且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉，同时给环境带来严重的污染。所以建筑节能还是本世纪我国建筑业的一个重要的课题。
在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。
为此，用新型墙体材料代替“秦砖汉瓦”是我国建筑节能发展的重要内容。
发展节能建筑必须采用性能优良的新型墙体材料，改善建筑围护结构的热工性能，必须进行墙体材料革新，否则节能建筑就会是“白纸空谈”；要推进墙体材料革新，就必须推广节能建筑，否则新型墙体材料就没有市场空间，墙体材料革新也就失去了持久的动力。墙体材料革新与节能建筑推广之间的双向互动包含了交叉催化关系、循环因果关系，新型墙体材料的发展需要节能建筑的推广来带动，而节能建筑的推广也需要新型墙体材料给予支撑。因此，新型墙材的革新应着重于建筑节能的推广。

产品设计思想
目前，国内建筑的外墙多数采用以下材料。
1、 砖砌体（实心粘土砖、空心砖、多孔砖等）
2、 钢筋混凝土墙体
3、 钢筋混凝土与空心砖的混合墙体
4、 钢筋混凝土与加气混凝土的混合墙体
5、 帷幕墙（玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙等）
而从墙体的保温结构方面来分又可以分为外墙内保温、外墙外保温和墙体本身的保温（夹心保温）。
几种保温墙体优劣的分析
1、 外墙内保温
外墙内保温是在外墙体的内部贴上一层保温材料，以达到墙体的保温效果。但保温性能不及外墙外保温，内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。
2、 外墙外保温
外墙外保温是在外墙体的外部贴上一层保温材料，以达到墙体的保温效果。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。但外保温技术在安全上存在一定的隐患，特别是在高层建筑外墙上又贴面砖时，安全隐患更大。
3、 墙体本身的保温（夹心保温）
墙体本身的保温（夹心保温）是利用墙体本身的保温性能来达到保温效果的，如目前在应用的保温砌体砖等。这种墙体保温的效果好，又不会多占用使用面积，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。安全性上有保障。应是墙体材料今后的发展方向。根据于此，本人设计开发了单元式GRC轻质内外墙板并申请了中华人民共和国国家专利。

以下是几种外墙体的传热系数K值
围护构件变量参数 外墙 传热系数 W/(m2.℃)
墙体材料分类 实心粘土砖（240mm） 0.85
钢筋混凝土墙体 2.91
钢筋混凝土与空心砖的混合墙体 1.89
钢筋混凝土与加气混凝土的混合墙体 1.94
钢筋混凝土与空心砖混合墙体、内贴6mm水泥聚苯板（外墙内保温） 1.50
钢筋混凝土与空心砖混合墙体、外贴30mmEPS聚苯板（外墙外保温） 0.70

而单元式GRC轻质墙板如采用泡沫聚苯板厚度为60mm，则传热系数为0.57w/m2.℃，如采用泡沫聚苯板厚度为90mm，则传热系数更减少为0.38w/m2.℃。完全符合上海的节能标准规定，外墙体的传热系数上限值为1.5 W/(m2.℃)的要求。
项目的技术简介
本实用新型公开了一种单元式GRC轻质内外墙板，它是在单元式GRC轻质墙板（1）内由轻质定型芯板材料（如聚苯乙稀泡沫塑料）（2）外包覆以GRC玻璃纤维增强水泥为受力骨架（3）在骨架四边形成L形槽（7）在槽边边缘根据受力计算设置若干个角钢预埋件（5）用锚固钢筋（4）埋设于GRC骨架内，在用作于外墙时可在模具内形成用于装饰外立面的立体图案（6）本实用新型抗压、抗拉、强度高、重量轻等优点，施工时只需将墙板焊接在一起，不仅施工方便、抗震性能好，而且用于外墙时可免去外墙面的二次装饰并保温节能。
单元式轻质GRC（Glass fiber reinforced cement）内外墙体是一种以低碱水泥砂浆，耐碱玻璃纤维增强混合材料为受力骨架，内芯为聚苯乙烯泡沫塑料作保温隔音，以铁件垫缝控制与消除和墙体间的施工误差，以构造（雨屏）加填缝材料作防裂防水构造，应用于外墙时还可在GRC单元墙体表面一次形成各种材质花纹造型的立体饰面，它符合国家建设部住宅产业化促进中心具有轻质、高效保温、隔热性能满足节能要求，方便施工的一种复合墙体填料。

该墙体材料主要特点
1．GRC轻质内外墙板采用抗拉强度极高的玻璃纤维作为增强材料，因而抗拉强度高（75—80kg/cm2）
2. GRC轻质内外墙板中均匀分布着玻璃纤维，能够有效的防止墙体的龟裂。
3．GRC轻质内外墙板在受到破坏时能大量吸收能量，因而耐冲击性能优越（抗冲击强度25kg/cm2）
4.由于GRC强度高（抗弯强度达200—300kg/cm2），其墙板内包含保温层、自重轻、保温性能优越，用作建筑物外墙将比玻璃幕墙、石材幕墙等优越。
5．GRC制品易模性好，加工方便，能做成各种形状异型制品用作建筑物外墙时，可更丰富建筑物的造型，也可构成各种接缝接口，易于制成有效的防水构造措施。
6．GRC制品为无机材料的复合材料，阻燃、无异味、对人体及环境均无伤害。
7．耐久性好，安全使用期在60年以上，其强度半衰期超过100年。
8．电焊法拼装施工简便，受力清楚，连接可靠，制作与现场安全分离，利于工厂化生产。
综上所述，该项目的可行性、先进性、实用性是显而易见的；其经济效益和社会效益也非常清楚。

应用前景
现在，上海市建委、发改委、经济委员会等部门联合召开的节能推进工作会议进一步明确要求：凡上海市外环线以内的新建住宅、以及全市范围内的新建政府机关办公用房、商场、旅馆、办公楼和由它们组成的综合楼建设项目、低层住宅小区、一城九镇特色风貌住宅小区等均要按照建筑节能的设计标准，给建筑物“穿衣带帽”。
上海市有关部门从2002年9月到2003年9月，按照国家《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，对这一阶段在建和即将开工的居住建筑项目进行了监察。按照《节能标准》设计的不足3%。从2003年10月至今，监查结果仍有70％左右的在建和即将开工的住宅项目不达标。
上海市从2004年5月起，对处在设计阶段住宅建筑实行强化节能认证，对设计单位提交的施工图进行相应的节能达标测试，以期外环线内的低层建筑都能达到国家规定的节能标准。
所以，我的单元式GRC轻质墙板是非常具有可持续性发展的一种新型绿色保温节能的墙板。下面是用它建造的建筑外墙模拟效果图。