顧同曾:我國(guó)加氣混凝土制品發(fā)展之路

　　作者簡(jiǎn)介：

　　顧同曾，1956年畢業(yè)于上海同濟(jì)大學(xué)建筑系，1957年起在北京市建筑設(shè)計(jì)研究院工作至今。教授級(jí)高級(jí)建筑師、國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建筑師，長(zhǎng)期從事建筑技術(shù)科研工作，上世紀(jì)70年代以來，主要承擔(dān)原建設(shè)部和北京市下達(dá)的科研任務(wù)，重點(diǎn)是墻體材料改革和建筑節(jié)能以及編制國(guó)家和北京市地方標(biāo)準(zhǔn)、圖集等方面的工作。曾在各類報(bào)刊發(fā)表文章40多篇，獲部級(jí)和市級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)30多項(xiàng)。近年來主要研究項(xiàng)目有：一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能體系的研究，如剪力墻外模內(nèi)置節(jié)能體系和單一墻體保溫節(jié)能體系的研究；二是主編國(guó)家和地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、圖集，如《蒸壓加氣混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/TA17-2008；北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《模板內(nèi)置保溫板外保溫體系》DB11/TG44-2009；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖《蒸壓加氣混凝土砌塊建筑構(gòu)造》03J104；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖《公共建筑節(jié)能構(gòu)造》（嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)）06J908-1等。曾歷任北京市人民政府專家顧問團(tuán)顧問；北京市土木建筑學(xué)會(huì)常務(wù)理事、副秘書長(zhǎng)；北京市建筑師學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)?，F(xiàn)任住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部新型建材制品應(yīng)用技術(shù)專家委員會(huì)和建筑節(jié)能專家委員會(huì)兩個(gè)專家委員會(huì)委員、北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)科技委員會(huì)委員、中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)科教委顧問以及全國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)專家委員會(huì)委員等社會(huì)職務(wù)。

　　我國(guó)早期加氣混凝土制品的應(yīng)用

　　北京市墻體材料改革與建筑節(jié)能工作在國(guó)內(nèi)起步較早，其中墻體材料改革工作始于上世紀(jì)70年代，早于建筑節(jié)能工作。對(duì)建筑節(jié)能工作的實(shí)施，北京市歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段，第一個(gè)階段是1988年4月1日頒布實(shí)施第一步節(jié)能30﹪標(biāo)準(zhǔn)；第二個(gè)階段是1997年7月29日頒布實(shí)施第二步節(jié)能50﹪標(biāo)準(zhǔn)；第三個(gè)階段是2006年2月1日頒布實(shí)施第三步節(jié)能65﹪標(biāo)準(zhǔn)。按照一般的傳統(tǒng)觀念，建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能是把不同的墻體（或屋面）材料和保溫材料組合起來，就能夠達(dá)到節(jié)能效果。在市場(chǎng)上推廣應(yīng)用的各種節(jié)能材料中，有一類具有保溫性能和構(gòu)件結(jié)構(gòu)雙重優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品沒有受到應(yīng)有的重視，這類產(chǎn)品就是加氣混凝土制品。

　　加氣混凝土是一種硅酸鹽制品，由硅類材料如粉煤灰、磨細(xì)砂和鈣類材料如石灰、水泥等，其中加入發(fā)氣劑鋁粉和其他外加劑，經(jīng)高溫蒸壓等工藝制作成各種輕質(zhì)節(jié)能型制品，如砌塊（承重砌塊、非承重砌塊、保溫砌塊等）和構(gòu)件（屋面板、內(nèi)外墻板等各種配筋板材），用作建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是砌塊、屋面板和外墻板。這些制品本身具有一定強(qiáng)度，又具有保溫性能，不需要同其他保溫材料復(fù)合，各地區(qū)只要根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jié)能標(biāo)準(zhǔn)選擇不同密度、不同厚度的制品即可。同復(fù)合墻體（或構(gòu)件）相比，加氣混凝土制品是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)又合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)成品材料，在北京市場(chǎng)的應(yīng)用已有近40年的歷史。

　　上世紀(jì)60年代，我國(guó)就開始對(duì)加氣混凝土制品進(jìn)行研制。1965年，我國(guó)從瑞典引進(jìn)第一條加氣混凝土生產(chǎn)線，當(dāng)時(shí)的初衷是將生產(chǎn)的制品作為一種墻體材料用作框架結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)墻體，剛開始主要用于生產(chǎn)125mm厚的屋面板。由于有些技術(shù)尚不成熟，在實(shí)際應(yīng)用過程中制品存在隔熱效果差、易開裂、易漏水問題，人們將加氣混凝土制品定性為“熱、裂、漏”類產(chǎn)品，致使在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)工廠產(chǎn)品滯銷，處境相當(dāng)困難。究其原因是在引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，忽視了對(duì)應(yīng)用技術(shù)的消化吸收，加之片面追求經(jīng)濟(jì)效益，在應(yīng)用中走了一段彎路。尤其是采用125mm厚屋面板，屋面薄，剛度差，翹度大，夏天居民悶熱難忍，頂部防水層易拉裂漏水，加之板材鋼筋防腐技術(shù)不穩(wěn)定導(dǎo)致板材開裂，造成極大的安全隱患。另外，在引進(jìn)時(shí)忽視了對(duì)國(guó)情的考慮，板材毫無(wú)抗震措施（因瑞典為非地震區(qū)），再加上國(guó)內(nèi)相關(guān)的設(shè)計(jì)和施工人員缺乏應(yīng)用知識(shí)，致使墻體出現(xiàn)裂縫和漏水問題較多。

　　進(jìn)入70年代，北京市政府對(duì)加氣混凝土制品在建筑中存在的問題予以高度重視，組織了由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院、清華大學(xué)、北京市建筑工程研究所、北京市建筑材料研究所和北京市加氣混凝土廠等單位聯(lián)合協(xié)作的科研小組，從工藝、制造、制品、建筑應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行全面研究，取得了很好的成績(jī)。一是在材料研究方面解決了鋼筋防腐問題；二是在構(gòu)件研究方面對(duì)屋面板進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)7年的荷載試驗(yàn)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；三是對(duì)砌體的材性做了大量試驗(yàn)，在應(yīng)用技術(shù)方面主要解決墻體開裂、屋面隔熱、漏水等問題。其中最突出的成績(jī)是采用設(shè)置預(yù)埋件方法解決了屋面板的抗裂、抗震問題。

　　70年代中期，北京市興建了一批高層框架住宅和多層磚混結(jié)構(gòu)住宅（內(nèi)墻采用震動(dòng)磚板承重墻），從此外墻板開始在民用建筑上應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上探索出了多種體系和施工方法。

　　1﹒單板吊裝。第一棟建筑是1976年由北京市第三建筑工程公司承擔(dān)施工的某部隊(duì)高層住宅，由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，外墻采用17﹒5cm外墻板。該建筑經(jīng)歷了唐山地震的考驗(yàn)，至今已有30多年，仍然無(wú)任何質(zhì)量問題。

　　2﹒雙板黏結(jié)吊裝。通過和生產(chǎn)企業(yè)合作，成功研制出了礦渣粉水玻璃黏結(jié)砂漿，在某部屬設(shè)計(jì)院的1棟高層框架建筑中采用雙板黏合方案，比單板的吊裝速度提高了很多，并在拼板形式、鋸板方法上取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　3﹒現(xiàn)場(chǎng)組裝外墻板。為將板材向大型板方向發(fā)展，提高吊裝效率，采用現(xiàn)場(chǎng)組裝外墻板的做法。1978年在北京展覽路的1棟6層住宅建設(shè)過程中，用木方將板在現(xiàn)場(chǎng)組合成大板進(jìn)行組裝。在70年代末嘗試在施工現(xiàn)場(chǎng)采用水玻璃砂漿黏結(jié)與構(gòu)造錨固筋相結(jié)合的做法，在框架結(jié)構(gòu)的高層住宅建設(shè)中，實(shí)施側(cè)向拼裝翻轉(zhuǎn)90°成型吊裝，獲得成功。

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　　4﹒工廠拼裝大板。由于有了現(xiàn)場(chǎng)拼裝大板的經(jīng)驗(yàn)，為工廠拼裝大板奠定了基礎(chǔ)。北京市建筑設(shè)計(jì)研究院同北京市加氣混凝土廠合作建成了加氣混凝土拼裝大板生產(chǎn)線，第1個(gè)工程是在北京勁松小區(qū)的6棟多層住宅。之后，加氣混凝土拼裝大板在北京市場(chǎng)得到大量使用，其質(zhì)量輕、規(guī)格靈活、價(jià)格低廉的優(yōu)越性得到充分體現(xiàn)。

　　同外墻板的應(yīng)用相比，加氣混凝土隔墻板的應(yīng)用幾乎與外墻板同步。北京市最早應(yīng)用外墻板的框架結(jié)構(gòu)幾乎都采用了加氣混凝土內(nèi)隔墻板。除對(duì)加氣混凝土墻板的應(yīng)用進(jìn)行研究外，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院還與相關(guān)生產(chǎn)廠和科研單位合作，嘗試用加氣混凝土做圍護(hù)結(jié)構(gòu)的新建筑體系，具體工程實(shí)例有：

　　1﹒北京市加氣混凝土廠3層框架全加氣混凝土辦公樓，由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，內(nèi)外墻隔墻板、屋面板和樓板都采用加氣混凝土制品，外墻4個(gè)面采用不同的產(chǎn)品和安裝方式，南面采用豎墻板，西面采用橫墻板，東面采用拼裝大板，北面采用水玻璃黏結(jié)砌塊。這是我國(guó)首次采用黏結(jié)砂漿的工程實(shí)例，至今已有30多年的歷史。

　　2﹒原北京市建筑材料工業(yè)局家屬樓，1974年由北京建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，1975年完工，是我國(guó)第1棟5層加氣混凝土承重砌體結(jié)構(gòu)建筑，其內(nèi)外墻、樓板、屋面板都采用加氣混凝土單一材料。建成后不久恰遇唐山大地震，北京波及余震，該樓附近建筑物均有不同程度的開裂，但該樓完好無(wú)損。

　　3﹒升層建房形式。這是一種從下往上提升，從上往下修建建筑的形式。其方法是如果蓋6層樓房，先是在地面重疊地做好6層樓板，然后在樓板上安裝墻體、門窗，接著將這層“樓”提升至頂層，依次安裝提升5層、4層、3層、2層。在70年代，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院同北京市加氣混凝土廠等單位在北京市繁華地區(qū)合作建成了3棟建筑。由于相鄰建筑物距離近，無(wú)堆放場(chǎng)地，所以這3棟建筑采用這種特殊的建造技術(shù)，主要利用加氣混凝土質(zhì)量輕、施工場(chǎng)地占用小等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在繁華地區(qū)建房的可能性。

　　4﹒墻改、節(jié)能、利廢、抗震新體系。80年代初期，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院和原北京市加氣混凝土三廠承擔(dān)了一項(xiàng)在多層住宅中同時(shí)實(shí)現(xiàn)墻改、節(jié)能、利廢又滿足8度抗震標(biāo)準(zhǔn)要求建筑體系的課題任務(wù)。課題組選擇以工業(yè)廢料為原材料的制品，承重墻采用粉煤灰磚，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用粉煤灰加氣混凝土砌塊和屋面板。該建筑的利廢量達(dá)到每平方米600公斤，經(jīng)實(shí)際測(cè)算，外墻實(shí)際傳熱系數(shù)為0﹒62W/㎡·k，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過節(jié)能50﹪的標(biāo)準(zhǔn)，接近節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。

　　我國(guó)加氣混凝土制品的創(chuàng)新發(fā)展

　　進(jìn)入90年代，是加氣混凝土制品的快速發(fā)展時(shí)期，生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展較為成熟，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和試驗(yàn)方法比較齊全，在南方地區(qū)的發(fā)展尤其迅速。歷經(jīng)40年的發(fā)展，個(gè)人體會(huì)如下：

　　1﹒洋為中用。當(dāng)初引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的目的是為了加速發(fā)展我國(guó)的建設(shè)事業(yè)，外國(guó)的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但一定要符合國(guó)情。從制品原材料的選擇、板材的鋼筋防腐處理、屋面板和外墻板的應(yīng)用技術(shù)，尤其是埋設(shè)預(yù)制件的板材和拼裝大板等，都具有獨(dú)創(chuàng)性。

　　2﹒重視科研、重視合作。作為生產(chǎn)單位，首要任務(wù)是完成工作指標(biāo)，并在完成工作任務(wù)的同時(shí)不斷提高自身發(fā)展。這些年來，我們解決了產(chǎn)品應(yīng)用過程中存在的問題，使一些新產(chǎn)品不斷得到開發(fā)，都是通過科研創(chuàng)新和合作的結(jié)果。加氣混凝土制品牽涉的領(lǐng)域廣泛，如化工、機(jī)械、建筑結(jié)構(gòu)、熱工、構(gòu)造和施工等領(lǐng)域，只有重視科研，重視與有關(guān)單位的密切合作，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能不斷創(chuàng)新發(fā)展。

　　3﹒積極致力于標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和圖集的編制。發(fā)展新型建筑材料應(yīng)該在大量科研和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上制訂出相應(yīng)的產(chǎn)品材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和產(chǎn)品建筑構(gòu)造通用圖集或標(biāo)準(zhǔn)圖集。對(duì)于加氣混凝土制品的應(yīng)用，目前上述相應(yīng)的法規(guī)比較完善，并且這些法規(guī)多以政府法令的形式頒布實(shí)施，是相關(guān)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工等單位必須遵循的法規(guī)。

　　目前，在國(guó)家提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，大力發(fā)展節(jié)能建筑新政策的扶持下，加氣混凝土行業(yè)迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇，應(yīng)充分發(fā)揮加氣混凝土既是保溫材料又是墻體材料的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步研發(fā)單一材料的節(jié)能體系，以彌補(bǔ)復(fù)合保溫墻體體系的不足。根據(jù)市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，只有不斷擴(kuò)大加氣混凝土的應(yīng)用范圍，加氣混凝土制品的良好性能才能得到更廣泛地發(fā)揮?，F(xiàn)在建筑節(jié)能市場(chǎng)上各種復(fù)合保溫體系如聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、擠塑聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)、發(fā)泡聚氨酯外墻外保溫系統(tǒng)等保溫產(chǎn)品在工程上得到廣泛的應(yīng)用，這些新技術(shù)產(chǎn)品對(duì)推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)揮了積極的作用。隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)有很多保溫系統(tǒng)用的材料不是與石油有關(guān)，就是制造過程中存在高能耗，而且這些產(chǎn)品的價(jià)格隨市場(chǎng)波動(dòng)變化大，對(duì)穩(wěn)定市場(chǎng)的發(fā)展極為不利。

　　加氣混凝土制品作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)越性，雖然在制造中也有一定的能耗，但綜合能耗比復(fù)合墻體要低很多。據(jù)材料專家稱，采用加氣混凝土制品的建筑物的使用壽命可以在百年以上。另外，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試，加氣混凝土制品還具有極好的耐火性能，200mm厚加氣混凝土砌塊墻的耐火極限達(dá)到480分鐘，這樣的耐火極限是其他類產(chǎn)品很難達(dá)到的。因此，建議根據(jù)不同的氣候區(qū)域的節(jié)能要求，開發(fā)出不同品種、不同規(guī)格的加氣混凝土制品，大力發(fā)展單一節(jié)能墻體應(yīng)該是市場(chǎng)的發(fā)展方向。