輕質(zhì)保溫陶瓷磚的可行性分析
1、 銷售可行性
1993年批準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》，GB50176—93為強制性國家標(biāo)準(zhǔn)。其中對部分地區(qū)的冬季保暖，夏季防熱進行了規(guī)定，并公布了一些熱工性能的計算方法。
1996年批準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)的基本目標(biāo)：是通過在建筑設(shè)計和采暖設(shè)計中采用有效的技術(shù)措施，將采暖能耗從當(dāng)?shù)?980到1981年住宅通用設(shè)計的基礎(chǔ)上節(jié)能50%（其中建筑物約承擔(dān)30%，采暖系統(tǒng)承擔(dān)20%）。但用于加強建筑保溫和提高門窗氣密性的投資不超過土建工程造價的10%，投資回收期不超過10年，對不同地區(qū)外墻傳熱系數(shù)限值0.4~1.4間不等。
2001年批準(zhǔn)《夏熱東冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中3.0.3、4.0.3、4.0.4、4.0.7、4.0.8、5.0.5、6.0.2為強制性條文。（3.0.3規(guī)定采暖空調(diào)能耗要節(jié)約50%；4.0.8中規(guī)定：外墻傳熱系數(shù)及熱惰性指標(biāo)應(yīng)滿足K≤1.5，D≥3.0或K≤1.0，D≥2.5）。
2005年批準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》為國家標(biāo)準(zhǔn)，編號為GB50189—2005，自2005年7月1日起實施。其中第4.1.2、4.2.2、4.2.4、4.2.6、5.1.1、5.4.2（1.2.3.4.5.6）、5.4.3、5.4.5、5.4.8、5.4.9條（款）為強制性條文。4.2.2中規(guī)定：嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)外墻傳熱系數(shù)K≤0.45或0.46，隔墻K≤0.6；嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)外墻K≤0.5或0.45，隔墻K≤0.8；寒冷地區(qū)外墻K≤0.6或0.5，隔墻K≤1.5；夏熱冬冷地區(qū)外墻K≤1.0；夏熱冬暖地區(qū)外墻K≤1.5。
目前，成為主流的幾種保溫材料有：
(1)聚苯乙烯泡沫塑料板，聚氨脂泡沫塑料等有機保溫材料。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.033~0.048W/（㎡·K）。其缺點：施工復(fù)雜，與墻體不同性連接問題，易老化。
(２)纖維素絕熱制品，導(dǎo)熱系數(shù)為０.０４５～０.０７０，均為棉狀，易吸水。
(３)珍珠巖等礦物制品，導(dǎo)熱系數(shù)為０.０９３～０.２６，易吸水。
(４)水泥保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)為０.２９～０.９３，保溫性能差些。
本次開發(fā)導(dǎo)熱系數(shù)的目標(biāo)定為≤０.１Ｗ／（㎡·Ｋ）。下邊通過《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》中的熱工計算公式推算傳熱系數(shù)。由于建筑墻體厚度一般為２４０～６００㎜，因此?。玻矗?、４８０兩個厚度。保溫層厚度為２０㎜。砌體取普通黏土磚（λ＝０.８１），多孔磚（λ＝０.５８），保溫材料聚苯乙烯泡沫塑料（λ＝０.０４２），ＩＣＯＴ磚（λ＝０.１）。根據(jù)熱工公式Ｋ。＝１／Ｒ。，Ｒ。＝Ｒi+∑Ｒ＋Ｒ，Ｒ＝δ／λ。
則有以下幾種組合：
(1) ２４０厚黏土磚墻＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝１.５５
(2) ４８０厚黏土磚墻＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝１.０６
(3) ２４０厚多孔磚＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝１.３１
(4) ４８０厚多孔磚＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝０.８５
(5) ２４０厚黏土磚＋２０厚ＥＰＳ板，Ｋ。＝１.０９
(6) ４８０厚黏土磚＋２０厚ＥＰＳ板，Ｋ。＝０.８２
(7) ２４０厚黏土磚＋２０厚ＥＰＳ板＋１５厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝０.９３
(8) ２４０厚多孔磚＋２０厚ＥＰＳ板＋１５厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝０.８４
(9) ２０厚ＩＣＯＴ磚＋２４０厚黏土磚＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝１.１８
(10) ２０厚ＥＰＳ板＋２４０厚黏土磚＋２０厚ＩＣＯＴ磚，Ｋ。＝０.８９
2、技術(shù)可行性分析
① 據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》，泡沫玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)λ＝０.０５８Ｗ／（m·Ｋ）。而本次開發(fā)的輕質(zhì)保溫陶瓷磚與其在結(jié)構(gòu)上類似，因此導(dǎo)熱系數(shù)有望達到０.１Ｗ／（m·Ｋ）。又由于此產(chǎn)品經(jīng)燒熔后發(fā)泡完成，因此吸水率小于３％是理所當(dāng)然，并導(dǎo)致抗凍性容易合格。
② 在《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》JGJ144-2004列舉了五種經(jīng)典外保溫系統(tǒng)。１、ＥＰＳ板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，由ＥＰＳ板保溫層、薄抹面層和飾面涂層構(gòu)成，ＥＰＳ板用膠粘劑固定在基層上，薄抹面層中滿鋪玻纖網(wǎng)，見圖６.１.１。２、膠粉ＥＰＳ顆粒保溫漿料外保溫系統(tǒng)由界面層、膠粉ＥＰＳ顆粒保溫漿料保溫層，抗裂砂漿薄抹面層和飾面層組成，膠粉ＥＰＳ顆粒保溫漿料經(jīng)現(xiàn)場拌合后噴涂或抹在基層上形成保溫層，薄抹面層中應(yīng)滿鋪玻纖網(wǎng)，見圖６.２.１。
③ ＥＰＳ板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫系統(tǒng)。以現(xiàn)澆混凝土外墻作為基層，ＥＰＳ板為保溫層，ＥＰＳ板內(nèi)表面（與現(xiàn)澆混凝土接觸的表面）沿水平方向開有矩形齒槽，內(nèi)外表面均滿涂界面砂漿。在施工時將ＥＰＳ板置于外模板內(nèi)側(cè)，并安裝錨栓
④ 作為輔助固定件。澆灌混凝土后，墻體與ＥＰＳ板及錨栓結(jié)合為一體。ＥＰＳ板表面抹抗裂砂漿薄抹面層，外表以涂料為飾面層，薄抹面層中滿鋪玻纖網(wǎng)。見圖６.３.１。
⑤ ＥＰＳ鋼絲網(wǎng)架板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫系統(tǒng)。是以現(xiàn)澆混凝土為基層，ＥＰＳ單面鋼絲網(wǎng)架板置于外墻模板內(nèi)側(cè)，并安裝６鋼筋作為輔助固定件。現(xiàn)澆混凝土后，ＥＰＳ單面鋼絲網(wǎng)架挑大鋼絲和６鋼筋與混凝土結(jié)合為一體，ＥＰＳ單面鋼絲網(wǎng)架板表面抹摻外加劑的水泥砂漿，形成厚抹面層，外表面做飾面層以涂料做飾面層時，應(yīng)加抹玻纖網(wǎng)抗裂砂漿薄抹面層，圖６.４.１。
⑥ 機械固定ＥＰＳ鋼絲網(wǎng)架板外墻外保溫系統(tǒng)，由機械固定裝置，腹絲非穿透型ＥＰＳ鋼絲網(wǎng)架板，摻外加劑的水泥砂漿厚抹面層和飾面層構(gòu)成，以涂料做飾面層時，應(yīng)加抹玻纖網(wǎng)抗裂砂漿薄抹面層。見圖6.5.1。
相對以上方法，輕質(zhì)保溫磚只需同正常陶瓷磚施工相同即可，要簡單許多。
3、 強制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》JGJ126—2000中，3.1.2指出外墻飾面磚產(chǎn)品的技術(shù)性能應(yīng)符合下列現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：《陶瓷磚和衛(wèi)生陶瓷分類及術(shù)語》GB/T9193，《干壓陶瓷磚》GB/T4100.1，GB/T4100.2，GB/T4100.3，GB/T4100.4，《陶瓷劈離磚》JC/T457，《玻璃馬賽克》GB/T7697。3.1.3外墻飾面磚工程中采用的陶瓷磚，對不同氣候區(qū)必須符合下列規(guī)定：
① 在Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ區(qū)吸水率不應(yīng)大于3%；在Ⅱ區(qū)吸水率不應(yīng)大于6%。
② 抗凍性按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷磚試驗方法》GB/T3810.12進行實驗，其中低溫環(huán)境溫度采用-30±2℃，保持2h后放入不低于10℃的清水中融化2h為一個循環(huán)，在Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ區(qū)凍融循環(huán)應(yīng)滿足50次，在Ⅱ區(qū)凍融循環(huán)應(yīng)滿足40次。3.1.4處墻飾面磚宜采用背面有燕尾槽的產(chǎn)品。
據(jù)此，確定陶瓷磚吸水率≤3%的情況下GB/T4100.2中規(guī)定：
⑴抗折強度：破壞強度：厚度≥7.5mm，破壞強度平均不小于1100N；厚度<7.5mm，破壞強度平均不小于700N。
(2)斷裂模數(shù)
陶瓷磚斷裂模數(shù)平均值不小于30Mpa，單個值不小于27Mpa。由于材料本身多孔，勢必導(dǎo)致強度降低，因此強度數(shù)據(jù)會較小，有待權(quán)衡。
(3)抗熱震性
經(jīng)10次抗熱震實驗不出現(xiàn)炸裂或裂紋。
(4)抗釉裂性
有釉陶瓷磚經(jīng)抗釉裂性實驗后，釉面應(yīng)無裂紋或剝落。
其他應(yīng)注意到的性質(zhì)：耐磨性、抗沖擊性、線性熱膨脹系數(shù)、濕膨脹、小色差、耐酸堿。其中尺寸及表面質(zhì)量對整體鋪貼效果極為重要，產(chǎn)品經(jīng)發(fā)泡而成，在膨脹過程中，有向圓型發(fā)展的趨勢。因此燒成產(chǎn)品尺寸較難控制，可通過加工以及模具來把握?？拐蹚姸炔⒎菑娦詷?biāo)準(zhǔn)，因此，看是否有選擇余地。
由于灰縫存在，熱橋亦存在，現(xiàn)假設(shè)二丁磚（１５mm）灰縫為５mm，分別以保溫砂漿和普通水泥砂漿填縫，則傳熱系數(shù)有：
（１） １５mm保溫砂漿Ko＝４.９５
（２） １５mm普通水泥砂漿 Ko＝６.０２
（３） １５mm普通混凝土 Ko＝６.２５
（４） １５mmＩＣＯＴ磚 Ko＝３.３３
（５） １５mmＩＣＯＴ磚＋保溫砂漿 Ko＝３.５６
（６） １５mmＩＣＯＴ磚＋普通水泥砂漿 Ko＝３.７２
（７） １５mmＩＣＯＴ磚＋普通混凝土 Ko＝３.７５
以上可看出灰縫最多增加１２.６％，最少增加６.９％傳熱。因此，即使不做主要保溫材料用于裝飾層，也可將原保溫砂漿的傳熱能力降低３２.７％。這恰恰緩解了保溫砂漿不能達到節(jié)能５０％的保溫要求的矛盾。
③成本方面，由于所用原料并非貴重原料，原料成本不會太高，但工藝要求較高，具體成本有待進一步考證。
