摘要：随着能源紧张情况的日益加剧，节约能源的相关研究工作也逐渐进行了开展。在建筑方面，维护建筑墙体材料的热工性能作为实现建筑节能的重要举措，得到了建筑行业的大力重视。为此，本文结合该地区的气候环境特点，对陕南居住建筑墙体材料热工性能及其应用进行了深入探究，希望为页岩砖的推广提供一些帮助。
关键词：陕南地区；建筑墙体材料；热工性能；应用
引言
建筑节能是指在建筑工程投入后，为了节约能源采取的相应措施。在发达国家建筑已经经历了，由最初的“建筑节能”；到随后的“在建筑中保持能源”；再到近些年的“提高建筑中的能源利用效率”三个阶段。但是在我国建筑行业，建筑节能理念才刚刚开始兴起，墙体材料的热工性能对建筑节能效果有着重要影响，它是墙体保温隔热能力的重要反映，对提高建筑中的资源利用率有着重要意义。
一、陕南地区居住建筑墙体材料应用现状
（一）陕南地区具体位置
作为一个内陆省份，陕西省隶属我国西北地区，包括安康、商洛和汉中三个行政区。陕西省整体地貌呈西北高，东南低，南北高，中间低的态势，地域东西向狭窄、南北向较长。以北山、秦岭为界，从南向北分为地理、历史、文化、气候特征明显的三大区域：陕南秦巴山地、关中平原区和陕北高原区。
（二）陕南地区气候特点
由于我国的地域面积辽阔，所以各地的气候也有所不同。按照建筑热工可将我国分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区五个区域，其中陕南就属于其中的夏热冬冷地区。夏热冬冷地区具有夏季闷热、冬季湿冷的气候特点，且全年昼夜温差不大、降水量较多，尤其是在春末夏初季节，经常会有出现大雨、暴雨天气。冬季因为体貌特征的影响，导致太阳辐射量比北方地区低，欠缺日照率，日照时间相对较少。
（三）建筑墙体材料
结合安康和汉中行政区的竹园小区、盛安小区、金地小区，蓝调名居等多个小区的实际调研结果显示，陕南地区建筑仍以多层住宅建筑为主，市区内的高层建筑在2005年以后才开始逐渐增多。住宅建筑面积通常在40-110平方米之间，两室一厅、三室一厅和三室两厅都是住宅常见的户型。
在2000年之前陕南建筑基本未采取过节能方面的举措，建筑墙体材料主要为240mm茹土实心砖+双面水泥砂浆抹灰，由于窗户为普通的单层玻璃钢窗，阳台虽然宽敞但未封闭，且入户门为木门，所以建筑墙体材料的热工性能并未得到保障。
2000年之后，在政府对建筑节能的逐步重视的基础上，墙改政策的逐步深入，新建建筑的墙体材料开始使用烧结多孔砖和空心砖，窗户也由原来的普通玻璃钢窗变为了铝合金玻璃窗，开始采用隔热措施将阳台封闭，入户门也变为了防盗门。
随着相关建筑标准的出台，建筑节能技术也逐步走向成熟，陕南地区的新建建筑开始普遍采取节能措施。目前，陕南地区的墙体材料以钢混结构为主，主要是由钢筋混凝土、混凝土加气块、烧结页岩多孔砖和空心砖构成，增大了页岩砖的使用量，还使用了外墙保温措施和屋面保温隔热层，窗户也转变为了中空塑钢窗。
页岩多孔砖为240mm X 11_Smm X 90mm的立体矩形，常用于6层或6层以下的多层建筑，砖内多含有矩型孔洞，少部分页岩多孔砖内是圆形孔洞。页岩空心砖外形分为240mm X 11_Smm X 170mm和240mm X 11_Smm X 240mm两种，由于其强度较页岩多孔砖高，所以多用于高层或是小高层的建筑外墙部位，但不可以在承重部位使用。
二、陕南地区烧结多孔砖的有利条件
（一）自然资源优势
虽然在我国页岩的分布较为广泛且储备量大，结合各地的勘探报告可知，页岩在地表裸露程度较高，易于开采，而且页岩是一种层状粉砂岩或泥质粉砂岩，适合烧制成烧结砖。
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（二）市场需求优势
随着我国节能意识的进一步提升，建材市场上的空心砖开始渐渐替代了实心砖。由于在城镇建设开始建筑大面积的多层砖混结构建筑，且农村建房也多使用砖混结构，而页岩烧结砖与茹土砖相似，但产品性能和综合性价比较茹土砖高，所以用户们大量开始使得页岩砖。页岩砖更加符合建设节能型建筑的需要，对建筑墙体材料的热共性能大有裨益。
（三）成熟的烧结工艺
目前在我国的窑炉内，页岩烧结砖的烧制设备和烧制技术均已达到成熟阶段，且严格按照国家相关规定要求进行烧制，在产品质量、工艺技术方面都有一定保障。
（四）生产线建设周期短
页岩烧结砖生产线的建设周期较短，从土建开始、到随后安装和最后的调试阶段，在一年内均可完成，采用全自动一次码烧隧道窑工艺，确保页岩烧结多孔砖年产量不低于6000万块。
三、陕南地区烧结多孔砖的限制因素
烧结页岩砖的产品辐射半径有限，产品供应区域一般不超过80公里，且页岩开采时会对山体植被造成破坏，在烧制过程中还会产生二氧化硫、二氧化碳和氟化物等气体，对自然环境的破坏和污染是一个巨大的问题。
烧结页岩砖本身还具备一定的缺陷。在实际建设过程中，随着建筑业的发展，建筑向高层化、拼装化的趋势发展，但烧结页岩砖自重大，建筑时多采取小块的砌筑方式，这已经满足不了建筑业发展的需要，制约了烧结页岩砖的使用。
四、影响页岩烧结多孔砖热工性能的因素
（一）孔型的影响
页岩烧结多孔砖的孔型是影响其热工性能的重要因素，因为矩型孔中的空气容易形成长路对流，而菱形、方形、圆形中的空气容易形成短路对流。而长路对流的传热量远低于短路传热量，因此长路对流有利于提高多孔砖（砌块）的保温隔热性能。所以页岩烧结多孔砖的矩型孔平均热导率最小，菱形孔次之，方形孔再次之，圆形孔的热导率最大。目前我国已经取消了圆型孔和其他孔型页岩烧结多孔砖的烧制，孔型多采用矩型孔或矩型条孔。
（二）矩型孔长宽比的影响
根据多次试验得出，矩型孔内空气形成长路对流，内部空气流动强度低，导致空气间层热阻相对较大，从而使多孔砖的当量导热系数增大。所以在烧制页岩烧结多孔砖时，应尽可能增加长宽比，减小孔壁的连接支撑，以便在孔洞内容易形成空气长路对流环流，降低传热量，通常采取3：16：1的最佳长宽比。
（三）孔数的影响
由于空气的导热系数相比砖体孔壁材料的导热系数低得多，当孔肋成了砖体的热桥，随着孔排数的增加，热流方向孔壁变薄，“热桥”变窄，减少了通过孔肋的热流量。所以在其他条件相同情况下，随着孔排数的增加，导热系数呈下降趋势。因此在生产工艺及荷载要求允许的条件下，孔壁越薄越好。
（四）孔洞率的影响
通常情况下因为孔洞内充满了空气，使得孔洞率越大，空气层越大孔洞内干燥空气的导热系数极低。多孔砖的导热系数与孔洞率成反比例关系，孔洞率越大数减小。
导热系数小则保温效果越好，砖质材料交织成坚实的筋骨，从而实现砖质材料和空气层的组合体的空气层和孔洞率的增加，导致孔壁和孔肋的尺寸变小，变薄的热桥通路减少了热量的传递，从而有效降低了通过砖体的热量，降低了砖的导热系数。
结语：为了响应国家对节约能源的号召，就地取材的页岩烧结多孔砖得到了大力的推广，陕南居住建筑墙体材料主要就使用看这种页岩砖。相信随着对陕南地区页岩砖热工性能的进一步研究，让页岩砖的保温隔热性能得到更大的提升，使其在建筑墙体上的应用变得更加的广泛。
参考文献：
[1] 穆康.城市空间公共建筑空调系统大气排热时空规律研究[D].哈尔滨工业大学 2016
论文作者:王旭明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/20
标签：页岩论文; 陕南论文; 建筑论文; 孔洞论文; 地区论文; 多孔砖论文; 墙体材料论文; 《基层建设》2017年第23期论文;