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关于对我国墙材革新的战略思考的分析

2009/12/04 00:00 来源:中国建材报

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  我国墙材革新和节能建筑推广工作已开展20多年了,各地新型墙体材料发展和“禁实”任务的完成都取得了很大成绩,新墙材的比例已接近墙材总量的一半,全国已有426个城市在城区禁用实心黏土砖。今年2月,国家发改委等4部门又公布第三批限时“禁实”的151个城市名单,按照国办发[2005]33号文件要求,截至2010年年底,所有城市城区将完成限时“禁实”的任务。“禁实”后的墙改工作路在何方,成为当今墙材革新业关心和讨论的热门话题。

  一、墙材革新任重而道远

  《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办发〔2005〕33号)中明确提出,墙材革新的任务目标是“逐步禁止生产和使用实心黏土砖”,“积极推广新型墙体材料”,并要求“地方各级人民政府和有关部门要支持新型墙体材料及节能建筑技术的开发和应用示范,组织引进、消化、吸收国外先进技术,研究、开发科技含量高、利废效果好、节能效果显著、拥有自主知识产权的优质新型墙体材料生产技术与装备,提高墙体材料革新和节能建筑的技术水平”。这就说明墙材革新的任务,一方面是“禁实”,一方面是发展和推广应用优质的新型墙材,二者缺一不可,应当相辅相成。

  从“禁实”任务完成情况来看,目前仅仅是在公布城市的城区范围内完成,城郊和广大农村尚未全面展开;从发展和应用优质新墙材任务来看,离国办发33号文件要求可能还相差很远。

  (一)节能建筑推广要求新墙材产品质量和性能必须全面满足建筑功能要求

  当前我国南北各地都在推广节能建筑,要求新墙材产品既要达到当地建筑节能标准对墙体保温隔热性能要求,又要使用寿命长期坚固耐久,能够在冷热交替和干湿频变的气候条件下,墙体变形性小、收缩值低,能够防止产生收缩裂缝,抗风化和大气稳定性好;对外墙材料还要求防渗、抗冻,有较好的抗撞击和风荷载(台风)承受能力;对绝热材料还要求吸水率低,能够长期防潮、防吸湿,保持热工性能稳定。根据不同建筑部位,新墙材要耐火、防水、隔声性能良好,又要无辐射、无污染、环保卫生。

  以这些要求来全面衡量我国目前新型墙材产品,仍然存在诸多不足。其普遍存在的问题,一是保温隔热性能良好的产品实在太少,二是墙体容易产生收缩裂缝或空鼓剥落等弊病。

  (二)新型墙体材料发展必须适应当地建筑结构体系,并能促进住宅产业向现代化发展

  当今我国房屋建筑结构体系与20年前相比发生了很大变化,框架结构和钢结构发展非常迅速,沿海地区几乎达到了100%,大多数省会城市、经济发达地区,也达到了70%~80%。国内外实践证明,发展轻质内外墙板,与框架结构体系相配套,才能最大程度地提高房屋建筑综合经济效益。然而,目前我国与框架结构和钢结构配套的内外墙体,由于没有优质预制板材,外墙板基本属于空白,楼板不得不采用现浇方式生产,不但现场湿作业,施工效率低,而且采用非预应力构件,材料浪费严重,既不符合我国建设节约型社会要求,又不符合住宅产业现代化要求。[Page]

  住宅产业现代化主要体现为住宅建筑标准化、住宅部品部件生产工业化、施工安装装配化、住宅生产经营一体化,以及住宅管理和服务社会化。其中住宅建筑标准化、住宅部品部件生产工业化、施工安装装配化是住宅产业化的核心,它可以最大程度地节约资源、节省工时、提高建筑业劳动生产率。

  我国新型墙体材料发展就应当围绕住宅产业化的推进,以提高劳动生产率、提高工程质量、改善建筑功能为目标,加快提高房屋建筑工业化水平,它包括住宅部件生产的工业化水平和施工安装的工业化水平。为此,新型墙体材料发展必须迅速使产品生产和应用标准化,由粗放式生产向集约化转变,从产品质量和性能到规格尺寸,从产品生产到建筑设计和施工,都要紧紧围绕房屋建筑施工效率和综合经济效益的提高,开发与此相适应的大尺寸装配式的新产品,做到产品规格尺寸能够与建筑模数协调一致,产品品种相互配套,产品结构形式与建筑体系的变化相适应,便于空间灵活隔断;在建筑施工中,减少现场湿作业,便于装配式安装,做到方便、快捷、高效率,以彻底改变小砖小块的生产方式和施工方式。因此,从促进住宅产业现代化的要求看,新墙材发展绝不是简单的实心黏土砖的替代,它应当是由小块向大块、湿作业向干作业、手工砌筑向装配式安装的方向发展。

  由此,我们可以认为,新型墙材发展是关系到房屋建筑质量能否提高、住宅功能能否改善、人们居住舒适度能否提高、住宅产业现代化能否实现的大问题。从某种意义上讲,它是对建筑业和建材业实现经济发展方式转变、调整和优化产业结构的重大变革。新型墙体材料发展必须因地制宜开发适应当地建筑结构体系,提高劳动生产率、提高工程质量和改善建筑功能的优质新型墙材产品。

  (三)新农村建设要求农民住房迅速推广应用新墙材和节能建筑,提高农民住房质量,提高居住水平

  我国8亿农民,每年新建农村建筑面积9亿多平方米,几乎占全国建筑总量的一半,目前绝大多数农村建筑采用实心黏土砖,建造的房屋保温隔热性能差,居住舒适度差。如何把我国在城市推广20多年的墙材革新和节能建筑推广到广大农村,建成节能省地型农村住宅,以进一步节约土地、保护耕地,并提高农房质量和农民居住舒适度,让广大农民同城市居民一样,享受新墙材应用和建筑节能的好处,是从事墙材革新和节能建筑推广工作不可缺少的重要任务。而目前仅有少数省市将这项工作扩展到城市边缘的乡镇。

  二、当前面临的任务

  (一)尽快发展高质量的轻质内隔墙板和外墙保温复合板

  为适应我国框架结构和钢结构体系发展的需求,必须尽快发展高质量的轻质内隔墙板和外墙保温复合板,这是推进住宅产业现代化的需要,也是发展节能建筑的需要,它是提高住宅部件生产效率和施工效率的必然选择。

  实践证明,发展优质板材不仅能提高框架结构、轻钢结构建筑的综合经济效益,而且可以确保工程质量。我们通过上世纪90年代的两次全面调查发现,发达国家预制板材产量已占墙体材料总量的40%~60%,而我国目前板材产量不足墙材总量的10%。现今我国板材应用不好,并不是板材产品不适合我国框架结构建筑,而是我国板材生产装备和技术落后,产品存在隔声性能差、生产方式粗放、不能满足抗震要求、浪费材料严重等问题。根据我国目前板材生产技术状况,建议一方面引进国外先进适用的装备技术,发展我国节能建筑急需的外墙复合板和预制楼板,走引进—合作—高起点国产化之路;另一方面采用国产装备开发适合我国国情的高质量利废轻质板材,只有这样,才能较快带动我国板材行业健康快速发展。[Page]

  (二)积极开发符合当地建筑节能标准的保温隔热砌体和复合墙体

  我国大多数房屋建筑仍为多层砌筑结构体系,目前推广节能建筑是在不同地区分别贯彻不同建筑节能标准。新墙材发展,就必须根据当地建筑节能标准对外墙热工性能要求,因地制宜开发绝热性能良好的墙材产品或复合墙体。

  对于烧结制品,国内外实践经验证明,它是最能做到使用寿命耐久、长期稳定性好的墙材产品。就我国目前发展状况来说,必须重点向高保温性能的多排密孔砖和高密度、低吸水率的清水墙饰面砖方向开发。为此,一定要加强原料处理设备,提高干燥和烧成工艺技术水平,并适当提高烧成温度。坚持发展高保温性能的多排密孔空心砖、空心砌块和优质清水墙饰面砖,以及发展保温与装饰合一、承重与保温合一的多功能复合烧结制品,将是我国烧结制品今后必然的发展方向,也是我国烧结制品可持续发展的唯一出路,否则在大中城市建筑中将逐步被非烧结制品所替代。各地区应当根据不同气候条件的3个建筑节能标准对外墙热工性能的要求,开发与当地节能标准相适应的优质保温烧结制品。从我国当前的经济建设发展形势和经济水平看,我国烧结制品行业再也不能搞低水平的重复建设了,必须坚持开发高性能的优质烧结制品,走工业化、规模化发展道路,不断提高我国烧结制品的档次和质量水平。

  对于混凝土砌块和混凝土砖,必须开发多排孔与保温材料复合的砌体,包括承重与保温复合、装饰与保温复合的多排孔复合砌块或砖、轻质混凝土保温砌块和砖,以及各种尺寸配套的配块和配砖,以不断完善我国砌体结构的节能建筑产品配套体系。

  与此同时,还要积极开发保温复合墙体的新型砌体结构体系,这是欧美发达国家早已成熟并普遍推广应用的外墙保温结构体系,也是在我国目前现有墙体材料中单一产品难以达到当地节能标准的情况下,唯一发展节能新墙材产品的墙体结构体系。采用承重(砌块或砖)+保温材料+装饰(层)砌块,中间用拉结筋或网片连接,不但可以做到外墙面采用各种装饰层面,创造各种丰富多彩的立面效果,而且保温性能长期得到保证,保温材料与建筑物同等寿命。

  (三)进一步扩大利废资源,科学合理地开发利废技术

  利用工业废渣生产墙体材料,历来是我国资源综合利用的有效途径,不但相对成本低、消耗灰渣量大、资源利用效率高,而且随着大规模的房屋建设所创造的社会效益越加显著,真正体现变废为宝。因此,发展新型墙材必须坚持最大程度地利用废渣,生产各种符合环保和建筑功能要求的墙材产品,这是我国发展循环经济的必需,也是新型墙体材料发展的根本宗旨。

  近年来,随着我国电力工业飞速发展、资源利用率的提高及环保力度的加大,电厂锅炉燃煤型式和燃煤品种不断变化,电厂脱硫粉煤灰和高钙粉煤灰的排放量日渐增多,据有关资料显示,预计到2015年后,两者合计排放量可能达到粉煤灰排放量的70%以上。而这类粉煤灰的化学成分和矿物组成及其性能又与普通粉煤灰有较大区别,因此,必须加大加快这些新品种粉煤灰的开发和利用。与此同时,随着电厂脱硫装置的普遍推广应用,电厂脱硫石膏排放量也与日俱增,目前我国脱硫石膏排放量每年已达4000万吨左右,而利用量占排放量尚不足10%。又如我国磷肥工业副产品磷石膏排放量每年也在5000万吨以上,并以每年15%的速度增长。目前,全国磷石膏堆存量已达1.2亿吨左右,其利用率比脱硫石膏还低,这些工业废渣的大规模堆存,是我国资源综合利用面临的重大课题。[Page]

  在坚持最大程度地利用废渣的同时,必须强调科学合理利用废渣,这是当前大量生产利废产品不可忽视的重要问题。

  对脱硫粉煤灰,由于增钙的结果,使其碱度提高,有可能活性比普通粉煤灰高,但在矿物组成中含有不等量的未分解CaCO3和脱硫石膏CaSO4,这些物质都可能影响脱硫粉煤灰的使用性能。

  高钙粉煤灰由于游离CaO含量普遍比普通粉煤灰含量高,在使用中可能会带来安定性不良,影响其耐久性。最近笔者考查发现,无论在烧结制品或非烧结制品的墙体材料产品中都有这些现象发生,有的甚至比较严重。

  对脱硫石膏来说,由于电厂燃煤品种不同,所用脱硫剂品质不一,脱硫过程的化学反应也不尽相同,再加上脱硫石膏的煅烧和粉磨工艺与装备的差别,造成脱硫石膏品质差异很大,它与天然石膏相比,无论化学成分或物理性能都有很大差别,尤其是有害杂质的影响不可忽视,因此我们有理由认为,脱硫石膏品质不如天然石膏稳定,我们在利用脱硫石膏生产建材制品时,绝不能简单地照搬天然石膏的利用方法,必须根据脱硫石膏的成分、性能特点,针对不同建筑石膏制品的质量要求,开发相应的应用技术,才能确保石膏建筑制品质量。

  对建筑垃圾,除了采用分类、破碎、筛分、振动成型常规工艺装备外,还应当像国外那样进行清洗、整形处理,只有这样,才能较好地利用废渣,生产出质量有保证的产品。

  我们利用废渣生产墙材产品,同样需要贯彻国家《清洁生产促进法》,防止一面利废,一面再次产生污染。例如,对含硫量较高的高掺量粉煤灰砖就不宜采用烧结工艺生产,否则会排出大量SO2,对大气造成二次污染,我国SO2排放量已居世界第一位,建材行业SO2排放量居我国SO2排放总量第二位,而墙材行业 SO2排放量居建材行业排放量的第一位,因此墙材行业发展必须设法从生产源头上控制SO2排放,为此对高掺量粉煤灰砖最好采用压制成型—蒸压养护工艺生产;利用生活垃圾和污泥生产墙材产品,还要避免二噁英等有害物质对人体乃至环境的污染。这些做法经国内外多年实践经验已经证明是科学、合理的必要措施,必须遵循才能确保利废的科学性。我们只有更加科学、合理地利用资源,才能真正做到最大程度地节约资源。

  (四)必须尽快提高墙材标准,促进墙材行业提高整体水平

  过去,我国经济发展水平不是很高,墙材产品标准大多数是在比较落后的生产技术基础上制定的,也是为适应房屋建筑低档次、低水平的功能要求而采集的。多数标准内容非但没有考虑节能建筑的要求和住宅产业现代化的需要,而且往往照顾落后的生产方式和施工方式,难免有些技术指标偏低,有的技术指标缺失,因此在诸多墙材产品中,有的达到了国家或行业产品标准,却不能全面满足建筑功能要求。

  例如,我国加气混凝土标准规定,500容重的合格品只有2.5MPa,优等品强度只有3.5MPa,600容重的合格品也只有3.5MPa,干燥收缩值≤0.5mm/m,而国外标准规定500容重的合格品强度为4MPa,产品出厂实际强度均大于4.6MPa,600容重的合格品强度5.0MPa,出厂实际强度大于5.5MPa,相比之下我国加[Page] 气混凝土强度要低得多,难怪多数产品只能用于内墙不能用于外墙,而且在应用中容易出现空鼓和开裂等弊病,对建筑物长期耐久性极为不利,即使按照现在标准中合格品指标要求,我国2005年加气混凝土砌块合格率也只有76.9%,2006年合格率仅为82%,2008 年合格率为80.4%,加气混凝土产品质量亟待重视与提高。

  又如,目前轻质隔墙板普遍出现裂缝,其重要原因是我国目前轻质隔墙板生产技术落后,导致产品标准规定其收缩值过大,我国3种轻质内隔墙板标准规定收缩值为0.65~0.80mm/m,这样大的收缩值,各种手工作坊式生产的轻板都容易达到,再加上面密度要求偏低,致使有的产品往往符合标准规定的指标要求,却普遍出现收缩裂缝和隔声效果差。

  现有烧结多孔砖和空心砖标准虽经多次修订,但是与我国推广节能建筑的要求相比,标准仍然偏低,我国烧结空心砖产品质量、性能、档次与国外相比还相差很远,如保温性能、孔结构、孔洞率、孔形尺寸、吸水率、尺寸偏差等,都亟待改进和提高。

  这些都说明我国现有新型墙体材料产品生产技术落后导致标准指标偏低,使新产品入市的门槛降低。笔者认为,只有提高标准才能提高墙材产品入市的门槛,特别是提高合格产品的标准,才能避免低水平重复建设,淘汰落后工艺装备和低劣产品,促进技术先进的优质墙材产品发展,这是墙体材料行业调整结构的有力手段,也是促进墙材行业可持续发展的唯一保障,我们只有通过提高墙材标准,才能推动墙材行业整体水平的提高。

  (五)加大淘汰落后产能力度,扶持扩大单线生产规模

  据统计,在我国现有的9万多家砖瓦企业中,年产1000万块标砖以下的生产企业约占65%~70%,符合国家规定年产3000万块标砖以上的企业不足 9%。这些小型企业生产技术落后,产品质量低劣,单位产品能耗高,能源利用效率低,严重污染环境且难以治理。根据调查,我国年产1000万块标砖的小型企业,万块标砖能耗平均为1.3~1.4吨标煤以上,有的高达1.6吨标煤,6万~7万家小型企业加起来就是耗能排污大户;新疆环境监测站对本地20家砖厂烟气排放监测结果表明,20家砖厂烟气排放浓度总平均值为9372mg/m3,超过当地环保标准30倍,可见这些小厂对环境污染造成的危害也十分严重。

  国外无论欧洲或美国,砖瓦企业生产规模至少在年产8000万块标砖以上,普遍为年产1.2亿~1.4亿块标砖的[Page] 规模,高的可达年产1.6亿块标砖,平均能耗为300~350kcal/kg砖,折算万块标砖为0.44吨~0.51吨标煤,有的仅为280kcal/kg砖,万块标砖能耗为0.41吨标煤,不足我国万块标砖能耗的一半。为此,我们一方面要因地制宜制定当地淘汰落后产能的规划和政策措施,有计划分步骤规定淘汰落后产能的规模,并对转产改造企业给予适当补贴,扶持发展先进技术,提高单线生产规模;另一方面要通过加强产品质量检验和环境监管等措施,加大淘汰落后产能力度。这样不仅可以减少资源浪费,大大提高能源利用效率,达到节能减排目的,而且可以降低生产成本,提高产品质量和性能,有利于企业技术进步,同时还可以避免低劣墙材产品低价恶性竞争,稳定市场,确保新墙材企业经济效益。因此,淘汰落后产能,提高单线生产规模,是调整和优化墙材企业结构,促进企业技术进步,提高行业整体水平,实现可持续发展的必由之路。

  当前,我国电力行业、钢铁行业、水泥行业淘汰落后产能取得了显著成效,水泥企业由原有9000多家,淘汰到不足4000家,近年来,每年淘汰小水泥 3000万吨的产能,今年又加大到淘汰5000万吨的产能,可见淘汰落后产能的力度之大。现在该是墙材行业下决心淘汰落后产能的时候了,各地要在我国节能减排的新形势下,进一步推进墙体材料革新的深入发展,以实现墙改历史上新的飞跃。

  以上意见仅供参考,不妥之处欢迎批评指正。

【作者】:陈福广


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