近日，由太原理工大学、太原思科达科技发展公司、山西铭基房地产开发有限公司共同研发的真正意义上的自保温承重混凝土--玻化微珠承重保温混凝土在山西省晋城市首次从实验室应用到了大型单体建筑施工中，这标志着我国首座"城市窑洞"式的绿色建筑在山西省开建。

　　"城市窑洞"式绿色建筑技术专利发明人、太原理工大学建筑与土木工程学院教授李珠亲临现场，讲解这种技术的特点和操作原理。"城市窑洞"式绿色建筑技术核心就是"玻化微珠承重保温混凝土"，由于承重保温混凝土具有良好的保温性能及隔热性能，可以改善建筑热稳定性，提高室内温度分布的均匀性，全部使用承重保温混凝土建造的六面体保温建筑，可营造出冬暖夏凉的室内环境，有益于居民健康，成为外观上不似窑洞、功能上胜似窑洞的"城市窑洞"建筑。

　　承重兼保温--建筑围护结构节能的"最终幻想"

　　在传统的建筑理论和实践中，建筑围护结构一直存在一个矛盾：那就是承重的不保温、保温的不能承重。这就是现在建筑外墙保温以复合保温体系为主的原因。

　　在建筑能耗中，空调、采暖等能源的消耗是建筑能耗最主要的部分，而建筑围护结构的保温、隔热性能决定了建筑物在制冷季从室外得热和采暖季热量散失的状况，因此提高围护结构的保温隔热性能在建筑节能减排方面具有显著意义。

　　承重并保温，鱼和熊掌能兼得吗？

　　我国现阶段建筑外墙保温包括三种体系：即复合保温体系、非承重填充墙自保温体系、承重结构自保温体系。

　　复合保温体系可分为外保温和内保温，其优点是可以直接在普通外墙内外表面叠加和粘贴保温材料，能有效实现对既有建筑的节能改造。但其缺点也十分突出，主要是外保温体系易发生脱离、雨水渗漏、防火等问题，内保温体系的保温材料易发生结露、在内装修中被破坏等问题。复合保温体系需要多层材料的复杂叠加和粘贴，对施工工艺的要求高，质量不易保证。如果保温层使用有机保温材料，将不能与结构同寿命。同一建筑物在使用中需要做好几次外墙保温，这将是一个巨大的工程，所花的费用也是无可估量的。大量的工程实践表明，主体结构加设保温层的方式不利于形成结构稳定的温度场，无论结构进行外保温还是内保温均会带来不均衡的温度应力场，影响建筑物结构受力和安全。

　　非承重填充墙自保温体系的材料包括复合混凝土空心保温砌块、蒸压加气混凝土、陶粒加气混凝土保温砌块、烧结空心砖等，可广泛用于各种结构体系的非承重填充墙。我国自保温墙体被列入《建设部关于发布建设事业"十一五"推广应用和限制禁止使用技术(第一批)的第659号公告》的推广应用部分之中。

　　承重结构自保温体系目前是国内外的一个研究热点和发展趋势，但国内比较成熟的成果尚不多，其缺陷概括起来有如下几点：

　　一是材料上无显著突破，主要依靠普通混凝土材料与有机保温材料的叠合来实现承重与保温效果，这只是构造设计与施工工艺的革新，而非建筑材料科学意义上的变革；二是主要适用于垂直围护，即墙体，而用于水平的楼地面则会遇到防渗、变形等诸多方面的困难；三是只适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，整体保温性能尚有待提高。

　　真正意义上的自保温承重结构是建筑物主体本身具有保温隔热的性能，是集保温、承重、抗震为一体的结构，不仅能从根本上解决现有保温层与主体结构不同寿命以及由保温层施工质量不宜保证而导致的保温层剥落、脱离、破坏等问题，并且能消除保温层形成的不稳定温度场对主体结构的不利影响。

　　"玻化微珠保温承重混凝土"技术的诞生，让"结构兼保温"的幻想走进了现实。

　　"玻化微珠"--承重兼保温的秘密

　　玻化微珠承重保温混凝土技术是如何做到既保温又承重的呢？

　　该项技术的奥秘来自于"玻化微珠"。玻化微珠是玻璃质熔岩经加工后形成的内部有孔、表面玻化封闭的球状细径颗粒，因此被称为玻化微珠。目前，玻化微珠的主要原料是珍珠岩。

　　据李珠介绍，玻化微珠和混凝土混合而成的玻化微珠承重保温混凝土，与普通混凝土强度一致，能够应用于钢筋混凝土结构，但密度降低了1/3，使得建筑整体自重减轻30%。此外，玻化微珠承重保温混凝土的变形能力也比普通混凝土增强了30%，因此抗震性能更佳。当然，玻化微珠承重保温混凝土最重要的意义，还是其保温、隔热的功能。根据中国建筑科学研究院检测中心的报告，玻化微珠承重保温混凝土的导热系数在0.35~0.4瓦/（米·摄氏度）之间，而最新版的《混凝土结构设计规范》规定，普通混凝土导热系数为2.94瓦/（米·摄氏度），是玻化微珠承重保温混凝土的7.35倍。

　　"该混凝土具有良好的保温和蓄热隔热性能，可以改善建筑热稳定性，提高室内温度分布的均匀性，营造出冬暖夏凉的室内环境。"李珠说。

　　有了玻化微珠保温承重混凝土，才衍生出了"城市窑洞"的概念。

　　窑洞--祖先的绿色建筑智慧

　　李珠给"城市窑洞"式绿色建筑的定义是：利用新型绿色材料、科学合理的结构构造方法，对城镇建筑进行设计或改造而形成的形状上不似窑洞而功能上胜似窑洞的建筑技术。李珠因此项"城市窑洞"式绿色建筑技术获得了发明专利。

　　李珠说，中国是传统土窑洞发祥地，传统土窑洞凝聚着中华民族的智慧和悠久的建筑经验，并凝聚着中国悠久的历史文化，传统土窑洞属于绿色建筑和生态建筑。对传统土窑洞居住环境长达50年研究的大量文献充分表明：长期居住在窑洞中可以使人类健康长寿，或者说窑居生活是人类长寿的生活方式之一，也可以从居住在窑洞和居住在城市楼房居民的气色对比结果上明显看出这一结论。传统土窑洞有冬暖夏凉、恒温恒湿、节能、隔音、洁净、安静、健康长寿、生活环保、生态平衡、保护自然风景、适应气候、满足人类居住要求等特征。这是现代建筑所无法比拟的，但传统土窑洞难于克服的缺点是通风不好、光照度差、易发霉变等。

　　"城市窑洞"式绿色建筑正是将传统土窑洞热湿环境的优势引入到现代建筑的设计理念中而提出的一种新型建筑体系，是对传统土窑洞的继承和创新，是中国建筑节能事业的发明。在理念上，传统土窑洞与窑居的自然生活方式也给现代建筑的建造和现代人的居住方式以启迪，"城市窑洞"式绿色建筑正是有机结合传统土窑洞和现代建筑各自优点的产物，它在保持现代建筑原有风格和使用功能不变的前提下，达到传统土窑洞的效果。同时很好地解决了传统土窑洞难以解决的问题。"城市窑洞"式绿色建筑是一种全新的返璞归真和回归自然的建筑理念，是现代人追求健康生活的必然归宿。这种节能省地、轻质高强、抗震性能好的建筑体系具有强大的生命力。技术创新--超越传统建造方式"城市窑洞"由以下几个体系构成：

　　一是玻化微珠保温砂浆涂抹整体式保温系统。对砖混、框架和装配式结构以及既有建筑节能改造项目，在建筑物的外墙面和房间6面壁（包括墙体、楼地板和顶棚面等）用一定厚度的不同规格和型号的专用玻化微珠保温砂浆替代传统抹灰砂浆作为装饰保温隔热层，形成内外封闭、集保温装饰于一体的整体式保温系统。

　　二是玻化微珠保温混凝土现浇整体式保温体系。在新建现浇剪力墙结构体系中，用承重型玻化微珠保温混凝土替代普通混凝土进行墙、板等构件整体浇筑，在形成混凝土结构体系的同时，就完成了整体式保温工程的施工，构成集承重、保温、围护于一体的结构自保温体系。

　　三是玻化微珠砂浆涂抹现浇整体式保温隔热体系。在现浇整体式保温系统的基础上，辅以涂抹玻化微珠砂浆保温系统形成的保温隔热体系。

　　业内人士指出，我国历史、文化、自然条件及国力与西方发达国家不同，所以我们的绿色建筑之路需要借鉴，但更需要的是传承与创新，即走一条蕴涵中国文化、适宜中国气候地域的绿色建筑之路。我国的绿色建筑应坚决走低成本路线，创立自己的发展模式：一是要发展、二是要减排、三是要改善，不断提升人民的居住水平。要提倡尊重传统文化与气候，因地造房。一方水土养一方人，一方水土适合一类建筑。西北窑洞的冬暖夏凉、东北火炕的采暖保温、闽北土楼的自然通风、皖南天井的雨水收集，无不表达着先辈们对绿色建筑的追求。我们的先辈们尊崇自然、因地建屋，是绿色建筑的大师。传承、发扬并加以适应现代生活的创新，应是现代人绿色建筑的追求，更是责任。