空心砌塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)能研究.pdf

1、全球能源危機(jī)不斷加劇,我國(guó)也將建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)列為基本國(guó)策。建筑能耗在社會(huì)總能耗中的比例日益增大,墻體材料的節(jié)能研究也顯得愈加重要。在這種背景下,本文提出采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)節(jié)能墻體材料—空心砌塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化及節(jié)能研究。研究?jī)?nèi)容主要有以下幾點(diǎn):
　　1.對(duì)選定空心砌塊--模型I進(jìn)行熱工性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn),計(jì)算得出其傳熱系數(shù)及熱阻值。利用有限元分析軟件FEMLAB,對(duì)模型I進(jìn)行數(shù)值模擬,得到的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差范圍為4.

2、59％,在誤差準(zhǔn)許范圍之內(nèi),驗(yàn)證了模擬軟件的準(zhǔn)確性及模擬物理?xiàng)l件設(shè)置的合理性,為研究的進(jìn)一步進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。
　　2.通過(guò)對(duì)混凝土空心砌塊熱阻計(jì)算公式的分析,得出混凝土空心砌塊熱阻值影響因素,如下所示:
　　(1)砌塊的厚度。通過(guò)對(duì)三種不同厚度的實(shí)心砌塊S-1(190mm),S-2(240mm), S-3(300mm)進(jìn)行模擬分析,得到熱阻值隨厚度增加幅度分別為16.7%和27.2%。因此增加砌塊的厚度,可以在一定程度上提高砌

3、塊的熱阻值。
　　(2)空氣間層數(shù)量。通過(guò)對(duì)4種不同空氣間層數(shù)量的空心砌塊K-1(1排孔), K-2a(2排孔),K-3a(3排孔),K-4a(4排孔)的模擬分析,得到砌塊熱阻值增加率依次分別為100%,162%,219%,257%。結(jié)果顯示增加空氣間層數(shù)量可以明顯提高空心砌塊熱阻。
　　(3)孔洞形式。分析比較模擬結(jié)果可知:
　　a.同等空心率下,減薄孔壁可以降低砌塊熱阻值。2排孔砌塊熱阻值(K-2a較K-2b)增加

4、14.5%,3排孔砌塊熱阻值(K-32a較K-3b)增加5.9%,4排孔砌塊熱阻值(K-4a較K-4b)增加6.7%。
　　b.同等空心率下,減小孔洞長(zhǎng)度,砌塊熱阻值降低。K-3a(單孔)較D-3a-1(雙孔)熱阻值下降16.4%,K-3a較D-3a-2(三孔)熱阻值下降35.8%。
　　c.同等空心率下,孔洞排列形式對(duì)砌塊熱阻值也有一定影響。C-3a-1(錯(cuò)排)較 D-3a-1(順排)熱阻值增加了5.4%,C-3b-1(錯(cuò)

5、排)較 D-3b-1(順排)熱阻值增加了3.9%。
　　綜合以上結(jié)論可知,適當(dāng)減薄孔壁、增長(zhǎng)孔洞長(zhǎng)度和改變孔洞排列方式都可以在一定程度上提高空心砌塊熱阻值。
　　(4)摻和輕骨料。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),摻入輕骨料砌塊 Q-3b-1熱阻值為0.81(m2·K)/W,同等規(guī)格的普通混凝土砌塊 C-3b-1熱阻值為0.53(m2·K)/W,輕骨料砌塊熱阻值增加幅度為52.8%。因此適量摻入輕骨料可以提高普通混凝土砌塊的熱阻值,并能提高砌塊

6、的耐久性。
　　3.分析文中模擬結(jié)果及綜合對(duì)熱阻值影響因素的分析,優(yōu)化空心砌塊的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出兩款空心砌塊M-1和M-2。砌塊M-1材料為頁(yè)巖混凝土,規(guī)格為390×190×190mm,主要用于內(nèi)墻等非承重墻體;M-2材料為普通混凝土,規(guī)格為390×240×190mm,主要用于承重墻體。并通過(guò)軟件對(duì)設(shè)計(jì)的砌塊進(jìn)行模擬計(jì)算,結(jié)果為:M-1砌體熱阻值為1.7(m2·K)/W,M-2砌體熱阻值為1.42(m2·K)/W,均滿足了國(guó)家的節(jié)能6