EPS板保溫系統(tǒng)裂縫問(wèn)題的數(shù)值分析.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快和居民生活質(zhì)量的提高,我國(guó)建筑能耗總量呈逐年上升趨勢(shì),單位面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍以上,建筑節(jié)能工程作為國(guó)家十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一,是節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。而建筑外墻的保溫隔熱性能差是建筑能耗高的主要因?yàn)橹弧?br>　　 在中原地區(qū)尤其是河南省EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)憑借其多方面的優(yōu)勢(shì),在建筑節(jié)能尤其是既有建筑的節(jié)能改造中應(yīng)用較廣泛。然而,EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)自身的材料性能及與主體結(jié)構(gòu)

2、的材料性能差異較大,在外界不利環(huán)境因素及氣候條件不斷變化下很容易出現(xiàn)裂縫脫落等問(wèn)題,特別是在夏季高溫時(shí)驟降暴雨、冬季加熱后冷凍極端環(huán)境下門窗等洞口附近發(fā)生裂縫的幾率更大。
　　 本文在河南省重大公益科研計(jì)劃項(xiàng)目(081100910400)、鄭州市重大科技計(jì)劃項(xiàng)目(082SGZS32079)以及鄭州大學(xué)研究生科學(xué)研究基金(重點(diǎn)類A181)課題支持的背景下,采用有限元數(shù)值模擬方法針對(duì)EPS板保溫系統(tǒng)裂縫及脫落現(xiàn)象進(jìn)行研究,探討開(kāi)裂前

3、的溫度場(chǎng)分布,變形情況及應(yīng)力分布規(guī)律,進(jìn)而提出防裂的對(duì)策及建議,主要做了以下工作:
　　 1)選取鄭州市某多層砌體結(jié)構(gòu)住宅建筑外墻中的一個(gè)帶窗戶洞口的典型開(kāi)間為研究對(duì)象建立有限元模型,采用主臥、次臥及客廳外墻常見(jiàn)的立面尺寸,按照規(guī)范規(guī)定驗(yàn)證EPS板外保溫復(fù)合墻體厚度方向尺寸滿足鄭州地區(qū)目前的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。文中主要考慮熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流對(duì)外保溫復(fù)合墻體的影響,選定邊值條件,確定材料性能參數(shù),選用耦合場(chǎng)單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。分析中把研究對(duì)象看成

4、是立起來(lái)的薄板,提出其基本假定,應(yīng)用直接法進(jìn)行有限元計(jì)算。
　　 2)探討了夏季極端高溫后驟降暴雨環(huán)境下的EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)熱-結(jié)構(gòu)耦合反應(yīng),分析其溫度場(chǎng)變化、變形情況及應(yīng)力場(chǎng)分布,探討裂縫的成因及規(guī)律。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),聚苯板具有良好的保溫隔熱效果；窗洞附近變形最大,材料先膨脹后收縮,如果適應(yīng)不了這種變化,很容易出現(xiàn)裂縫；聚苯板與砂漿的交界處出現(xiàn)應(yīng)力突變,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中或裂紋。從外保溫復(fù)合墻體中取出一個(gè)微平行六面體,探

5、尋水平裂縫、豎向裂縫和窗洞四角斜裂縫及脫落現(xiàn)象產(chǎn)生的因?yàn)椤?br>　　 3)探討了冬季加熱后冷凍極端環(huán)境EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)熱-結(jié)構(gòu)耦合反應(yīng),與夏季高溫后驟降暴雨極端環(huán)境進(jìn)行比較,重點(diǎn)針對(duì)窗戶洞口附近進(jìn)行分析其溫度、變形及應(yīng)力情況發(fā)現(xiàn),聚苯板層與砂漿層的交界處變形不協(xié)調(diào),應(yīng)力值突變,很容易產(chǎn)生裂縫甚至脫落；溫度升高產(chǎn)生壓應(yīng)力,溫度降低產(chǎn)生拉應(yīng)力,拉應(yīng)力超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度是裂縫產(chǎn)生的根源；溫差越大,變形越大,應(yīng)力也越大,因此冬季