夏热冬冷地区剪力墙及楼板热桥分析及有效阻断研究

摘要

建筑节能对中国建设低碳经济、节能减排、促进经济可持续发展具有重要的意义。建筑热桥形式多样，墙、梁、柱、板等区域热桥尤其具有代表性。剪力墙结构建筑中，剪力墙、楼板结构热桥的能量耗散对其建筑的节能具有重要影响。夏热冬冷地区建筑热桥的模拟是基于面积加权法的一维传热方法，但建筑围护结构热桥所具有的二维及三维传热特点显然不能忽视。本文通过对剪力墙结构中的常规外填充墙体系及新型外填充墙体系进行墙体传热系数试验实测，并对基于常规、新型外填充墙体系及与之对应的常规、新型剪力墙体系的剪力墙热桥和楼板热桥进行二维稳态传热有限元分析，得出各种类型热桥热工性能，并提出热桥有效阻断构造措施，其主要研究成果如下：
　　（1）基于前期开发的超轻质墙体节能砌块、轻质粉刷石膏、轻质自流平砂浆等新型建筑材料，提出了适应于夏热冬冷地区剪力墙结构的剪力墙、填充墙及楼板部分的新型构造体系。并对常规外填充墙体系与新型外填充墙体系进行了墙体传热系试验，试验结果与理论计算基本一致，新型外填充墙体系传热系数较常规外墙降低5.2％。
　　（2）对剪力墙热桥的常规、改进、优化保温做法进行二维稳态传热有限元分析。热工模拟显示，对于剪力墙热桥，其热桥影响区域不受两侧填充墙材料及剪力墙保温材料的影响，对剪力墙热桥改进保温形式进行构造阻断优化处理时，将保温材料向填充墙部位延伸280mm，得到剪力墙热桥优化保温做法。优化后的一字型及L型剪力墙热桥与常规做法相比，热桥等效传热系数分别下降20.3%、18.6%。墙体平均传热系数分别下降11.8%、14.4%。采取构造有效阻断构造措施的剪力墙热桥优化保温做法的热桥等效传热系数与墙体平均传热系数下降明显，可有效降低墙体能耗。
　　（3）对不同类型剪力墙、填充墙搭接的楼板热桥节点的常规、改进、优化保温做法进行二维稳态传热有限元分析。对于楼板热桥，楼板两侧无论是剪力墙还是填充墙，热流在楼板下表面内侧730mm均衰减至很微弱，故将剪力墙、填充墙-楼板热桥节点改进保温做法的内侧保温材料卷边至楼板内侧730mm处可得到楼板热桥的优化保温做法。其中填充墙-楼板热桥节点的优化保温做法还包括将保温材料向底部填充墙延伸280mm。剪力墙、填充墙-楼板热桥节点优化做法较常规做法热桥等效传热系数分别下降53.8%、14.4%。墙体平均传热系数分别下降16.7%、15.3%。故剪力墙、填充墙-楼板热桥节点有效阻断后节能效果显著。
　　最后总结全文工作内容，对本课题研究提出展望。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容及技术路线

第2章围护结构传热系数试验

2.1围护结构传热理论

2.2防护热箱法

2.3试验材料及构件

2.4试验装置及试验参数

2.5试验数据及结果分析

2.6理论计算与试验结果对比

2.7本章小结

第3章 剪力墙热桥传热分析

3.1传热基本理论

3.2热桥评价指标

3.3模型建立

3.4一字型剪力墙热桥有效阻断分析

3.5 L型剪力墙热桥有效阻断分析

3.6本章小结

第4章 楼板热桥传热分析

4.1模型建立

4.2剪力墙-楼板热桥节点有效阻断分析

4.3填充墙-楼板热桥节点有效阻断分析

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1主要结论

5.2展望

致谢

参考文献