鋼連接件對脲醛樹脂泡沫外墻外保溫系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、隨著我國對建筑節(jié)能要求的提高，保溫性能較高的有機保溫材料得到了廣泛應(yīng)用。但是有機材料易燃的致命缺點，導(dǎo)致其成為近年來多起重大火災(zāi)的主因。因此國家出臺了相關(guān)法律法規(guī)，明確規(guī)定有機保溫材料的應(yīng)用范圍，致使有機材料的應(yīng)用受到限制。脲醛樹脂泡沫是由國外引進的一種新型的有機保溫材料，不僅保溫性能優(yōu)越、價格低廉，而且抗火等級達到B1難燃級別，具有廣泛的應(yīng)用范圍和市場前景。目前，國內(nèi)對其應(yīng)用和研究尚處于初步探索階段，僅應(yīng)用于夾芯墻保溫和屋頂保溫，在我

2、國應(yīng)用廣泛的外墻外保溫工程中尚未得到應(yīng)用。本文針對脲醛樹脂泡沫材料的特性，設(shè)計一種能夠與其適應(yīng)的外墻外保溫系統(tǒng)，簡稱CUFFI保溫系統(tǒng)。結(jié)合試驗、理論和有限元模擬三種方法，分析研究其熱工性能；并利用有限元模擬方法，分析其受力性能。
　　首先，結(jié)合控溫箱-熱流計和熱像儀檢測兩種方法，分析了CUFFI保溫系統(tǒng)中的C型鋼連接件對其熱工性能的影響，并將試驗結(jié)果與理論計算和ABAQUS有限元模擬結(jié)果進行對比分析，得到結(jié)論：連接件導(dǎo)熱系數(shù)較大

3、，其應(yīng)用降低了保溫層的熱阻，會對系統(tǒng)保溫性能造成不利影響，但影響程度在可接受范圍內(nèi)；CUFFI保溫系統(tǒng)保溫層中的兩種材料導(dǎo)熱系數(shù)相差懸殊，不適于采用《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》里的理論計算方法；有限元模擬分析結(jié)果與試驗結(jié)果相近，確定利用有限元模擬進行熱工性能分析的可行性。
　　其次，為減小C型鋼連接件對保溫性能的不利影響，利用ABAQUS有限元軟件，分析了連接件板材厚度、腹板開孔的橫縱向間距和邊距及孔寬度對其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的影響。得到結(jié)

4、論：板材厚度對當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)無影響，腹板開孔越細密越有利于降低當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)；確定了不同長度連接件的具體開孔尺寸，及其對應(yīng)的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。
　　然后，按照前面設(shè)計的連接件開孔尺寸，建立CUFFI保溫系統(tǒng)有限元模擬分析模型。以哈爾濱地區(qū)氣候條件為例，進行了整體熱工性能評價分析。得到結(jié)論：CUFFI保溫系統(tǒng)中的保溫層對應(yīng)的溫度梯度最大，表明脲醛樹脂泡沫材料保溫效果良好；確定了CUFFI保溫系統(tǒng)應(yīng)用于哈爾濱地區(qū)時，對應(yīng)不同高度范圍和基墻類型

5、的住宅建筑，所需的滿足傳熱系數(shù)限值條件的保溫層厚度；保溫層厚度滿足傳熱系數(shù)限值時，保溫系統(tǒng)內(nèi)墻表面最低溫度均高于露點溫度，不會因連接件的熱橋效應(yīng)而產(chǎn)生結(jié)露發(fā)霉現(xiàn)象。
　　最后，基于通用有限元軟件ABAQUS，對自重和風(fēng)荷載作用下的CUFFI保溫系統(tǒng)進行受力性能模擬分析。根據(jù)各構(gòu)件材料特性，以裝飾板的最大側(cè)向位移和主應(yīng)力及連接件的Mises應(yīng)力為控制參數(shù)，以連接件板材厚度和布置方式及裝飾板厚度為變量，以哈爾濱地區(qū)為例，進行了合理構(gòu)造