外墻整體化模板連接件密度及直徑對(duì)系統(tǒng)傳熱的影響

1、<p>　　外墻整體化模板連接件密度及直徑對(duì)系統(tǒng)傳熱的影響</p><p>　　【摘要】節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，隨著社會(huì)的進(jìn)步及人們生活水平的提高，地球資源也已消耗殆盡，如何在以后的發(fā)展中節(jié)約能源的問(wèn)題日顯嚴(yán)峻，本文提出了整體化的概念并對(duì)其中的連接件的密度及直徑對(duì)系統(tǒng)傳熱的影響做了詳細(xì)的分析，整體化模板不同于傳統(tǒng)的模板，是一種免拆的模板系統(tǒng)，它不僅施工進(jìn)度快，整體造價(jià)低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，

2、而且兼有外墻保溫的性能，在以后的推廣中有很大的潛力，市場(chǎng)前景良好。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】整體化模板；連接件 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：C29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　外墻整體化模板是一種免拆卸的永久性模板，該模板不僅具有支撐成型的功能，而且可成

3、為建筑結(jié)構(gòu)中的保留部分。此外模板還具有保溫功能，大大節(jié)約了勞動(dòng)量和裝修費(fèi)用。利用整體化模板可節(jié)約大量拆卸模板和倒運(yùn)模板的費(fèi)用，降低了工程造價(jià)。風(fēng)荷載產(chǎn)生負(fù)壓的破壞作用不容忽視，因此有必要采用連接加固來(lái)確保系統(tǒng)在不可預(yù)見(jiàn)情況下的安全性。要求制作連接件的材料為不銹鋼或者表面經(jīng)過(guò)防腐處理的金屬;塑料套管和圓壓盤(pán)應(yīng)采用尼龍等材料制成。整體化保溫板中的連接件存在熱橋效應(yīng)。由于不銹鋼材質(zhì)的連接件頂部大多數(shù)沒(méi)有做防熱橋處理，容易導(dǎo)致熱橋部位水蒸氣冷凝

4、而使連接件銹蝕，在模板表面?？梢?jiàn)連接件部位發(fā)黑、局部剝落直至影響整個(gè)模板體系的質(zhì)量。另外，連接對(duì)整體化模板體系的緊固性和安全性也存在負(fù)面影響。首先，連接件對(duì)整體化模板面層的抗開(kāi)裂性有負(fù)面作用。在熱應(yīng)力作用下，整體化模板的各面層由于線脹系數(shù)不同導(dǎo)致熱脹冷縮程度各不相同，面層的較大變形在受到相對(duì)較硬的圓盤(pán)的限制，圓盤(pán)周邊較易開(kāi)裂。其次，整體化模板受到負(fù)風(fēng)壓作用時(shí)，連接件這個(gè)剛性支點(diǎn)限制了整體化模板兩個(gè)連接件之間的模板出現(xiàn)的彎曲變形，應(yīng)力集中

5、無(wú)法釋放，使其中央部位彎曲變形增大，易造成</p><p>　　連接件計(jì)算中基本假設(shè) </p><p>　　為了評(píng)價(jià)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱的影響，首先計(jì)算沒(méi)有安裝連接的系統(tǒng)的傳熱系數(shù)，然后在同一個(gè)系統(tǒng)中安裝相應(yīng)數(shù)量和直徑的連接件，再計(jì)算其傳熱系數(shù)，上述傳熱系數(shù)的差值除以連接的個(gè)數(shù)，即得到單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱貢獻(xiàn)值的增加量。為了研究連接密度和連接件直徑對(duì)系統(tǒng)傳熱貢獻(xiàn)值的影響，在不影響需要的精確性的

6、前提下，做了如下假設(shè):第一，連接件分別與XPS板、水泥砂漿和混凝土接觸，但與XPS板結(jié)合面較大，故只考慮錨栓在XPS板內(nèi)的部分作為研究對(duì)象，忽略XPS板與混凝土接觸的部分；第二，忽略真?zhèn)€系統(tǒng)的縱向的傳熱，只考慮系統(tǒng)橫向的傳熱系數(shù);第三，連接在墻體上為均勻分布，每平方米上連接件個(gè)數(shù)相等；第四，連接件為各向同性材料，忽略塑料套管的影響，看成直徑為D的簡(jiǎn)單圓柱體，并假定連接件與XPS板接觸緊密，沒(méi)有空腔。 </p><p&

7、gt;<b>　　傳熱模型的推出 </b></p><p>　　首先計(jì)算墻體各部分材料的熱工參數(shù)，如表3.1所示。對(duì)于多層材料平行墻體，總熱阻采用如下進(jìn)行計(jì)算 ,其中，R總為圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻，或傳熱阻; Ri為內(nèi)換熱阻，取 =0. 11㎡·K/W;Rj為第J層熱阻;Re為外換熱阻，取0. 04 ㎡·K/W。對(duì)于一定面積的墻體，假設(shè)每平方米分布連接件的個(gè)數(shù)為n，則連接件的密度

8、為n個(gè)每平方米，熱阻分別為，對(duì)于單位面積的墻體，由于保溫層包含連接件和XPS板，屬于復(fù)合材料構(gòu)件，其熱阻可視為并列關(guān)系：，連接件截面面積，則XPS保溫板的面積,由此熱阻的簡(jiǎn)化公式,傳熱系數(shù)為 </p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果及分析 </b></p><p>　　利用以上所導(dǎo)出的公式，先分析連接件密度的對(duì)傳熱的影響，所得出的計(jì)算結(jié)果如表4.1所示。 </p&

9、gt;<p>　　表4.1傳熱系數(shù)計(jì)算表 </p><p>　　連接件密度（個(gè)/㎡) 系統(tǒng)傳熱系數(shù)（加連接件）[W/（㎡·K）] 系統(tǒng)傳熱系數(shù)（無(wú)連接）[W/（㎡·K）] 單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱貢獻(xiàn)值[W/（㎡·K）] 是否滿足標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　2 0.5363 0.5303 0.00302 是 </p><p>

10、　　3 0.5393 0.5303 0.00301 是 </p><p>　　4 0.5423 0.5303 0.00301 是 </p><p>　　5 0.5453 0.5303 0.00301 是 </p><p>　　6 0.5483 0.5303 0.00301 是 </p><p>　　7 0.5513 0.5303 0.0030

11、0 是 </p><p>　　8 0.5543 0.5303 0.00300 是 </p><p>　　9 0.5573 0.5303 0.00300 是 </p><p>　　10 0.5603 0.5303 0.00300 是 </p><p>　　20 0.5898 0.5303 0.00297 是 </p><p&

12、gt;　　30 0.6189 0.5303 0.00295 是 </p><p>　　40 0.6475 0.5303 0.00293 是 </p><p>　　50 0.6758 0.5303 0.00291 是 </p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，隨著連接件密度的增加，單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱的貢獻(xiàn)值是減小的趨勢(shì)，可以得出，當(dāng)連接件的密度為2個(gè)/m2時(shí)，單個(gè)連接件

13、對(duì)系統(tǒng)的傳熱貢獻(xiàn)值為最大0.00302W/（m2·K），滿足國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。所以，鋼釘形式的連接件是可以采用的。實(shí)際中所用的連接件的數(shù)量范圍內(nèi)，單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱的貢獻(xiàn)值基本穩(wěn)定。隨著連接件密度的增大，傳熱系數(shù)增加，基本上呈現(xiàn)線性關(guān)系。 </p><p>　　如果改變連接件的直徑，由推導(dǎo)出的公式得出的傳熱系數(shù)如表3.2所示。 </p><p>　　4.2傳熱系數(shù)計(jì)算表 &l

14、t;/p><p>　　連接件直徑（mm) 系統(tǒng)傳熱系數(shù)（加連接件）[W/（㎡·K）] 系統(tǒng)傳熱系數(shù)（無(wú)連接件）[W/（㎡·K）] 單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱貢獻(xiàn)值[W/（㎡·K）] 是否滿足標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　2 0.5343 0.5303 0.00079 是 </p><p>　　2.2 0.5351 0.5303 0.00096 是

15、</p><p>　　2.4 0.5360 0.5303 0.00114 是 </p><p>　　2.6 0.5370 0.5303 0.00133 是 </p><p>　　2.8 0.5380 0.5303 0.00155 是 </p><p>　　3 0.5392 0.5303 0.00178 是 </p><p&

16、gt;　　3.2 0.5404 0.5303 0.00202 是 </p><p>　　3.4 0.5417 0.5303 0.00228 是 </p><p>　　3.6 0.5431 0.5303 0.00255 是 </p><p>　　3.8 0.5445 0.5303 0.00284 是 </p><p>　　4 0.5477 0.

17、5303 0.00347 是 </p><p>　　4.2 0.5477 0.5303 0.00347 是 </p><p>　　4.4 0.5493 0.5303 0.00381 是 </p><p>　　4.5 0.5502 0.5303 0.00398 是 </p><p>　　4.6 0.5511 0.5303 0.00416 否 &

18、lt;/p><p>　　4.8 0.5529 0.5303 0.00453 否 </p><p>　　注：計(jì)算連接件對(duì)傳熱貢獻(xiàn)值得影響，以每平方米5個(gè)連接件的數(shù)量計(jì)算。 </p><p>　　從上述表格可以看出，當(dāng)連接件的直徑在3.4mm以內(nèi)時(shí)，隨著連接件直徑的增加，單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱的貢獻(xiàn)值與其呈線性變化，當(dāng)連接件的直徑大于3.4mm時(shí)，隨著直徑的增加，單個(gè)連接件對(duì)

19、系統(tǒng)傳熱的貢獻(xiàn)值增加的速度加快，呈曲線上升的關(guān)系。當(dāng)錨栓直徑增加到4.6mm時(shí)，單個(gè)連接件對(duì)系統(tǒng)傳熱增加值0.00416W/(m2·K），不滿足小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值0.004W/（m2·K），所以，建議采用直徑4.6mm以下的連接件。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　本文提出了整體化模板的概念，它相對(duì)與傳統(tǒng)模板有特有