【硕士】节能空心砌块热工性能分析与优化配置研究

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内容简介

　　【硕士】节能空心砌块热工性能分析与优化配置研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：南京工业大学　　学位年度：2008　　 随着我国建筑能耗的日益增大，建筑节能已成为我国的一项基本国策。其中， 建筑围护结构的节能是建筑节能的重要组成部分。江苏省大部分地区处于夏热冬冷地区，根据国家对建筑节能50%的要求，建筑外墙的传热系数应满足 K 51.5 W/(m2}K)，热惰性指标应满足D大于等于3.0。　　 目前，节能空心砌块以其节约材料、热工性能好等优点日益广泛地应用于建 筑外墙中。然而，空心砌块内部的空气间层，过大或者过小都不能达到较好的热工性能;并且，间层的孔型、排布方式等也是砌块热工性能的重要影响因素。要达到最佳的节能效果，必须合理排布空气间层，对空心砌块内部结构进行优化设计。　　 本文利用理论计算、数值模拟与试验研究相结合的方式，运用正交设计分析方法对节能墙体空心砌块的稳态和非稳态热工性能进行了优化配置研究。通过优化配置及改进措施使砌块达到最佳的节能效果，以满足国家规范对建筑墙体热工性能的要求，为工程运用做出贡献。　　 本文以国家标准和建筑热工学为基础对砌块的热阻、蓄热系数和热惰性指标等进行了计算，并运用反应系数法，对砌块的稳态和非稳态热工性能进行评价。　　 本文的数值模拟以FLUENT软件为计算工具，运用有限体积法对砌块的热工性能进行模拟计算。　　 本文应用热流计法对部分混凝土空心砌块的热阻进行了试验测试，以验证理论计算的准确性。　　 通过本文的研究，得到以下主要结论:　　 (1)左右边缘穿通的砌块，无论是热阻还是热惰性指标均比边缘不穿通的砌块要高。　　 (2)对于内插保温层的砌块，如果在砌块内部以肋结构的形式插放保温层，则用于插放保温层的肋结构会成为热桥，大大降低保温层的保温效果。　　 (3)根据正交设计分析，对混凝土空心砌块提出了热工性能的优化块型;其中，空气间层的高度和排数是影响砌块热阻大小的最重要因素。　　 (4)混凝土空心砌块热工性能的优化块型是:通孔砌块，空气间层为圆角矩形孔、厚度为20mm}30mm，各排孔交错排列，并且保证砌块的最小外壁厚不小于30mm、肋厚不小于25mm。对于厚度为190mm的砌块，应做成3排孔;对于厚度大于240mm的砌块，应做成4排孔。　　 (5)对砌块热工性能的改进措施，可以分别从砌块外部和内部着手。对于砌块外部，可以着眼于往砌体上添加保温材料或用保温砂浆抹灰等方式;对于砌块内部，可以着眼于改进砌块空气间层的排布、向砌块空气间层内填充保温材料以及将砌块的两条边肋用导热系数较小的材料代替等方式。　　

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