【碩士】墻材含水率對墻體熱工性能的影響研究

內容簡介

　　【學位年度】2010　　【摘要】　　在目前的能源和建筑節(jié)能形勢下，夏熱冬冷地區(qū)的圍護結構保溫隔熱體系的開發(fā)和研究具有重要意義。大部分自保溫墻材屬于含濕非飽和多孔介質的范疇，對于其有效導熱系數(shù)與含水率之間的變化關系，相關規(guī)范的認識不夠。與此同時，現(xiàn)有的研究主要針對絕干狀態(tài)和濕飽和的情況，而含濕非飽和多孔介質的導熱系數(shù)尚缺少公認的實驗數(shù)據(jù)和預測模型，針對非飽和多孔建筑材料的導熱系數(shù)的研究更少。　　　　本文以陶粒增強加氣砌塊、保溫砂漿、普通砂漿為例，開展了對自保溫墻體材料的有效導熱系數(shù)與含水率關系的理論和試驗研究，進而研究了墻體材料的含水率對墻體傳熱系數(shù)的影響。還開展了灰縫熱耗問題的初步試驗研究。　　　　本文將平行傳導模型、串聯(lián)模型、WM模型擴展到三相狀態(tài)，推導出了含濕非飽和多孔介質有效導熱系數(shù)理論計算式，從宏觀層面將材料含濕狀態(tài)的有效導熱系數(shù)與絕干狀態(tài)的導熱系數(shù)聯(lián)系起來，使之更貼近工程實際。同時將三種材料在不同含水率狀態(tài)下的的有效導熱系數(shù)實測值與三種模型的理論計算值曲線進行了比較，分析了各自的變化趨勢和適合的預測模型；首次擬合出了陶粒增強加氣砌塊、保溫砂漿和普通砂漿的有效導熱系數(shù)的精確計算式；還討論了水分存在對試驗數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、試驗平衡時間和導熱板的含水率取值的影響?！　　　?本文在墻體傳熱系數(shù)理論值的計算中嘗試采用材料實際含濕狀態(tài)下的導熱系數(shù)取代規(guī)范中給出材料導熱系數(shù)一般值，以改進現(xiàn)行規(guī)范在傳熱系數(shù)計算時忽略材料含水率影響這一缺陷；同時設想通過實時掌握材料的含水率變化，來推算墻體的傳熱系數(shù)，對墻體熱工性能的檢測評估有較為現(xiàn)實的意義。　　　　墻體的傳熱系數(shù)測試結果發(fā)現(xiàn)，陶粒增強加氣砌塊墻體傳熱系數(shù)的實測值較理論值偏大，確定了理論計算值的修正系數(shù)平均約為1.493。墻體材料的含水率越高，其傳熱系數(shù)測試值越高。在試驗測試的含水率范圍內(小于20％)，當墻體材料的平均含水率每升高1％，1＃墻體(保溫砂漿砌筑，灰縫厚度10mm)、2＃墻體(保溫砂漿砌筑，灰縫厚度5mm)、3＃墻體(普通砂漿砌筑，灰縫厚度10mm)、4＃墻體(普通砂漿砌筑，灰縫厚度5mm)的傳熱系數(shù)在原含水率對應值的基礎上增大4.21％，3.35％，2.67％，2.56％。灰縫厚度愈大，傳熱系數(shù)的增長幅度愈大。1＃墻體、2＃墻體、3＃墻體、4＃墻體的灰縫影響系數(shù)分別為1.960，1.896，1.884，1.592?！　　　?本文的研究表明，墻體材料的含水率是墻體傳熱系數(shù)的決定因素之一，隨著含水率的增加，墻體的傳熱系數(shù)不斷增大，傳熱系數(shù)的設計計算應考慮含水率的影響。同時傳熱系數(shù)的檢測評估也相當有可能通過材料含水率這道“橋梁”實現(xiàn)。　　　　在自保溫體系的工程實踐中，開發(fā)和研制吸濕率較低的新型自保溫墻體材料，或注意材料的防潮，控制墻體材料的含水率，可以降低因濕分存在導致的墻體熱耗。在推廣自保溫墻材的過程中，使用配套保溫砂漿，合理控制和選用灰縫厚度，有助于防止灰縫熱橋引起的熱耗。　　共74頁

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