连接件及拼接形式对预制夹芯保温墙体热工性能的影响研究

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随着建筑工业化进程的加快,采用预制夹芯保温墙体的装配式建筑正在大量推广。然而,夹芯保温墙体在生产过程中使用的大量连接件以及在拼接过程中产生的拼接缝隙易产生热桥效应,会对墙体的热工性能造成影响,进而造成墙体传热量计算出现偏差。目前,针对夹芯保温墙体的研究大多集中在连接件的抗剪性能、墙体自身的热工性能和拼接缝部位的防水性能等。因此,研究连接件和拼接缝产生的热桥效应,获得连接件和拼接缝对夹芯保温墙体热工性能的影响关系,并对其传热系数进行修正,是准确计算墙体传热量的关键。针对上述问题,本文对带有不同类型连接件和不同拼接形式的夹芯保温墙为研究对象,利用COMSOL Mutiphysics软件对墙体进行传热数值计算,研究了连接件和拼接缝产生的热桥效应对墙体的影响,进而对墙体传热系数进行了修正,得到以下结论:不同类型连接件对预制夹芯保温墙体传热系数的影响:(1)采用FRP连接件的夹芯保温墙体不用考虑热桥效应,采用桁架式连接件、板型和针型连接件的墙体传热系数修正率分别约为4%、3%~16%。水平缝对预制夹芯保温墙体热工性能的影响:(1)与楼板拼接的预制夹芯保温墙体产生的缝隙采用无填充、填充聚氨酯和岩棉时,热桥效应对墙体传热系数的影响可以忽略不记,当填充水泥砂浆时,热桥效应引起的墙体传热系数修正率约为10%。(2)与阳台板拼接的预制夹芯保温墙体产生的缝隙无论填充何种材料,热桥效应引起的墙体传热系数修正率约为35%~90%。墙体在严寒A区会有结露风险,需对其进行保温处理,其余地区墙体不会结露。(3)拼缝部位推荐首选填充聚氨酯、然后是无填充和岩棉、最后是水泥砂浆。垂直缝对预制夹芯保温墙体热工性能的影响:(1)对于一字型结构预制夹芯保温墙体,对拼接缝进行无填充、填充聚氨酯和岩棉时,不用考虑其热桥效应。当拼接缝填充混凝土时,热桥效应引起的墙体传热系数修正率约为17%~37%。(2)对于T型结构预制夹芯保温墙体,对拼接缝进行无填充、填充聚氨酯和岩棉时,热桥效应对墙体传热系数的影响可以忽略不记,当填充混凝土时,热桥效应引起的墙体传热系数修正率约为24%~49%。(3)对于L型预制夹芯保温墙体,保温层材料分别为XPS、EPS、PU时,热桥效应引起的墙体传热系数修正率约为9%。(4)为防止墙体产生结露的现象,推荐拼接缝部位首选聚氨酯,然后是无填充和岩棉,不能直接填充混凝土。通过上述理论分析和数值计算,获得了连接件及拼接形式对夹芯保温墙体热工性能的影响,并对夹芯保温墙体传热系数进行修正,为实际工程应用提供参考。
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