浅析应用材料导热系数间接测定墙体的传热系数.docx
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1、浅析应用材料导热系数间接测定墙体的传热系数郭永添(福建省建筑科学研究院,福建省绿色建筑技术重点实验室,福建 福州 350025)摘 要 建筑节能在我国的节能减排中占有相当重要的比例,而建筑外围护结构的节能性能是建筑节能的重要组成部分,直接影响到整个建筑的节能效果。其中建筑外墙是组成外维护结构的重点部分,也是建筑节能检 测中的重点内容。准确地检测外墙传热系数是判定建筑物是否节能的关键指标。在实验室可以检测主墙体的传 热系数,也可以做成实际建筑物一致的热桥,检测热桥部位外墙的传热系数,作为评估建筑物的依据。因此建筑 墙体传热系数是反映建筑节能的一项重要指标,其现场检测技术是评估建筑节能的一项关键性
2、技术,是保证节 能建筑质量的最后关口,是严格执行建筑节能标准的有力保障。关键词 建筑节能;导热系数;热阻;传热系数;换热阻1 概述建筑墙体的传热系数除了按 GB/T 13475- 2008 绝热 稳态传热性质的测定标定和防护热箱法直接检测外,还可 以间接测试,即先通过测出组成材料的导热系数,然后结合 砌体使用过程中的热流特性,根据 GB 50176- 93民用建筑 热工设计规范 中复合结构热阻值的计算公式进行计算,得 到砌体的热阻值,最后算出砌体的传热系数。2 试样选择本文选用的是以聚苯乙烯混凝土节能砌块为基材,内外 各 粉 刷 20mm 厚水泥砂浆的砌体 为 试样,并依 据 GB/T1029
3、4- 2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热 板法 的要求制作聚苯乙烯混凝土的导热系数测定样品,并 按其要求测定导热系数。3 砌块墙体传热系数的计算3.1 聚苯乙烯混凝土导热系数的测定首先按 GB/T 10294- 2008 的要求,将制作好的聚苯乙烯 混凝土样品放入“PDR- 3030B 型导热系数测定仪”测出其导 热系数为 0.21W/(mK),干密度为 1252kg/m3。3.2 计算砌块热阻砌块热阻计算示意图如图 1 所示。该砌块规格尺寸为290mm180mm190mm,砌块的宽度为 180mm,外壁厚15mm,肋厚为 17mm,如图 1 所示。在与传热方向垂直的面 上,将
4、砌块分为 9 个传热单元,每个传热单元的面积直接根 据砌块尺寸计算,单层材料的热阻按 GB 50176- 93 中附 2.1 的公式 R=d/ 计算,多层材料热阻按 GB 50176- 93 中附 2.2的公式 R=R1+R2+Rn 计算,计算过程如下:图 1 聚苯乙烯混凝土节能砌块计算示意图(1)传热面积计算。总面积 A0=0.290.19=0.0551m2 第一单元面积 A1=0.0150.19=0.00285m2 第二单元面积 A2=(0.050- 0.015)0.19=0.00665m2 第三单元面积 A3=0.0170.19=0.00323m2 第四单元面积 A4= (0.156-
5、0.015)20.19=0.013395m2 第五单元面积 A5=A1=0.00285m2 第六单元面积 A6=A4=0.013395m2 第七单元面积 A7=A3=0.00323m2 第八单元面积 A8=A2=0.00665m2第九单元面积 A9=A5=A1=0.00285m2(2)砌块热阻的计算。第一、九单元的热阻相当,其值为 砌块 110mm 厚聚苯乙烯混凝土的热阻和 70mm 厚空气层热 阻的和;第二、八单元的热阻相当,其值为砌块 60 厚聚苯乙 烯混凝土的热阻和 120mm 厚空气层的热阻之和;第三、七单 元的热阻相当,其值为砌块 130 厚聚苯乙烯混凝土的热阻和50mm 厚空气层的
6、热阻之和;第四、六单元的热阻相当,其值 为砌块 60 厚聚苯乙烯混凝土的热阻和 120mm 厚空气层的标准与检测2012 年热阻之和;第五单元的热阻,其值为砌块 110 厚聚苯乙烯混凝土的热阻和 70mm 厚空气层的热阻之和;查建筑节能检 测技术(第二版)附录 D 表 D- 1 得到一般垂直空气间层夏季 状况的热阻 Rg 如表 1。R0=Ri+R+Re=0.11+0.5547+0.04=0.7147砌块的传热计算如下: K=1/R0=1/0.7147=1.40W/(m2 K) 至此,砌块的热阻和传热系数已经通过检测和计算得出了,可以作为本文聚苯乙烯混凝土砌块墙体传热系数的基础 数据使用。(5)
7、砌块砌体的平均热阻计算。砌块在实际使用时需要 砌筑成为砌体,计算砌体的热阻、传热阻、传热系数时要考虑 砌筑砂浆的厚度和导热系数以及抹面砂浆的厚度和导热系 数。在这样的情况下,分步计算:先计算砌体中砌块的面积和 砌筑砂浆灰缝的面积;按公式 R=d/ 计算出砌筑砂浆灰缝 的热阻(本文视砌筑砂浆为均质材料);根据砌体中砌块和砌 筑砂浆所占面积比例,按面积加权的方法计算出砌体主体部 位的平均热阻;测量抹面砂浆的厚度,按公式 R=d/ 计算抹 面砂浆的热阻;在按多层材料复合结构热阻 GB50176- 93 中 附 2.3 计算公式,计算出砌体的最终热阻;将以上得到的砌体最终热阻代入式 R0=Ri+R+R
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- 浅析 应用 材料 导热 系数 间接 测定 墙体 传热系数
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