城市污泥烧结页岩砖热工参数的数值计算分析

介绍了2种热流方向的KP1型城市污泥烧结页岩多孔砖热工参数的数值计算,分别采用ANSYS有限元模拟计算组合材料平均热阻方法,阐述了该方法基本原理和具体公式,并对模拟计算结果进行了对比分析。结果表明,砖体条面传热途径与顶面传热途径的墙体传热系数K分别为1.317、1.067 W/(m2·K),均符合JGJ 75—2012中小于1.5 W/(m2·K)的规定,满足建筑节能50%的要求。与组合材料平均热阻计算对比,砖体条面导热系数分别为0.394、0.360 W/(m·K),顶面导热系数分别为0.305、0.270W/(m·K),其中顶面导热系数小于条面导热系数,表明顶面传热比条面传热的节能效果优越。     

基于ANSYS的EPS混凝土砌块墙体热工性能研究

为探究ANSYS三维稳态热分析法对EPS混凝土砌块墙体热工性能分析的可行性,取强度等级为MU5、MU15的EPS混凝土砌块为砌筑材料,根据不同用途,设计了3类EPS混凝土砌块墙体,利用ANSYS软件模拟墙体传热,分析其传热过程,将得到的各墙体传热系数与防护热箱法测得的传热系数进行对比,发现软件模拟值与实测值的误差约为5%,表明软件模拟可以取代传统的试验法,为该墙体热工性能的研究提供了一种简单可行的方法。     

EPS墙体外保温技术在节能建筑中的应用

对于采暖建筑物,节能的主要途径是减少建筑物外表面积和加强围护结构保温,以减少传热损失;提高门窗的气密性,以减少空气渗透热损失.衡量围护结构的节能指标是表征结构传热能力的传热系数K值.墙体要节能,就要降低墙体传热系数K值,传统的粘土砖由于K值太大,消耗土地资源,被国家禁止使用.如果仍然采用砖墙体,要达到节能目的,墙体厚度就将增大很多,所以要发展墙体节能就必须走发展新型墙体材料和新型保温材料相结合的复合墙体的道路.     

保温混凝土空心剪力墙热工性能分析

建筑节能和建筑工业化是我国建筑产业的发展趋势,课题组结合我国的发展形势和自身对混凝土的研究,提出一种新型剪力墙结构体系——保温混凝土空心剪力墙结构体系。对保温混凝土空心剪力墙结构体系的热工性能试验和热分析模拟进行介绍及分析。以保温混凝土空心剪力墙为研究对象,采用热流计法,对2片足尺试件进行热工性能试验,并将试验测得的传热系数值与热分析模拟值进行对比分析。试验结果表明:夏热冬冷地区建筑体形系数≤0.4时,保温混凝土空心剪力墙可以满足当地节能设计要求;钢筋作为一种金属材料,使得混凝土墙体的传热系数增大,但是影响不大,传热系数提高5.5%;ANSYS数值仿真模拟墙体传热过程结果与试验结果拟合度高,误差为3.5%左右;如果在墙体空心间层内表面填充保温材料或者粘贴低辐射系数材料,墙体的热工性能将显著提高,完全可以满足夏热冬冷地区节能设计要求。     

免支撑连接件对模壳墙体热工性能影响分析研究

由于模壳墙体存在免支撑连接件热桥影响，依据GB 50176—2016《民用建筑热工设计规范》计算的墙体传热系数与实际测试值相差较大，通过ANSYS Workbench软件稳态传热模拟，分别对不同数量和材质为工程塑料、不锈钢板和镀锌钢板的连接件墙体进行模拟分析，并计算出墙体传热系数。分析表明，不锈钢板的连接件具有较好的热工性能，连接件数量影响系数为1.3～1.6，材质影响系数为1～2，研究结果可为热工设计提供依据。     

砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体传热系数研究

为计算砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体传热系数,分析其热工性能,进行了普通砖墙体、普通砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体、再生砖墙体和再生砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体的传热系数试验.依据普通砖、再生砖及粉煤灰砌块导热的基本机理,结合现有研究成果,给出了这几种材料的导热系数与温度、湿度的关系表达式,并提出了适用于工程设计的传热系数真实值计算方法.通过分析试件传热系数的试验值、理论值及真实值,证明真实值计算方法正确合理;用再生砖替代普通砖应用于砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体同样能达到较好保温效果,这可为再生砖的应用及砖-粉煤灰砌块夹心复合墙体建筑节能细化设计提供依据.     

轻钢龙骨外墙节能设计方案研究

为进一步探讨优化轻钢龙骨复合墙体节能设计的有效途径,扩大其在我国严寒地区应用,采用热电偶测温方法进行腹板开孔、带外保温层腹板开孔两个方案的轻钢龙骨复合墙体传热性能的试验研究,重点考察墙体的传热系数和测点温度。试验结果表明:腹板开孔节能设计方法可以降低轻钢龙骨墙体的热损失,削弱龙骨所在部位的热桥效应,显著提高墙体的保温性能。两种试验方案的墙体传热系数分别为0.315,0.250 W/(m2.K),可以满足我国严寒地区居住建筑围护结构节能50%的传热系数限值要求。选用JG/T182—2005《低层轻型钢结构装配式住宅技术要求》推荐的轻钢龙骨规格,组成标准轻钢龙骨复合墙体,采用ANSYS有限元模拟对比分析4类墙体的平均传热系数、温度场,进行墙体的经济性比较,提出符合我国严寒地区(如哈尔滨市)建筑节能标准的轻钢龙骨复合外墙节能设计方案。     

波纹板防爆墙在爆炸荷载作用下动态力学性能研究

防爆墙是海洋平台中用以分隔生活区和生产区、承受爆炸主要荷载、保护人员和设施安全的重要构件。为了研究防爆墙在爆炸荷载作用下的动态力学性能,本文利用通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对爆炸荷载作用下四边约束波纹板防爆墙的动态响应过程进行了模拟。计算中,采用不同强度的三角形爆炸荷载曲线,分析了材料应变率效应的影响,对比了不同宽度墙体的应力分布、位移时程曲线。结果表明材料的应变率效应不可忽略,有限元计算中应采用考虑应变率效应的材料本构关系;墙体的高宽比对墙体应力分布形式有一定影响,但不同宽度下墙体中心节点位移峰值相差不大。文章最终还得到了波纹板防爆墙在爆炸荷载作用下的整个破坏过程和最终破坏模式。     

墙体对窗户传热特性影响的数值分析

为分析墙体对窗户传热特性的影响,本文采用数值分析与实验研究相结合的方法,分别计算了有无墙体,不同的窗户安装位置、墙体导热系数以及墙体厚度等情况下整窗传热系数。结果表明:在所有工况下,考虑墙体影响后整窗传热系数均增大。窗户的安装位置从墙内侧移到墙外侧时整窗传热系数增加率从2.91%增加到6.21%;随着墙体导热系数的增加整窗传热系数的增加率从4.51%增加到5.56%;墙体厚度对整窗传热系数的影响不大。     

Ansys热分析技术在复合保温砌块孔型布置中的应用

采用Ansys热分析技术原理,较为详细地讨论具有相同孔型布置的砌块和具有相同导热系数的砂浆,因为砂浆敷设方式不同会对墙体传热系数产生影响;同时分析了不同孔型布置方式对砌块传热系数的影响.通过分析认为:只有合理设计砌块的孔型布置,选择正确的砂浆敷设方式,才能够有效地降低砌体的传热系数,提高墙体围护材料的阻热能力.Ansys热分析技术实质上是一种数值计算方法,能够在墙体制品的块体设计阶段,为有效地降低产品的传热系数、提高阻热能力,提供科学、有效的佐证.     

基于Ansys的复合砌块孔型布置热分析研究

文中籍Ansys热分析技术原理,较为详细地讨论了具有相同孔型布置的砌砌块和具有相同导热系数的砂浆,因为砂浆敷设方式的不同对墙体传热系数的影响,同时也分析了不同孔型布置方式对砌块本体传热系数的作用。通过研究,认为只有合理设计砌块的孔型布置,选择正确的砌块间砂浆敷设方式,才能够有效地降低墙体围护材料的传热系数,提高墙体围护材料的阻热能力。Ansys热分析技术实质上是一种数值计算方法,可广泛地应用于空心砌块以及多孔烧结制品材料,能够在墙体制品(含烧结制品)材料的体型设计阶段,为有效地降低制品的传热系数、提高阻热能力提供科学、有效的佐证。     

腹板开孔轻钢龙骨墙体的传热性能

以腹板开孔轻钢龙骨复合墙体为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立了开孔轻钢龙骨墙体传热性能的有限元分析模型。对比分析了相同条件下开孔轻钢龙骨墙体与不开孔轻钢龙骨墙体的传热系数,在此基础上对孔洞排数、孔洞几何尺寸进行了参数分析,得到孔洞排数与孔洞长度是影响腹板开孔轻钢龙骨墙体传热性能主要参数的结论,上述研究可为轻钢龙骨墙体在我国寒冷地区的应用提供设计参考。     

污泥烧结页岩多孔砖墙体热工性能研究

为了研究污泥烧结页岩多孔砖墙体热工性能以及不同孔型的砖体和不同墙体构造的砖墙传热系数差异。通过热线法测定污泥烧结页岩砖导热系数以及通过防护热箱法对6面污泥烧结页岩多孔砖墙体进行传热系数检测。分析结果表明,矩形孔砖墙体热工性能比圆形孔砖墙体热工性能好,两面抹灰的墙体比素砖墙体热工性能好,一面抹灰,另外一面贴聚苯乙烯塑料板的墙体比两面抹灰的墙体热工性能好,保温层导热系数越小,对整个墙体的保温贡献越大。通过试验数据可以得出矩形孔污泥烧结页岩砖传热系数小,保温性能好,建议推广使用。     

CKBZ承重墙聚苯暖砖墙体轴心受压有限元分析

本文通过有限元软件分析CKBZ承重墙聚苯暖砖不同尺寸墙体以及不同混凝土强度等级作用下受轴向压力荷载作用下的承载力及裂缝开展情况。通过ANSYS分析结果得知此墙体应力-应变曲线与试验值拟合较好,且墙体轴心受压承载力随墙体高宽比的减小而减小,随混凝土强度等级的增加而增加。     

检测位置对麦夸尔特法墙体传热系数辨识精度的影响

墙体传热系数检测位置对墙体传热系数检测结果影响很大,选择合适的检测位置以减小墙体传热系数现场检测的误差。首先介绍墙体传热过程的建立,基于有限元分析软件ANSYS模拟外墙角墙体和带窗墙体的温度场与热流场,再根据麦夸尔特法辨识理论,通过Matlab软件编制程序,辨识得出墙体的传热系数,并研究测试位置对外墙角墙体和带窗墙体传热系数辨识精度的影响,得出外墙角墙体和带窗墙体边缘影响的范围以供参考。     

冷弯薄壁型钢-竹胶板组合墙体传热性能试验研究

以冷弯薄壁C型钢与其两侧竹板条为组合龙骨,龙骨上下顶面与竹胶板采用胶黏剂复合,并通过内填和外贴保温隔热材料形成节能环保型钢-竹组合墙体。以墙体夹芯层填充材料种类、有无设置外保温系统及试件厚度为基本参数,对13个组合墙体试件进行传热性能试验研究,观察墙体龙骨处热桥效应和试件表面的温度变化,分析填充材料、试件厚度、挤塑聚苯板外保温系统等因素对墙体保温性能的影响,并在此基础上进行组合墙体传热性能试验值和理论值的比较分析。结果表明,内填保温玻璃棉和聚氨酯发泡的钢-竹组合墙体均具有良好的保温效果,其传热系数为0.145~0.387 W/(m~2·℃),聚氨酯型墙体保温性能优于玻璃棉型墙体,挤塑聚苯板外保温系统可降低组合墙体的热量损失,从而削弱组合龙骨所在部位的热桥效应,其影响随着保温效果的提高逐渐减弱。利用防护热板法测量墙体主要材料的导热系数,据此计算墙体传热系数,其计算结果与实测结果吻合良好,平均误差约为5%,说明可通过理论分析获得较可靠的钢-竹组合墙体传热性能评价结果。     

混凝土复合自保温砌块热工性能研究与优化设计

针对寒冷地区住宅建筑墙体保温的需求,设计了7种混凝土复合自保温砌块方案,采用有限元分析软件ANSYS对砌块传热过程进行数值分析,对比相同孔洞率条件下不同孔型分布方案对自保温砌块热阻的影响; 根据影响规律对砌块热工性能进行优化研究,提出了交错排列三排孔、采用填充保温材料的孔洞隔断砌块边壁热流、孔洞外厚内窄的砌块优化设计方案。结果表明:孔洞排数的增加使得砌块导热热阻增大,孔洞列数的增加使得砌块导热热阻降低; 交错排列的孔洞可以较好地提高砌块的导热热阻; 外侧孔洞与内侧孔洞的厚度比例宜选择1.6～2.0; 优化后自保温砌块的导热热阻达到2.37 m²·K·W^-1,当量导热系数为0.118 W·m^-1·K^-1,抗压强度为8.7 MPa,满足自保温砌块用于外墙自承重墙体的设计要求; 采用该砌块砌筑的自保温墙体的传热系数为0.428 W·m^-2·K^-1,满足寒冷地区住宅建筑节能75%的设计标准,比采用相同材料和墙体厚度的外保温墙体的传热系数降低23%。     

再生砖墙体抗震性能试验研究

为了研究再生砖墙体的抗震性能,对两片再生砖墙体(砂浆强度不同),一片烧结普通砖墙体和一片蒸压灰砂普通砖墙体进行了低周往复加载试验,研究了四片墙体的破坏形态、承载能力、延性以及耗能能力。对比分析表明:再生砖墙体的各项抗震性能指标与烧结普通砖相近,具有较高的承载能力、良好的耗能能力和延性,并且优于蒸压普通灰砂砖;提高再生砖墙体的砂浆强度,可以有效地改善再生砖墙体的各项抗震性能指标;按现行烧结普通砖抗震抗剪承载力计算再生砖墙体的抗剪承载力是可行的。     

原竹龙骨组合结构喷涂式环保墙体热工性能研究

本文针对我国严寒和寒冷地区村镇住宅的居住特点和需求,研发出一种新型的绿色节能环保墙体,即原竹龙骨组合结构喷涂式环保墙体,并通过理论分析和试验测试研究了该墙体的传热特性。基于传热学原理,利用原竹结构、保温材料、石膏基灰浆混合料、钢丝网、抗裂砂浆等作为组成材料,设计制作出了6种不同保温材料与厚度的环保墙体试件。利用实验室热箱法测定了上述墙体的传热系数,与我国严寒和寒冷地区现行的建筑节能标准展开比对,获得了该墙体内置的最佳保温材料的厚度。并对比该环保墙体传热系数的理论设计值,分析该墙体热工性能的影响因素,提出了改善措施,为原竹龙骨组合结构喷涂式环保墙体的设计施工提供指导。     

墙骨柱对轻型木结构墙体保温性能的影响

墙骨柱是轻型木结构墙体中的热桥部位,影响墙体整体保温性能。采用热箱-热流计法测试墙体不同部位的热流密度与温度分布,并用PTemp软件计算墙骨柱热桥线传热系数,研究墙骨柱对墙体单元平均传热系数的影响。结果表明:墙骨柱导热系数≤0.11 W/(m·K)时,线传热系数Ψ=0,墙骨柱对墙体中热桥影响范围较小;墙骨柱导热系数>0.11 W/(m·K)时,线传热系数Ψ=0.01 W/(m·K),需要考虑墙骨柱处二维传热热损失;采用外保温能够有效降低墙骨柱的热桥影响,提高墙体的整体热工性能。