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。     

轻钢龙骨复合墙体三维导热有限元分析

本文利用有限元软件ANSYS对C型轻钢龙骨复合墙体进行了三维导热数值模拟，着重进行了腹板开孔轻钢龙骨复合墙体的导热计算，根据模拟得到的墙体热流量场、温度场，分析了开孔排数、开孔的长度、宽度、孔的横向间距和纵向间距以及龙骨翼缘宽度对墙体导热性能的影响情况和热桥问题。模拟分析结果表明：基于腹板开孔的轻钢龙骨复合墙体能有效降低热桥效应，合理选取开孔参数，即可使其平均传热系数很好地满足寒冷地区的节能使用要求，使其在我国寒冷地区作为住宅外墙推广应用成为可能。     

轻钢龙骨复合墙体节能设计方法与研究进展

轻钢龙骨结构体系作为一种节能、环保、施工效率高的结构形式,近年来在住宅建筑中运用日益广泛。但由于钢材的高导热性,钢龙骨处极易形成热桥,导致墙体内表面温度低,容易结露。在严寒地区应用这种结构墙体,热桥现象更为突出,同时还会对人体造成较强的冷辐射,使人体感觉不舒适。因此,深入研究轻钢龙骨复合墙体的节能设计方法,对于在严寒地区推广应用这种结构体系具有重要意义。详细介绍轻钢龙骨复合墙体的两种常用节能设计方法（外保温法和轻钢龙骨腹板开孔法）和两类外墙传热性能的分析方法（数值方法和物理试验研究法）,最后介绍轻钢龙骨复合墙体传热性能的研究进展。     

新型腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体传热参数数值分析

以腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,通过ANSYS数值模拟分析龙骨高度、厚度、闭合区高度比对传热及热桥效应的影响。对HF2轻钢龙骨复合墙体承载力、保温性、耐久性进行简述。同时,对影响墙体传热性能的三个孔洞参数进行分析,包括:孔的长度、孔的宽度、腹板开孔排数。研究结果表明:腹板开孔能够有效地减少HF2轻钢龙骨复合墙体热量损失,降低热桥效应;龙骨高度增大,厚度减小,闭合区高度比减小均能使墙体传热系数减小,以满足保温要求。孔洞长度、开孔排数对墙体传热性能有较大影响,孔洞宽度几乎无影响。     

HF2轻钢龙骨复合墙体传热分析

以腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,进行传热性能分析,通过对比腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体的温度场、热流密度场及龙骨影响范围等,来研究腹板开孔对该墙体传热性能的影响,同时,对截面参数:龙骨高度、龙骨厚度、龙骨截面参数进行传热分析。研究表明,腹板开孔能有效降低热量损失;龙骨高度越大,龙骨厚度越小,利于提高墙体保温隔热性能;龙骨截面宽度不宜过大或过小。     

轻钢龙骨墙体经济性研究

采用黑龙江省相关定额作为计价依据,进行了轻钢龙骨复合墙体价格组成分析。为使轻钢龙骨复合墙体满足哈尔滨地区建筑外墙节能标准,依据保温性能相近原则,进行了轻钢龙骨墙体与8种常用墙体的造价、自重和占用空间对比分析。分析表明,轻钢龙骨复合墙体的价格在100～180元/m2之间,其中材料价格组成中岩棉所占比重最大,占总价格的40%～50%;龙骨腹板开孔后墙体材料价格升高0.4%～0.5%,加20mm厚苯板外保温后墙体材料价格升高13%～20%。对比分析表明,轻钢龙骨墙体具有保温性能优越、价格适中、墙体厚度小等特点,综合效益突出,具有在哈尔滨地区推广使用的前景。     

新型腹板开孔HF1龙骨复合墙体传热传湿研究

在腹板开孔C型轻钢龙骨的研究基础上,利用有限元软件,模拟分析了新型腹板开孔HF1龙骨开孔参数对复合墙体传热传湿的影响,指出腹板开孔轻型钢龙骨复合墙体可大大改善墙体的传热性能,减小热量损失,控制热桥影响。     

腹板开孔轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对腹板开孔的轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能进行了分析。将有限元分析结果与有限条分析软件CUFSM的分析结果及试验结果进行对比分析,验证了ABAQUS在分析腹板开孔轻钢龙骨抗弯性能时的可靠性。在此基础上,考虑腹板开孔排数、钢板厚度、腹板高度等参数的影响,研究了轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能及龙骨的破坏模式,并确定影响墙体抗弯性能的主要因素。根据分析结果,建议龙骨腹板通长开孔,以方便实现工业化批量生产。     

均布荷载作用下腹板开孔轻钢龙骨墙体受弯性能试验研究

为研究腹板开孔轻钢龙骨墙体中覆面板材对墙体受弯承载力的贡献,考虑龙骨腹板高度、自攻螺钉间距等参数的影响,对5片腹板开孔的轻钢龙骨墙体标准单元在均布荷载作用下的受弯性能进行了试验研究,分析试件的承载力、破坏模式、挠度、应变和剪力滞效应等。基于试验结果,建立了可考虑剪力滞效应的腹板开孔轻钢龙骨墙体标准单元有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行对比,验证了模型的可靠性。基于有限元模型,研究了石膏板厚度、龙骨间距和腹板高度对石膏板有效宽度的影响。试验结果表明：开设细长孔洞对龙骨腹板削弱较大,会引起剪力滞效应,并导致墙体在均布荷载作用下在支座附近发生腹板的剪切屈曲;对于厚度为100～200 mm的墙体,竖龙骨与石膏板间的自攻螺钉间距取300 mm即可保证石膏板与龙骨共同工作;在开孔比率相同的前提下,随着腹板高度的增加,墙体抗弯刚度及受弯承载力均有显著提高。所建立的腹板开孔轻钢龙骨墙体标准单元实体有限元模型能够合理考虑剪力滞效应,与试验结果吻合良好,试件初始刚度和承载力预测值与试验结果最大相差分别不超过6%和4%。有限元参数分析结果表明石膏板有效宽度主要受龙骨腹板高度影响。     

轻钢龙骨保温复合墙体传热系数的数值计算与分析

墙体传热系数是判断墙体材料保温性能的重要参数。本文以钢结构住宅用轻钢龙骨复合墙体体系为例,比较了二维数值计算方法与一维理论分析的差异,并通过大型墙体实验室测试进行验证。研究成果表明:轻钢龙骨保温复合墙体内的龙骨具有较高的导热系数,会引起整体传热系数的增加,在传统理论分析手算时,如果忽略其热桥效应,则会高估了材料整体保温性能。     

高效保温砌块砌体热工性能试验研究

某高效保温砌块是一种同时具有承重和保温功能的新型建筑材料.分别利用热流计法和热箱法对某高效保温砌块墙体的传热系数进行测试,并对试验的结果进行分析,根据相应国家规范得出该保温砌块砌筑的墙体满足严寒地区节能50%要求.     

新型预制复合墙板农居结构热工性能试验研究

为研究四川大学预制住宅课题组提出的新型预制复合墙板住宅体系下的农村住宅围护结构的保温隔热性能,通过模型试验方法对新型预制复合墙板农居结构的热工性能进行了测试分析研究;并将其传热系数的试验结果与理论计算值进行了对比分析。研究结果表明:采用200 mm厚的新型预制复合墙板能够使农村住宅满足夏热冬冷地区农村居住建筑的节能标准和要求;增加混凝土层或保温层厚度可进一步提高热惰性指标和降低传热系数,从而使新型预制复合墙板达到更好的保温隔热效果。     

高效保温砌块砌体热工性能试验研究

某高效保温砌块是一种同时具有承重和保温功能的新型建筑材料,本文分别利用热流计法和热箱法对某高效保温砌块墙体的传热系数进行测试,并对试验的结果进行分析,根据相应国家规范得出该保温砌块砌筑的墙体满足严寒地区节能50％要求。     

外观设计对复合保温砌块热工性能的影响研究

对原始复合保温砌块的块型设计、热工性能进行探讨,采取延长传热路径和增加有机保温材料体积思路,对原始复合保温砌块进行改良,同时,研制出先进的成型流水线和生产工艺,采用QXFY型保温砌块成型设备,做到一次复合成型,且块型、规格配套齐全。分别采用节能计算软件和实体检测手段对自保温系统进行计算和检测,结果表明软件计算结果与实体检测结果符合度较好,改良复合保温砌块及其砌体的热工性能优于原始复合保温砌块及其砌体的热工性能。用改良复合保温砌块砌筑的外墙体比用原始复合保温砌块砌筑的外墙体按每平方米墙面展开面积计算大约节约35元。     

复合保温浆料外墙外保温设计厚度的计算

针对外墙外保温工程中较为广泛使用的复合保温浆料,按照相关建筑节能设计标准的要求,以外墙平均传热系数为指标,阐述了保温层设计厚度的计算过程,可为复合保温浆料的工程设计和应用提供有价值的参考。     

MF保温免拆模板-混凝土复合墙体的隔热性能研究

以矿渣棉为原料制成的MF(矿棉)保温免拆模板,兼顾免拆模板与保温板的特点,节省施工、人力成本,具有较好的保温隔热性能。针对MF保温免拆模板-混凝土复合墙体及其他几种常用的保温墙体,分别计算墙体的传热系数、热惰性指标等热工性能指标,并结合GB 50176—2016《民用建筑热工设计规范》对几种墙体进行热工性能对比;利用Fluent16.0,对7种墙体进行常温下的二维瞬态传热分析,观察内墙表面温度变化,通过对墙体衰减倍数、延迟时间的对比来对MF保温免拆模板墙体的保温隔热性能作进一步的评价。模拟结果表明:MF保温免拆模板复合墙体的衰减倍数、延迟时间均大于其余6种墙体,具有优异的隔热性能。     

Thermal Performance of Composite Panels Under Fire Conditions Using Numerical Studies: Plasterboards, Rockwool, Glass Fibre and Cellulose Insulations

In recent times, light gauge steel frame (LSF) wall systems are increasingly used in the building industry. They are usually made of cold-formed and thin-walled steel studs that are fire-protected by two layers of plasterboard on both sides. A composite LSF wall panel system was developed recently, where an insulation layer was used externally between the two plasterboards to improve the fire performance of LSF wall panels. In this research, finite element thermal models of the new composite panels were developed using a finite element program, SAFIR, to simulate their thermal performance under both standard and Eurocode design fire curves. Suitable apparent thermal properties of both the gypsum plasterboard and insulation materials were proposed and used in the numerical models. The developed models were then validated by comparing their results with available standard fire test results of composite panels. This paper presents the details of the finite element models of composite panels, the thermal analysis results in the form of time–temperature profiles under standard and Eurocode design fire curves and their comparisons with fire test results. Effects of using rockwool, glass fibre and cellulose fibre insulations with varying thickness and density were also investigated, and the results are presented in this paper. The results show that the use of composite panels in LSF wall systems will improve their fire rating, and that Eurocode design fires are likely to cause severe damage to LSF walls than standard fires.