钢-竹组合墙体传热性能有限元分析

钢-竹组合墙体是由薄壁型钢与其左右两侧竹板条组成龙骨区域,并在其上、下顶面利用环氧树脂胶粘贴竹胶板所组成的一种节能环保型组合墙体。为探究该类墙体节能设计的有效途径,以墙体型钢高度、夹芯层填充保温材料类型和外保温系统设置情况为参数建立16种钢-竹组合墙体有限元模型,并对其中5种较为典型的墙体进行试验来验证模型的可靠性,根据各组模型模拟结果,分析其参数对组合墙体传热性能的影响。研究结果表明:有限元模拟分析结果与试验结果吻合度高,平均误差约4%,说明该模型较为可靠。钢-竹组合墙体传热系数为0.127~0.372 W/(m2·℃),低于GB 50176—1993《民用建筑热工设计规范》对于我国严寒地区的最高要求,具有优良的保温性能;聚氨酯型组合墙体的保温性能优于玻璃棉型组合墙体,增加型钢高度可提高墙体整体保温性能,挤塑聚苯板外保温系统可明显削弱组合龙骨区的热桥效应,降低组合墙体的热量损失。在实际应用中,出于经济考虑可以把夹芯层保温材料填充物减半或者控制试件厚度,以适应不同地区的节能要求。