轻型木结构墙体保温性能研究

发布时间：2017-08-15 11:34

  本文关键词：轻型木结构墙体保温性能研究

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【摘要】：轻型木结构建筑以其绿色环保、节能、抗震、防火安全、耐久舒适等优点,近年来在我国迅速发展起来。墙体保温性能的优劣直接影响着轻型木结构建筑的节能效果。本文采用控温箱-热流计法对8面不同构造的轻型木结构墙体的保温性能进行了测试,分析了墙骨柱规格及间距、墙骨柱排列方式、玻璃纤维棉填充厚度及外保温等对轻型木结构墙体保温性能的影响,并判定了墙体的热工级别及适用地区。同时采用理论计算与ANSYS模拟进行对比研究,论文主要研究结果如下：(1)玻璃纤维棉的填充量对墙骨柱区域的传热性能产生影响,对于相邻较近的墙骨柱之间的空腔,填充大量的玻璃纤维棉可提高墙体的保温性能。采用交错墙骨柱或增大墙骨柱间距均可提高墙体的保温性能,特别是采用了更大规格的墙骨柱或双排墙骨柱构造的墙体的保温性能更加优异。墙骨柱为38mm×89mm、38mm×140mm的墙体采用外保温材料后传热系数分别降低26.6%、19.9%。因此,可采用外墙外保温方式提高墙体的保温性能。(2)本研究测试的8面轻型木结构墙体平均传热系数在0.176W/(m2·K)至0.376W/(m2·K)之间,属于热工级别It级,满足我国严寒地区对轻型木结构建筑外墙保温性能的要求,均可应用于我国严寒地区。除2号墙体外,其他墙体均能满足北京地区节能75%的标准要求；除2、3号墙体外,其他墙体均能满足严寒地区(B区)居住建筑节能65%的标准要求,其中5、6、8号墙体能够满足严寒地区(A区)节能65%的标准要求。(3)理论计算值、ANSYS模拟值均与实测值相对误差在10%左右,显示出良好的一致性。因此,可采用理论公式计算轻型木结构墙体的传热系数,采用ANSYS模拟分析轻型木结构墙体的保温性能,为墙体保温设计提供指导。
【关键词】：轻型木结构墙体 保温性能 传热系数 理论计算 ANSYS
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU111.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 建筑节能与木结构建筑8-9
• 1.2 轻型木结构建筑9-10
• 1.3 轻型木结构墙体10-11
• 1.4 国内外研究现状11-15
• 1.4.1 国外研究现状11-12
• 1.4.2 国内研究现状12-15
• 1.5 研究目的与内容15-18
• 1.5.1 研究目的15
• 1.5.2 研究内容15-16
• 1.5.3 研究创新点16-18
• 2 墙体传热过程及其制备18-26
• 2.1 传热学基本原理18-19
• 2.2 轻型木结构墙体传热过程19-20
• 2.3 试验材料及墙体设计、制备20-23
• 2.3.1 试验材料20
• 2.3.2 墙体设计20-22
• 2.3.3 墙体制备22-23
• 2.4 本章小结23-26
• 3 轻型木结构墙体保温性能测试及理论计算26-44
• 3.1 试验设备26-29
• 3.1.1 仪器主要技术性能及指标27
• 3.1.2 墙体保温试验装置及工作原理27-28
• 3.1.3 热流计式导热仪及其检测原理28-29
• 3.2 测试方法与原理29-31
• 3.2.1 热箱法及其检测原理29-30
• 3.2.2 热流计法及其检测原理30-31
• 3.3 试验过程31-32
• 3.4 试验结果与分析32-42
• 3.4.1 导热系数测量结果32-33
• 3.4.2 墙体保温测量结果与分析33-41
• 3.4.2.1 玻璃纤维棉的填充对墙体保温性能的影响37-38
• 3.4.2.2 热桥效应对墙体保温性能的影响38-39
• 3.4.2.3 不同墙骨柱规格对墙体保温性能的影响39
• 3.4.2.4 不同墙骨柱排列对墙体保温性能的影响39-40
• 3.4.2.5 外保温材料对墙体保温性能的影响40
• 3.4.2.6 墙体热工级别判定及适应地区40-41
• 3.4.3 轻型木结构墙体传热系数理论计算41-42
• 3.5 小结42-44
• 4 轻型木结构墙体保温性能有限元模拟44-52
• 4.1 ANSYS热分析44-45
• 4.2 有限元模型的构建45-47
• 4.3 模拟结果与分析47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 结论与展望52-54
• 5.1 结论52-53
• 5.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 附录57-64
• 个人简介64-65
• 导师简介65-67
• 获得成果目录67-68
• 致谢68

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本文编号：677947