基于热工和力学性能烧结保温砌块块型优化研究

发布时间：2020-02-01 17:24

【摘要】：能源是我们人类生存的必要条件，随着人口数量几何式增长，能源问题越来越严峻，因此人们对节能环保的呼声越来越高。在社会能源消耗中，建筑耗能所占比重为35%~45%，而建筑物的能量主要是通过墙体四散和损耗的；因此大力发展新型节能建筑墙材十分必要。烧结保温砌块是一种性能十分优异的新型节能环保建筑墙体材料，本文对烧结保温砌块的热工和力学性能影响因素进行了分析和研究，并对砌块块型进行优化分析。烧结保温砌块不仅有着优良的热工性能，而且耐久、保湿性能好，生产原料分布广泛、成本低，具有广阔的应用前景；在欧美国家已经得到广泛的应用和大力的发展。但是我国对烧结保温砌块研究的比较少，缺乏相关推广应用规范；而且目前块型设计不合理，缺少力学和热工性能的综合优化分析，阻碍其推广和发展。因此针对上述问题，本文作以下分析： 1）对烧结保温砌块的热工性能影响因素进行分析和研究；分析不同的孔型，孔的长宽比，孔厚度，孔洞率，灰缝厚度，砌块尺寸对烧结保温砌块导热系数的影响。 2）利用有限元计算软件对烧结保温砌块的力学性能进行分析，研究其力学性能的影响因素。分析砌块破坏的现象和薄弱点，并分析不同的横竖肋厚度，孔洞四角的圆弧尺寸对砌块的力学性能的影响。 3）根据研究结果，在满足基本力学的要求下，根据常用砌块块体尺寸240mm×240mm×190mm，设计出43种用于填充墙的烧结保温砌块，并认为它们是非劣解集，对这43种模型优化分析，求出力学、热工性能和容重综合最佳的块型。
【图文】：

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10图 2.1 平均热阻计算示意图2.1.2 烧结保温砌块砌体热工性能指标计算方法由于烧结保温砌块砌体中，砂浆是砌体中热流的主要通道，对砌体的传热阻影响不能忽略；因此我们假设计算的砌体模型中，每块砌块的尺寸和块型以及每层灰缝的厚度都是相同的。由于砌块的左右和上下两侧的灰缝是对称的且没有热流交换，故可以假定对称面为绝热边界条件。烧结保温砌块裸墙(无内外粉刷)可以看做由多层砌块和多层水平灰缝组成．而每皮砌块内又可以看做是多块砌块和多条竖向灰缝组成。因此本文选取一块砌块及其四周各一半的砂浆作为计算砌体传热阻的基本模型[29]。根据公式 2.4 可知，砌体的传热阻计算公式如下：011 20.1 0.2 0. 0.2( )2Si en Sn SF FR R RF FF FR R R R （2.5）以上计算得到的砌体平均热阻只考虑到了砌块左右两侧的灰缝，还要将砌块上下的灰缝的传热面积加进去，才能得到砌体的热阻；公式如下：计算示意图如图 21 0.22Sh R c RRh c （2.6）式中： R—砌体平均热阻（m2·K/W）；0.SR — 砂浆热阻（m2·K/W）；0F —与传热方向垂直的?

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2c — 砂浆的厚度（mm）；b — 砌块截面的高度（mm）；h — 砌块的高度（mm）；1 2, ,nF F F—按平行于热流方向划分的各个传热面积（m2）；0.1 0.2 0., ,nR R R—各个传热部位的热阻（m2·K/W）； —组合材料的修正系数。2 31 （2.8）式中：1 —组合壁中较大的导热系数值[W/(m·K)]；2 —组合壁中较小的导热系数值[W/(m·K)]。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU522.3

【参考文献】