混凝土夹芯复合墙板热工性能实验研究.pdf

钎 癯 建巍 中 国 科 技 核 心 期 刊 混凝土夹蔺复合墙褫热工性链实验研夯 蒋金梁 ， 千钢 ， 陈志刚 2王施妹 3 ( 1 浙江大学 建筑设计研究院， 浙江 杭州3 1 0 0 2 8 ； 2 浙江大学建筑技术研究所， 浙江 杭州3 1 0 0 5 8 ； 3 杭州希尔特节能保温材料有限公司， 浙江 杭州3 l l 1 0 8 ) 摘要 ： 混凝土夹芯复合墙板是一种自保温复合墙板， 选取 6 组墙板进行热工实验， 实验结果表明： 墙板的传热系数随斜向钢筋 含 量和保温层厚度 的变化规律与理论分析 结果相似 ， 能满足节能设计标准 。另外 ， 穿过保温层 的斜 向钢筋具有 明显 的“ 热桥 微 应， 但其效应相比理论分析要小。研究成果与实际工程联系紧密， 具有很强的实用价值。 关键词 ： 混凝土夹芯复合墙板； 斜向钢筋； 传热系数 中图分类号： T U 5 2 8 7 2 文献标 识码 ： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 3 ) 1 0 0 0 0 1 0 4 Ex p e r i me n t O i l t h e h e a t e n g i n e e r i n g c h a r a c t e r i s t i c s f o r r e i n f o r c e - c o n c r e t e wl - p a n e l J I ANC J i n l i a n g a ， C AN G ， C HE N g h i g o s， WANG S h i me i 。 ( 1 A r c h i t e c t u r a l De s i g n Re s e a r c h I n s t i t u t e ， Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ， H a n g z h o u 3 1 0 0 2 8 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ： 2 A r c h i t e c t u r a l T e c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e ， Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ， Ha n g z h o u 3 1 0 0 5 8 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ； 3 H a n g z h o u S h i e l d E n e r g y - s a v i n g I n s u l a t i o n Ma t e ri a l s C o L t d ， Ha n g z h o u 3 1 1 1 0 8 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ) Abs t r ac t ： T h e r e i nfo r c e - c o n c r e t e s a n d wi c h wa l l - p a ne l i s a k i n d o f s e l f - i ns u l a tio n s a n d w i c h wa l l p a ne 1 S i x g r o u p s o f wa l l p a n e l we r e c h o s e n f o r e x p e rime n t o n t h e h e a t e n g i n e e rin g c ha r a c t e ris t i c s i n t h i s pa p e r Th e e x p e rime n t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t i n f l u - e n c e o n h e a t e n g i n e e rin g c h ara c t e r i s t i c s o f r e i n f o r c e c o n c r e t e s a n d wi c h wa l l - p a n e l ， d u e t o t h e d i ffe r e n t t h i c k n e s s o f h e a t i n s u l a t i o n l a y e r a n d t h e r a t i o o f o b l i q u e t i e b ar， are s i mi l a r t o r e s u l t s o f t h e t h e o r e t i c a l a n a l y s i s a n d c a n me e t wi t h t h e s t a n d a r d o f e n e r gy c o n s e r v a t i o n Mo r e o v e r ， t h e o bl i q u e t i e b a r t h r o u g h t h e h e a t i n s u l a t i o n l a y e r h a s o b v i o u s e f f e c t o f “ h e a t b rid g e” ， b u t i t s e ffe c t i s l e s s t h a n t h e t h e o r y T h e fi n d i n g s o f t h i s p a p e r a r e t i ght l y r e l a t e d t o t h e p r a c t i c al e n g i n e e ri n g and h a v e h i g h u s e v al u e Ke y wo r d s ： r e i n f o r c e c o n c r e t e s a n d w i c h w a l l p a n e l ； o b l i q u e t i e b a r ； f a c t o r o f h e a t t r a n s r O 引言 建筑物环境随着季节更替， 外界热作用也随时间呈周期 性变化， 围护结构内部的温度和通过围护结构的热流量亦将 发生变化， 传热过程为不稳定传热1 】 。混凝土夹芯复合墙板是 一 种自 保温复合墙体， 在建筑物中可 作为 结构构件( 剪力墙) ， 不需额外采取建筑保温隔热措施， 可满足节能设计标准。复 合墙板的热工性能理论分析2 1 结果显示， 其保温隔热性能与 保温层厚度和两侧混凝土层厚度有直接关系， 传热系数和热 基金项 目： 浙江省建设厅建设科技科研和推广项 目( 0 8 Z 0 1 2 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 0 2 作者简介 ： 蒋金梁， 男， 1 9 7 2年生， 湖北大悟人 ， 硕士 ， 高级工程师 。地 址： 杭州市天 目山路 1 4 8 号 浙江大学西溪校区东一楼 浙江大学建筑 设计研究院， E - m a i l ： h z j i a n g j i n l 1 6 3 c o ma 惰性指标与混凝土层的总厚度有关。保温层厚度加厚时， 传 热系数相应减小； 保温层厚度一定时， 传热系数随混凝土层厚 度变化不大； 热惰性指标随保温层厚度变化不大， 厚度越厚， 热惰性指标越高， 这与保温层的密度较小有关； 热惰性指标的 变化主要来自 混凝土层， 随混凝土层厚度变化近似成线性关 系， 因此， 复合墙板的热工性能变化较复杂的是其传热系数， 而传热系数与保温层厚度及其斜向 钢筋含量有较大的关系 为了进一步验证传热系数随保温层厚度和斜向钢筋的变 化规律， 在理论分析的基础上I2 1 ， 通过热工实验进一步分析其 热工指标传热系数 的变化规律。 1 混凝土夹芯复合墙板结构体系的构造 混凝土夹芯复合墙板一般由内、 外2 层等厚或不等厚的 钢筋混凝土墙板， 中间夹1 层保温板组成， 内、 外 2 层混凝土 层的钢筋网架之间由穿过保温层的斜拉筋连接为一体， 混凝 NE W BUI L DI NG MAT E RI AL S 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 蒋金梁 ， 等： 混凝土夹芯复合墙板 热工性能实验研究 试件的含水量对热工性能的测试结果有很大影响，安装 前， 先将试件自 然晾干 1 个月， 待其干燥至一定程度， 试件两 侧壁分别用电热丝取暖器进行烘烤， 烘烤 3 个月左右， 试件接 近绝干状态。随后将其推入实验室放置 1 周进行试验环境调 节， 待其达到稳定状态之后， 进行热工性能实验。 ( 2 ) 试件的安装 为了将侧向热流损失降低到最小， 在试件安装时， 用保温 隔热材料对试件周边进行了细致的密封，在其两侧分别用厚 1 0 m ln 的水泥砂浆进行抹面填平，以防止空气或水分从试件 边缘进入试件， 或从试件热侧传至冷侧边缘， 最大限度地降低 热桥对侧面迂回传热的影响。 待试件到达试验要求后，将试件安置于计量箱与冷箱之 间， 见图3 。 图 3 标定热箱 ( 中部 为试件框) ( 3 ) 测试条件设定 测试时冷、 热箱温度分别设定为5 q C 、 3 0 。 冷、 热箱内分 别设置了空气导流屏， 其中冷箱内风速为3 4 m s ， 热箱内风 速为 1 1 m s ， 实验室内空气温度通过空调调节， 空调设定温 度也为3 0。 使得通过计量箱壁的热流量( ) 尽可能小或等 于O 。 ( 4 ) 测试及记录参数 利用智能功率计调节计量箱内加热器的加热功率，使计 量箱内的空气温度达到设定温度。 其后， 通过热工巡回检测仪 实时监测并记录冷、热箱及实验室空气温度和试件冷热侧壁 温度。 3 2 实验结果 通过功率计调节输入至计量箱内的总能量，使得计量箱 及冷箱内空气温度及试件冷热侧表面温度达到稳定，当试件 传热达到稳态状态时， 对试件进行分组测试并记录。 根据实验 原理计算出试件的传热系数 值。 将 无斜向 钢筋的 试件6 作为 基准试件来分析贯穿 斜拉 筋 截面积、保温层厚度等对混凝土夹芯复合墙板保温性能的影 响。 试验数据经统计分析， 6 组试件试验传热系数实测值见 表 2 。 表 2 传热系数 值的实测值 复合墙板传热系数理论计算参见G B 5 0 1 7 6 -9 3 ( L 建 筑热工设计规范 的有关原理和公式， 数值分析增加了几组不 同斜向钢筋含量或保温层厚度情况下的传热系数，其计算结 果见表3 。 表 3 传热系数 K值的理 论计算值 挤塑隔热保温板及复合墙体两侧的钢筋混凝土板的导热 系数均参照G B T 1 0 2 9 4 2 0 0 8 始 热材料稳态热阻及有关特性 的测定一 防护热板法 对其进行测试。经检测， 该类挤塑隔热 保温板的导热系数为0 0 3 0 w ( m K ) ，钢筋混凝土板的导热 系数为0 8 7 6 W ( m K ) 。 根据实验结果和理论数据，分别绘出传热系数与斜向钢 N E W BUI L DI NG MATE RI AL S 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m