为提高村镇住宅的建筑节能水平与产业化水平,研究制备了一种适用于农村低层建筑的水泥基装配式轻钢复合保温外墙板,并通过试验和数值模拟手段对该墙板的热工性能进行了研究。结果表明,装配式轻钢复合保温外墙板具有良好的建筑节能保温效果,满足夏热冬冷地区居住建筑50%节能设计要求,可以对新农村的建设起到示范作用,具备一定的推广应用价值。

自保温砌块是发展新型保温建筑材料的必然,对国内墙体材料的革新和节能技术的发展具有促进作用。本文所设计的自保温砌块,利用已处理的煤矸石进行制备,并使用热流计法对煤矸石保温砌块进行热工性能测试,测试结果表明所设计240块型满足项目对传热系数的要求,同时利用软件模拟了砌块在真实使用环境条件下的温度场,砌块在使用时热应力集中区向围护结构的热环境偏移,这对建筑节能材料的设计、施工和检测具有指导意义。

对四块预制混凝土夹心墙板的热工性能进行了试验研究,通过改变拉结件的种类,探索其对墙板热工性能的影响,并采用有限元软件对其进行了模拟分析。结果表明:金属拉结件的热桥效应明显,与无拉结件的预制墙板相比,采用纤维拉结件的墙板的传热系数提高8%,而采用不同金属拉结件的墙板分别提高20.9%与14.3%;建议在实际工程应用中,对墙板的传热系数进行相应的放大,单位面积墙板的放大系数范围为0.71%~2.52%。

为研究陶粒饱水程度对陶粒混凝土力学性能及热工性能的影响,设置了六组不同预湿时间的试验组进行探究。结果表明,陶粒预湿时间越长,陶粒混凝土7 d强度越低,28 d强度越高;陶粒混凝土导热系数与蓄热系数随陶粒骨料饱水程度的增加而有所提升;陶粒预湿后期存在释水现象,释出水分补充到陶粒骨料与浆体连接面,供给胶凝材料持续硬化。

研究了不同油菜秸秆掺量(0、4%、6%、8%),不同粉煤灰掺量(0、10%、15%、20%)对砂浆流动性能、7d和28d抗压强度、热工性能的影响,并分析了秸秆和粉煤灰对于砂浆性能的影响程度。结果表明,两种材料对于砂浆的流动性、抗压强度、热工性能都有较大影响,在一定的掺量组合下可以实现建筑材料和废弃物的结合利用。

以石蜡/膨胀石墨复合相变材料为功能组分,制备出具有蓄热调温功能的保温砂浆。利用SEM分析了复合相变材料的微观形貌,测试了相变保温砂浆的抗压强度、软化系数、导热系数和调温蓄热等技术性能。结果表明,随着相变膨胀石墨掺量的提高,砂浆28d抗压强度逐渐降低,软化系数则先增加后降低;热导率较高的膨胀石墨提高了石蜡的热交换效率,使保温砂浆具有较好的调温蓄热能力。

根据上海市建筑节能相关规定和要求,进行了墙体构造方案的热工计算和分析,提出了适用于夏热冬冷地区的无机保温砂浆内外组合保温系统结合外墙隔热涂料的复合混凝土外墙构造方案。

研究了三种插筋形式下的聚苯板保温复合墙板的抗弯性能及热工性能;分析得出了三种插筋形式的试件在受弯承载力和刚度方面均能满足正常使用的要求,垂直插筋形式的试件受力性能更好,承载力和刚度更高,结构形式更稳定,能够有效地约束混凝土的变形。通过热工性能分析,垂直插筋形式的试件节能效果好,穿孔率比其他两种形式要小,可进一步通过减少插筋量来提高热工性能。

设计三种横孔连锁混凝土砌块,研究了连锁自保温混凝土砌块墙体的热工性能。利用ABAQUS有限元软件对内部填充保温材料和内部未填充保温材料的连锁混凝土砌块墙体进行了热工性能的数值模拟,并计算得出墙体的传热系数,得到有利于实际生产和工程应用的砌块形式。结果表明,墙体各项热工性能指标良好,H形砌块墙体的传热系数较田字形砌块墙体大幅度下降。增大孔洞率、减小孔间距和填充保温材料等有利于提高砌块的保温隔热能力。

稻草纤维混凝土空心砌块具有质轻、保温隔热效果好、绿色环保等优点。通过试验得到同一配合比情况下的稻草纤维粉末混凝土空心砌块随稻草纤维粉末粒径大小、含量变化的热阻变化规律。研究表明,同一粒径下,热阻随稻草纤维含量的增加而增加,效果明显;同一含量下,热阻随稻草纤维粒径的减小而增加,影响较小。其中,稻草纤维粒径为0.150~0.180mm、含量为10%时砌块的热阻值最大,比未掺加稻草纤维粉末砌块的热阻高36%。