腹板开孔轻钢墙体传热性能关键参数.pdf

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1、134低温建筑技术2014年第1O期(总第196期)腹板开孔轻钢墙体传热性能关键参数金晓飞，杨华，李明，孙鹏程，孙建运，颜於滕’(1．中国建筑工程总公司技术qa'D，北京101300；2．哈尔滨工业大学。哈尔滨1500903．宝钢建筑系统集成有限公司。上海20o050)【摘要】腹板开孔轻钢龙骨墙体可有效降低热桥效应，较大程度地降低建筑能耗。以往相关研究多针对腹板开孔轻钢龙骨承重墙体，对非承重外围护墙体则关注较少。为此，针对腹板开孔轻钢龙骨非承重外围护墙体的特点，分析了墙体龙骨的腹板开孔排数、开孑L端距、龙骨间距三个参数对墙体传热系数的影响规律，提出了合

2、理的腹板开孔参数与龙骨间距，为相关工程实践提供了设计建议。【关键词】传热性能；腹板开孔；传热系数；外围护墙体【中图分类号】TU111．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)10—0134—03T，吐轻钢龙骨墙体具有装配化程度高、施工快捷等优献[5]中建立的有限元分析模型，针对非承重墙体的势，广泛应用于欧美发达国家。由于冷弯薄壁型钢的特点，分析了墙体中轻钢龙骨的腹板开孑L排数、开孔导热系数远大于岩棉的导热系数，致使该类墙体在钢端距、龙骨间距对腹板开孔轻钢龙骨外围护墙体保温龙骨处易形成热桥，较大程度地增加了建筑能耗。为性能的影响规律，

3、提出了合理的取值建议，可供实际削弱建筑热桥的影响，加拿大学者提出在龙骨腹板上工程参考。设置若干平行交错的狭长孔洞的设计思路(图1)，延1龙骨腹板开孔排0数O0O00876543长热量的传递路径，进而提高墙体的整体保温性能。0l23456789lO开孔排数图2开孔排数与传热系数关系(a)墙体构成(b)孔尺寸图2为利用文献[5]建立的有限元分析模型计算图1腹板开孔轻钢龙骨墙体获得的轻钢龙骨墙体传热系数与开孔排数的关系曲线。其中，传热系数是衡量围护结构传热性能的基国内外学者已对腹板开孔轻钢龙骨墙体的传热本指标，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气规律与保温

4、性能进行了研究，但上述研究多针对温差为1℃，lh内通过1m面积传递的热量，单位为承重墙体。因需要兼具结构受力，使得腹板开孔参数W／m2·cI=。由图2可见，随着开孔排数的增加，不同厚与龙骨间距受到较多限制。近年来，轻钢龙骨墙体较度的墙体传热系数变化趋势相似，开孔排数较少时，多应用于高层与多高层建筑中，腹板开孔轻钢龙骨墙传热系数曲线斜率较大，开孔对墙体保温性能提高显体仅起到外围护作用，而不再是结构受力构件。基于著。但是，随着开孑L排数进一步增加，传热系数的变这一趋势，文献[5]建立了腹板开孔轻钢龙骨外围护化趋势渐缓，表明开孔排数超过一定值后，增加其数墙体

5、标准单元及整片墙体有限元分析模型，孔洞尺寸量对提高墙体保温性能的贡献变小。此外，随着开孔如图1(b)所示。利用6片轻钢龙骨墙体标定热箱试排数增加，腹板不开孔区域减小，腹板两侧有效抵抗验，验证了所建立的有限元分析模型。文献[5]建立弯矩的区域减小。定义腹板开孔范围与腹板高度日了基于稳态传热理论的腹板开孔轻钢龙骨外围护墙的比值为开孔比例，如公式I及图3所示。当开孔体有限元分析模型，并获得了试验验证。本文利用文比例为50％时，腹板两侧有效抗弯区为1／4腹板高[基金项目]哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目(2Ol2RFLXG025)金晓飞等：腹板开孔轻钢墙体

6、传热性能关键参数I35度。结合文献[6]的研究成果可知，若继续增加开孔势。端距在0—25ram时变化趋势出现突变，其主要原～fc．邑排数，则承载力和刚度腹板降低显著。因是对于3m长的龙骨，端距为25mm时腹板开孔布置是对称的；但端距为0mmm时，8龙骨6中4孔的2布置不对称，卢=吉(1)端部孔是不完整孑L，孔的传递路径不同。式中，为腹板开孔比例；为腹板开孔区域；日为o．34腹板高度。o_33O-32o．310．30o．29oIOO20O300400图3开孔比例及有效抗弯区示意图端距d／mm图6端距d对传热系数的影响关系曲线图4所示为不同腹板高度龙骨开孔

7、排数与传热系数降低比例的((+，一)／Ki)关系曲线。可见，对于以端距0mm作为基准，不同端距下传热系数减小腹板高为100、150、200mm三种情况，当孑L洞分别超过比例见表1。由表可知，当端距由205mm减小至0mm5排孔、7排孔及9排孔时，传热系数降低比例在3％时，传热系数降低了8．77％。当端距由385mm降低到以内，与最大值11％相比较小。因此，继续增加开孔0ram时，传热系数降低了14．18％。可见，端距对墙体排数对墙体保温性能提高贡献不大。此时，腹板开孔保温性能的影响十分显著，降低开孔端距可有效提高比例在50％左右。因此，建议腹板开孔比例

8、为50％。墙体保温性能。结合文献[7]墙体抗弯性能的研究成果可知，腹板开孔端距对非承重墙体抗风