【摘要】：節(jié)能利廢、建筑節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠等要求已在我國建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展和研究中受到高度重視。而燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊是這種新型建筑保溫材料中產(chǎn)品之一,它是利用固體廢棄物全煤矸石制備的具有自重小、吸水性能好、保溫隔熱性能好,便于施工且增加建筑實(shí)際使用面積等優(yōu)點(diǎn)的新型保溫材料,已成為國內(nèi)外應(yīng)用前景廣泛的一種新型保溫材料。然而目前國內(nèi)燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊市場占有率較小,規(guī)格比較單一,并沒有能夠發(fā)揮其實(shí)際使用價(jià)值。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)煤矸石實(shí)心砌塊生產(chǎn)制造較為簡便,容易造成資源浪費(fèi),保溫隔熱性能不好,不符合未來發(fā)展的方向,另一方面,孔洞率較大的新型多孔砌塊雖然能滿足新型建筑材料的各項(xiàng)要求,但卻受制于材料自身的特性以及磚廠落后的設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)工藝,其成品往往容易出現(xiàn)熱工性能的缺陷和強(qiáng)度問題。因此對燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的結(jié)構(gòu)和熱工性能理論分析及試驗(yàn)研究具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。國內(nèi)外關(guān)于新型自保溫墻體體系的研究,視角大多集中在外墻自保溫的傳熱性能和力學(xué)性能,而忽視了砌塊本身結(jié)構(gòu)的研究,尤其對砌塊內(nèi)部孔洞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研究。本課題針對燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的熱工性能及影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)深入分析,推出了溫度場的具體計(jì)算方法,通過改變燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的孔洞結(jié)構(gòu),孔洞率,孔洞填充物等因素,對其進(jìn)行穩(wěn)態(tài)傳熱的性能研究,采用有限元法對燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的溫度作用進(jìn)行計(jì)算,使用ANSYS軟件對其進(jìn)行理論模擬。分析了墻體的保溫隔熱性能,并且針對自保溫墻體容易出現(xiàn)的熱橋現(xiàn)象和裂縫問題進(jìn)行了分析和探究。并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了能耗比對及經(jīng)濟(jì)效益分析。研究結(jié)果表明:1、燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的最佳組合為尺寸為240x190(200)x190,孔結(jié)構(gòu)為九排孔,錯(cuò)排,填充物為硬泡聚氨酯。該種燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的規(guī)格,強(qiáng)度,保溫性能等各指標(biāo)均滿足國家相關(guān)規(guī)定。2、對燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊孔形、空洞填充物、空洞排數(shù)分析,以矩形孔洞、填充材料硬泡聚氨酯為最佳,在孔洞率不變的前提下,燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的保溫性能隨著孔洞排數(shù)的增加而增加,當(dāng)孔洞的排數(shù)大于7排時(shí),保溫性能的提升速度減緩,到9排孔時(shí)保溫性能的增幅趨于平緩且達(dá)到最高值。分析孔洞的排列方式,錯(cuò)排明顯比順排的保溫性能好,這是由于熱流從垂直方向傳入排孔,錯(cuò)排能夠有效地增加孔洞對熱流的阻隔面積,造成更大的熱阻。3、燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊的熱橋現(xiàn)象比較嚴(yán)重,熱橋部位所造成的熱量流失破壞了自保溫墻體體系的保溫性能。在墻體受溫度應(yīng)力作用時(shí),墻體內(nèi)部的拉應(yīng)力普遍要大于壓應(yīng)力,且應(yīng)力主要集中在墻體的四周,與之對應(yīng)最大應(yīng)變也發(fā)生在墻體的四周,應(yīng)變的最大值與最小值差距較大,容易出現(xiàn)裂縫。4、由本地夏熱冬冷地區(qū)工程模擬結(jié)果可看出,此種燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊所砌筑的墻體,可以在本地的氣象環(huán)境下作為一種自保溫材料使用,其節(jié)能效應(yīng)高于本地標(biāo)準(zhǔn),且領(lǐng)先于其他自保溫材料,本課題研究可以為燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊在工程中的實(shí)際應(yīng)用提供相應(yīng)的理論依據(jù)。
【圖文】：

球都面臨資源緊張的嚴(yán)峻形勢，如圖 1-1 所示，我國的能源呈增長狀態(tài)，2000 年左右增長速度加快，并且在可預(yù)見的未的趨勢，其中煤的消耗量最大，目前我國主要發(fā)電方式依然我國社會(huì)各方面力量都在努力解決的一個(gè)重大問題。而事實(shí)上是發(fā)達(dá)國家，在日益增漲的能源消耗中，建筑能耗都是國家總我國的建筑能耗排名社會(huì)總能耗的第三，僅次于工業(yè)能耗和農(nóng)圍包括建筑原材料從開采，加工，運(yùn)輸，生產(chǎn)到建筑工地現(xiàn)場日常運(yùn)轉(zhuǎn)以及建筑物的拆除和廢料的處理等項(xiàng)目的能耗。這其造成的能耗是最大的一項(xiàng)，占到建筑總能耗 80％以上，并且越長，這個(gè)比例會(huì)越來越高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，其最高值甚至可以達(dá)建筑在日常運(yùn)轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的能源消耗就占據(jù)了社會(huì)總能耗三括供暖，供電，照明，，空調(diào)，熱水等生活用能。而在寒冷地區(qū)供暖造成的能耗損失巨大，因此世界各個(gè)國家在解決能源問能耗，尤其是建筑在日常使用中所產(chǎn)生的的能耗當(dāng)做節(jié)能工

應(yīng)主要是由溫度差造成的，當(dāng)室內(nèi)有制冷或制熱電器工作時(shí)造長時(shí)間日照產(chǎn)生建筑物墻體內(nèi)外表面的日照溫度差，不同季節(jié)等等[13]。對于燒結(jié)煤矸石自保溫砌塊而言，其所應(yīng)用的環(huán)境通地區(qū)，因此具體的影響因素比較復(fù)雜。溫度效應(yīng)按照維度分類三維溫度效應(yīng)，按照傳熱的性質(zhì)來分可以分為瞬態(tài)傳熱和穩(wěn)態(tài)差的概念照溫度差在長時(shí)間受到陽光照射的狀態(tài)下，其受到照射的墻壁內(nèi)外會(huì)產(chǎn)間內(nèi)這個(gè)溫度差會(huì)達(dá)到一個(gè)較大值，但長時(shí)間觀察發(fā)現(xiàn)經(jīng)過建傳遞和相互熱量平衡，最終溫差會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)較小的區(qū)間，對有限，即便有影響也可以歸為局部影響。如圖所示。
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU522.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653922