混凝土空心砌块墙体MY9已成为代替黏土砖的主要墙体材料之一。砌块的基本材料是混凝土,混凝土的导热系数约为1.74W/(mK),尽管砌块的空腔尺寸比较大,但对提高其保温性能的作用不很大。190mm厚砌块保温隔热性能比较差,热阻R大约在0.17(m2K)/W0.2(m2K)/W之间,不如同等厚度的黏土砖。无论是单排孔或双排孔砌块砌筑的外墙,其保温和隔热性能均无法满足现行《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003的要求。事实上,需要增加其它保温措施并不是混凝土砌块墙体特有的问题,其它材料墙体也同样。随着节能标准对墙体保温性要求的不断提高,目前还很少有一种建筑材料既能满足结构要求、又同时具有如此大的热阻。在北方严寒和寒冷地区,几乎没有一种单一材料墙体能够在合理的厚度范围内同时满足结构和保温的要求,只能依靠结构层和保温层复合的技术路线来解决问题。混凝土砌块复合墙体根据其保温材料层的位置,可以分成外保温、夹芯保温和内保温三种,另外也可以在砌块空腔中填充保温材料形成复合保温砌块,这都是通过调整保温材料的厚度,使墙体正常部位的热阻满足当地建筑节能设计标准的要求。但是,对于一面墙体,总存在着许多特殊的构造部位,例如墙与楼板的连接处、墙的拐角处、墙与梁或柱的接合处、门窗洞口周边等等。这些部位保温材料很难覆盖到,因此就产生了“热桥”。使用复合保温砌块砌筑墙体,在上述这些特殊构造部位也会产生“热桥”。可以说在建筑围护结构中要彻底避免“热桥”部位的存在几乎不可能,只能通过精心设计和建造,尽量减少和削弱“热桥”。“热桥”对墙体热工性能的影响体现在两个方面:一方面“热桥”存在使得局部热流大大增加,很大程度上削弱了一面墙整体的保温性能;另一方面由于局部热量的大量流失,“热桥”部位室内一侧内表面温度降低,严重时可降至露点温度以下,导致内表面发生结露现象。在我国北方的严寒和寒冷地区,冬季室外温度很低,由“热桥”导致墙面结露的现象比较容易出现。而在中部的夏热冬冷地区和南部的夏热冬暖地区,由于冬季室外温度并不是很低,尽管“热桥”还是存在,但一般不容易使内表面温度降至露点以下而出现结露现象。墙体中的“热桥”很难彻底避免,通过精心设计可以尽量减少“热桥”的存在,可以减弱“热桥”的传热效应;也可通过增加墙体正常部位保温层的厚度,弥补“热桥”部位的传热损失,使墙体整体的保温性能满足建筑节能设计标准的要求。另外,在设计中应该核算“热桥”部位墙体内表面的温度,确保高于相应室内环境下的露点温度,避免结露现象的发生,保证建筑的正常使用。
2节点构造“热桥”与结露问题的研究方法和工具为了尽可能地减少节点构造的“热桥”结露现象发生,首先必须进行精心的节点构造设计。节点构造设计要关注两个问题,一是结构要合理,满足受力或强度方面的需要,保证使用安全。二是要进行传热分析,尽量削弱“热桥”效应,尤其要保证内表面的温度高于露点温度。分析节点构造的传热,首先需要确定节点构造的温度分布。由于节点构造的断面比较复杂,通常都会使用多种材料,各种材料的热性能参数相差还非常大,所以任何手工计算和经验公式都无法完成任务,只能靠二维甚至三维的温度场计算软件来计算分析。2.1有限元结构分析软件ANSYS与二维温度场计算程序PTDA比较有不少软件可以计算复杂的温度场,例如建筑行业的有限元结构分析软件ANSYS就可以计算平面的二维温度场。
