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      工程施工

      石材保溫一體板外墻保溫系統保溫性能研究(二)

        1.測試方案
        由于一體板之間的連接處存在明顯的熱橋,熱橋部位的熱流會明顯高于一體板的主體部位的熱流,且熱橋部位的溫度也會與主體部位的溫度有差別。因此,是否能準確測定通過一體板的熱流以及是否能解決一體板表面的平均溫度的測定問題,就成為能否準確檢測出一體板板保溫系統傳熱系數或熱阻的關鍵所在。
        1)熱流的準確測量
        由于檢測使用的是標定熱箱法,計量的是經標定后熱箱的功率,測得的熱流就是通過整個試件的熱流,克服了熱流計法“以點代面”測熱流的不足之處。所以標定熱箱法解決了準確測定通過一體板熱流的問題。
        2)表面平均溫度的準確測量
        在一體板達到熱平衡時,用紅外熱像儀拍攝一體板試件的紅外熱像圖。根據紅外熱像圖的溫度分布,確定熱橋的影響區域,布置表面溫度測點。例如,根據所拍攝到的紅外熱像圖,如果熱橋區域與主體區域的面積比例為 1∶5,那么我們就分別在熱橋部位和主體部位布置溫度測點,并且熱橋測點數和主體部位布置溫度測點數為 1∶5。這樣就解決了一體板表面平均溫度的準確測定問題。
        2.保溫系統保溫性能的測定
        經測定,保溫一體板內的聚氨酯導熱系數 0. 021 W/( m·K) 。因此,40 mm 厚一體板主體部位的熱阻應為 1. 90 ( m2·K) /W。
        使用傳熱分析軟件 PTemp 對一體板保溫系統進行傳熱模擬。模擬結果顯示,保溫系統的總熱阻值為 0.98 ( m2·K) /W,與實驗測試結果吻合。
        3.保溫系統保溫性能的優化
        由上述檢測結果可知,熱橋的存在使得一體板保溫系統的熱阻值大大降低。為了削弱熱橋對石材保溫一體板保溫系統保溫性能的影響,兼顧到不改變一體板的生產工藝和方便其施工安裝這一原則,提出以下優化措施:
        1) 斷開一體板內表面鋁箔和鋁板的連接,或者用其他導熱系數小的材料代替鋁箔;
        2) 在一體板板內側鋁板與建筑物基墻之間的空氣間層內添加 60 mm × 25 mm( 寬 × 厚) 的保溫材料條,以減小熱橋的影響。
        采用上述改進措施后,再次測得一體板保溫體系的總熱阻值為 1. 72 ( m2·K) /W,傳熱系數為0. 58W / ( m2·K) 。改進后熱阻值較改進前增加 86% ,保溫性能有大幅度提升。改進后的保溫系統熱側表面的紅外圖像。
        4.氣密性能對保溫系統性能的影響
        為了研究氣密性對石材保溫板保溫系統的影響,做了如下對比實驗: 把試件與試件架之間的密封材料撤去,留出大約 5 mm 寬的縫隙,使一體板與基墻之間的空腔里的空氣能通過此縫隙與冷箱的空氣相通,其余實驗條件與第5節完全一致。用此工況模擬由于現場施工不當等原因,導致保溫系統氣密性得不到保障的情況。測得保溫系統的總熱阻值為0. 61 ( m2·K) /W。保溫系統總熱阻降低 34% 。由此可見,系統的氣密性對一體板保溫體系的保溫性能有較大的影響。
        5.結論
        本文介紹了石材保溫一體板外墻保溫系統的保溫性能的測試及優化過程,通過數值模擬、實驗室測試得到如下結論:
        1) 影響保溫裝飾一體板外墻保溫系統保溫能力的 2 個最主要因素為: a) 一體板的保溫性能; b)一體板保溫系統的密閉性能。應從這兩個方面采取措施來提高一體板保溫系統的保溫能力;
        2) 為了提高保溫裝飾一體板外墻保溫系統的保溫能力,筆者提出了保溫裝飾一體板的改進措施:a) 斷開一體板內表面鋁箔和鋁板的連接,或者用其他導熱系數小的材料代替鋁箔; b) 在一體板內側鋁板與建筑物基墻之間的空氣間層內添加 60 mm × 25mm( 寬 × 厚) 的保溫條,以減小熱橋的影響。改進后的保溫系統總熱阻與改進前相比,總熱阻增加86.2% 。
        3) 一體板保溫系統的密閉性對其保溫能力有著重要的影響。在施工過程中,應高度重視一體板、橫向龍骨與基墻連接的嚴密性。

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