一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及保溫材料熱工參數(shù)算法領(lǐng)域，具體是一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系 數(shù)的計(jì)算模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 在全世界能源緊張的背景下，我國(guó)能源形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻。我國(guó)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐漸 提高，在1981年的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范基礎(chǔ)上，1988年已將節(jié)能30%的要求寫(xiě)入規(guī)范，至1996年 的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》已要求采暖能耗降低50%。為了與國(guó)際接軌，我國(guó)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) JGJ26-2010《嚴(yán)重寒冷和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》將節(jié)能目標(biāo)提高到65%，但我 國(guó)只有一線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市開(kāi)始實(shí)施此標(biāo)準(zhǔn)。要實(shí)現(xiàn)運(yùn)一目標(biāo)需要在圍護(hù)體系設(shè)計(jì)、新型保 溫材料的使用、供暖體系和施工工藝等方面做突破。如何設(shè)計(jì)出符合節(jié)能要求的圍護(hù)體系， 新型保溫材料的設(shè)計(jì)、檢測(cè)與研究顯得尤為重要。因此快速設(shè)計(jì)并制備出符合傳熱系數(shù)設(shè) 計(jì)要求的各種保溫材料具有重要的意義。
[0003] 各種基體混凝±小型空屯、擱塊和多孔磚是我國(guó)近年來(lái)發(fā)展較迅速的一種新型墻 體材料，尤為突出的是煤桿石多孔磚和保溫?cái)R塊，施工時(shí)不需做保溫處理，能滿足圍護(hù)體系 的力學(xué)性能和保溫隔熱性能要求，節(jié)能、節(jié)上、節(jié)地環(huán)保，是實(shí)屯、粘上磚的最佳替代產(chǎn)品，在 未來(lái)民用建筑和公共建筑中占主導(dǎo)地位。
[0004] 各種多孔磚、空屯、擱塊在設(shè)計(jì)時(shí)需符合各個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程的要求，而且要 滿足生產(chǎn)時(shí)的設(shè)備配置和工藝特點(diǎn)。非均質(zhì)（多孔型）保溫材料的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，都是利 用熱阻法，結(jié)合基本傳熱方程進(jìn)行計(jì)算W達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0005] 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有通用性，但未系統(tǒng)分析孔桐率、填充材料導(dǎo)熱系數(shù)、空氣層厚 度、孔的長(zhǎng)寬比等參數(shù)與保溫材料傳熱系數(shù)之間的關(guān)系，未考慮實(shí)際使用的溫度、濕度等外 在因素對(duì)材料熱工性能的影響。因此傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算所得傳熱系數(shù)與實(shí)際使用的傳熱系 數(shù)存在一定的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，W解決現(xiàn)有 技術(shù)計(jì)算方法誤差較大的問(wèn)題。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：將多孔磚或擱塊的 基體材料制備成可W使用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)板，利用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試出〇°C下多 孔磚基體和填充材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并獲得除空氣間層外的溫度線性系數(shù)a、不同環(huán)境條件 的濕度修正系數(shù)=
[0009] 若多孔磚保溫材料為均質(zhì)層狀材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K:
[0010] CN105116006A 說(shuō)明書(shū) 2/6 頁(yè)
[0011] 公式（1)中，式中S1為每層材料的厚度，A1。為對(duì)應(yīng)每層材料〇°c的導(dǎo)熱系數(shù)，t 為實(shí)際使用溫度；
[0012] 若多孔磚保溫材料為非均質(zhì)多孔型材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K:
[001引公式似、（3)中，為濕度修正系數(shù)，無(wú)量綱參數(shù)，昨?yàn)槎嗫妆夭牧系膎-m各 非均質(zhì)層的熱阻，單位為m2,k/w，A1,。為第i層第j列的材料在or的導(dǎo)熱系數(shù)，F(xiàn)1,指第i層第j列的材料垂直于熱流方向的面積。
[0016] 所述的一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：將多孔磚基 體材料的溫度線性系數(shù)a考慮在傳熱系數(shù)計(jì)算模型內(nèi)。
[0017] 所述的一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：提出濕度修
正系數(shù) 將外界的相對(duì)濕度考慮在傳熱系數(shù)計(jì)算模型內(nèi)。 ?
[0018] 所述的一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：計(jì)算模型中 空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)一律用熱阻轉(zhuǎn)換后的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)再代入。
[0019] 所述的一種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：計(jì)算模型為 多孔磚或保溫?cái)R塊整體使用時(shí)的傳熱系數(shù)，非整個(gè)圍護(hù)體系的傳熱系數(shù)，并未將傳統(tǒng)計(jì)算 時(shí)的內(nèi)外側(cè)表面熱阻考慮在內(nèi)。
[0020] 本發(fā)明所提出的傳熱系數(shù)系數(shù)的計(jì)算模型綜合考慮各種設(shè)計(jì)因素和使用工況，完 善修正了傳統(tǒng)計(jì)算模型，對(duì)工程中各種多孔保溫材料塊型的確定和調(diào)整提高理論依據(jù)。
[0021] 通過(guò)W上的技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的一種多孔磚或保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模 型，能夠獲得多個(gè)塊型設(shè)計(jì)參數(shù)和使用工況條件下的理論傳熱系數(shù)（為考慮兩側(cè)的內(nèi)外熱 阻，依據(jù)實(shí)際使用條件可串聯(lián)相加），無(wú)需制備大量的擱塊進(jìn)行測(cè)試來(lái)驗(yàn)證傳熱系數(shù)，所得 傳熱系數(shù)誤差較小。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是具體實(shí)施例中1塊型的S維圖。
[0023] 圖2是具體實(shí)施例中1塊型的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] -種關(guān)于多孔磚保溫?cái)R塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，將多孔磚或擱塊的基體材料制備 成可W使用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)板，利用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試出〇°C下多孔磚基體和填 充材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并獲得除空氣間層外的溫度線性系數(shù)a、不同環(huán)境條件的濕度修正系 '數(shù)浸劈..
[00巧]若多孔磚保溫材料為均質(zhì)層狀材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K:
[0027] 公式（1)中，式中5 1為每層材料的厚度，A10為對(duì)應(yīng)每層材料〇°C的導(dǎo)熱系數(shù)，t 為實(shí)際使用溫度；
[0028] 若多孔磚保溫材料為非均質(zhì)多孔型材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K:
[003。 公式似、（3)中，為濕度修正系數(shù)，無(wú)量綱參數(shù)，Ri為多孔保溫材料的n-m各 非均質(zhì)層的熱阻，單位為m2,k/w，A1,。為第i層第j列的材料在or的導(dǎo)熱系數(shù)，F(xiàn)1,指第i層第j列的材料垂直于熱流方向的面積，若為空氣層則直接用當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，見(jiàn)表1，按不 同厚度空氣間層熱阻轉(zhuǎn)換成不同厚度空氣層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。
[0032] 表1不同厚度空氣間層熱阻與當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)換算表
[0033] CN105116006A 說(shuō)明書(shū) 4/6 頁(yè)
[0034] 本發(fā)明將多孔磚基體材料的溫度線性系數(shù)a考慮在傳熱系數(shù)計(jì)算模型內(nèi)。
[0035] 本發(fā)明提出濕度修正系數(shù)
將外界的相對(duì)濕度考慮在傳熱系數(shù)計(jì) 算模型內(nèi)。
[0036] 本發(fā)明計(jì)算模型中空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)一律用熱阻轉(zhuǎn)換后的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)再代入。
[0037] 本發(fā)明計(jì)算模型為多孔磚或保溫?cái)R塊整體使用時(shí)的傳熱系數(shù)，非整個(gè)圍護(hù)體系的 傳熱系數(shù)，并未將傳統(tǒng)計(jì)算時(shí)的內(nèi)外側(cè)表面熱阻考慮在內(nèi)。
[00測(cè)具體實(shí)施例：
[00測(cè) 實(shí)施塊型1 :
[0040] 第一種塊型孔桐率36. 8%，規(guī)格為390X190X190mm，S維圖見(jiàn)圖1，俯視圖見(jiàn)圖 2,確定基體材料為煤桿石混凝±，制備并測(cè)試基體材料0°C下的導(dǎo)熱系數(shù)，確定溫度系數(shù)， 結(jié)合入i〇(l+at)確定10°C下基體材料的導(dǎo)熱系數(shù)入w(l+at) = 0. 84w/m.k;W冬季為例， 熱流垂直空氣間層時(shí)，依據(jù)表1，確定30mm厚空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)0. 176w/m.k;外界濕度，取 合肥地區(qū)相對(duì)濕度！!>= 30%，帶入模型，計(jì)算如下：
[0041] 第1、3、5、7層為均質(zhì)層，厚度皆為25mm，利用
CN105116006A 說(shuō)明書(shū) 5/6 頁(yè)
[0044]第2、4、6層為非均質(zhì)層，每一層按照公式先算出非均質(zhì)層熱阻
[0056] 最后算出非均質(zhì)層總熱阻
[0057] 最后結(jié)合
交相對(duì)濕度11>=30%算出： CN105116006A 說(shuō)明書(shū) 6/6 頁(yè)
[0058]
[0059] 最后所得傳熱系數(shù)與實(shí)際使用條件下的傳熱系數(shù)誤差較小，已用穩(wěn)態(tài)傳熱性能測(cè) 試裝置測(cè)試驗(yàn)證。對(duì)于190mm厚度的煤桿石保溫?cái)R塊，其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)于0. 34w/m.k， 由原來(lái)純煤桿石混凝±基體材料l〇°C下導(dǎo)熱系數(shù)的0. 84降低到0. 34(w/m.k)，保溫效果大 巾呂提局。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在于：將多孔磚或砌塊的基 體材料制備成可以使用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)板，利用雙平板導(dǎo)熱儀測(cè)試出〇°c下多孔 磚基體和填充材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并獲得除空氣間層外的溫度線性系數(shù)a、不同環(huán)境條件的 濕度修正系數(shù); 若多孔磚保溫材料為均質(zhì)層狀材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K: 、'-' 、1乂， 公式a)中，式中\(zhòng)為每層材料的厚度，ai。為對(duì)應(yīng)每層材料〇°c的導(dǎo)熱系數(shù)，t為實(shí) 際使用溫度； 若多孔磚保溫材料為非均質(zhì)多孔型材料，利用下述方程算出其傳熱系數(shù)K: 'V：/? 公式（2)、（3)中，%^為濕度修正系數(shù)，無(wú)量綱參數(shù)，民為多孔保溫材料的n-m各非均 質(zhì)層的熱阻，單位為m2.k/w，Au。為第i層第j列的材料在〇°C的導(dǎo)熱系數(shù)，F(xiàn)指第i層第j列的材料垂直于熱流方向的面積。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在 于：將多孔磚基體材料的溫度線性系數(shù)a考慮在傳熱系數(shù)計(jì)算模型內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在 于：提出濕度修正系I得外界的相對(duì)濕度也考慮在傳熱系數(shù)計(jì)算模型 內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在 于：計(jì)算模型中空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)一律用熱阻轉(zhuǎn)換后的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)再代入。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，其特征在 于：計(jì)算模型為多孔磚或保溫砌塊整體使用時(shí)的傳熱系數(shù)，非整個(gè)圍護(hù)體系的傳熱系數(shù)，并 未將傳統(tǒng)計(jì)算時(shí)的內(nèi)外側(cè)表面熱阻考慮在內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種關(guān)于多孔磚保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型，將多個(gè)塊型影響因素（隨溫度變化的基體材料導(dǎo)熱系數(shù)、孔型尺寸、不同厚度下空氣層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)、填充材料導(dǎo)熱系數(shù)）以及外界濕度的影響，修正基礎(chǔ)熱阻計(jì)算公式所得多孔磚、保溫砌塊傳熱系數(shù)的計(jì)算模型。本發(fā)明所得計(jì)算模型適用于煤矸石混凝土或其他材料作為基體的多孔磚或保溫砌塊傳熱系數(shù)的確定，考慮因素全面，可靠性高，可為保溫材料的設(shè)計(jì)與調(diào)整提供理論依據(jù)，節(jié)材節(jié)時(shí)節(jié)力。
【IPC分類】G01N25/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105116006
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510485911
【發(fā)明人】李萍, 孫道勝, 王愛(ài)國(guó), 李靜, 李燕, 徐海燕, 劉開(kāi)偉
【申請(qǐng)人】安徽建筑大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日