新型墙体材料建筑节能论文提纲

论文题目：再生泡沫陶瓷墙体的热工性能研究

摘要：再生泡沫陶瓷保温墙板是一种由陶瓷废料及废瓷尾矿主要原料,经过多道复杂工序,高温烧制成型,自然熔融发泡的新型自保温墙板。其内部充满了密闭的气孔,因此具有轻质、不燃的特点。新型墙板能够消化利用大量固体废弃物,可有效提高建筑的外墙保温效果,具有极佳的经济效应及节能环保效应,值得进一步研究与推广。现在的混凝土结构墙体材料主要选用的是各种混凝土砌块和烧结空心砖等,这些块材主要由粘土、水泥、沙、石子等材料组成,造成大量环境污染和资源浪费。而且,采用砌筑的施工工艺消耗大量人工及现场作业时间,质量难以保证。对于许多新型墙体,目前仍存在很多问题,虽然部分墙体实现了工厂化生产,但不能避免现场大规模湿作业,并且工艺非常复杂,对大规模推广造成非常大的阻碍。所以开发新型的轻质高强、环保节能的墙体材料是未来建筑发展的方向。二十一世纪以来,泡沫陶瓷在建筑材料以及其他一些方面的应用日趋广泛,这种材料具有轻质、高强、耐热、防水渗,且与水泥砂浆、混凝土等相容性好等优异的综合性能。本课题采用泡沫陶瓷材料表观密度为200kg/m~3-500kg/m~3之间,导热系数在0.04W/（m·K）-0.06W/（m·K）之间,是一种理想的轻质节能墙体材料。本文对泡沫陶瓷墙体的热工性能做了进一步的研究分析。对泡沫陶瓷材料进行材料的导热系数测定,通过护热平板法测得泡沫陶瓷材料的导热系数为0.056W/（m·K）,按照规范理论计算得到墙体的平均传热系数为0.354W/（m~2·K）;通过理论分析,分析墙体可能的传热状态,建立计算模型,利用有限元软件ANSYS热分析模块对墙体的传热过程进行有限元模拟,得到不同季节下墙体的温度分布云图和热流密度云图,按照规范概念计算得到200mm厚墙体的传热系数为0.375W/（m~2·K）,两者误差为5.9%。试验结果表明:有限元分析概念计算得出的传热系数与通过墙体材料导热系数理论计算得出的传热系数值相差不大,证明墙体的传热系数可以用材料导热系数理论计算和有限元模拟验证得出。斯维尔节能设计软件BECS对工程实例节能设计得出的结果显示,本课题所采用墙体材料的传热系数略大于规范要求的寒冷A区≥0.35 W/（m~2·K）的限值,经过热工性能权衡判断后,墙体的热工性能符合《山东省居住建筑节能设计标准》（DB37/5026-2014）的节能要求。说明本墙体可以作为新型建筑节能墙体来应用于农村低层住宅楼。

关键词：泡沫陶瓷墙体;热工性能;传热系数;ANSYS分析;BECS节能设计

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

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英文摘要

1 前言

1.1 课题背景

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本人研究内容及方法

1.5 技术路线

2 材料与方法

2.1 泡沫陶瓷试件制备

2.1.1 原料组成及配合比

2.1.2 制备工艺及流程

2.2 试验材料与方法

2.2.1 试件的设计

2.2.2 试验方案及方法

2.2.3 传热系数计算方法

2.2.3.1 围护结构热阻的计算

2.2.3.2 围护结构的传热阻计算

2.2.3.3 围护结构传热系数计算

2.3 有限元分析概述

2.4 再生泡沫陶瓷墙体有限元分析模型建立

2.4.1 模型建立

2.4.2 边界条件

2.4.3 荷载施加

2.5 再生泡沫陶瓷墙体应用于工程实例的节能设计

2.5.1 软件概述

2.5.2 工程概况

2.5.3 设计依据

2.5.4 围护结构基本组成

2.5.5 节能设计过程

3 结果与分析

3.1 导热系数测定试验

3.2 泡沫陶瓷墙体有限元热分析

3.2.1 夏季温度变化下有限元分析结果

3.2.2 冬季温度变化下有限元分析结果

3.3 节能设计结果

3.3.1 体形系数与窗墙比

3.3.2 围护结构热工性能计算结果

3.4 静态判断计算结论

3.5 围护结构热工性能的权衡判断

3.5.1 建筑物耗热量指标计算

3.6 建筑物耗热量指标计算结果

4 讨论

4.1 试验方法讨论

4.2 应用探讨

4.3 本文创新点

5 结论

5.1 结论

5.2 展望

6 参考文献

7 致谢