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建筑外墙的温度应力研究

2009-07-08 08:00:00 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

    1 温度场分析结论

    从整个温度场的数值模拟分析可以得出如下的结论:外墙外保温有利于结构墙体温度场的稳定。采用外保温时,结构墙体年温度变化幅度很小(最大值16~240C=80C);采用内保温时,结构墙体年温度变化幅度较大(最大值-8~470C=550C);无保温时,结构墙体年温度变化幅度较大(最大值-5~470C=520C)。外墙做外保温而出挑结构位置(雨篷)不做保温时,出挑构造会产生很明显的“热桥”效应,而与基层墙体连接处会产生非常大的温度应力。采用内保温形式和无保温的墙体结构层冬季日最低温度在处于00C以下(-2.50C左右),最高温度在00C以上(50C左右),在24小时内有部分墙体将经受一个正负温度循环,结构墙体材料将经受冻融循环的耐久性考验,而采用外保温的墙体结构层最低温度均在160C,不会出现冻融循环,因此,外墙外保温更有利于结构墙体的稳定和长期耐久性问题。加气混凝土砂浆模面自保温墙体外层砂浆冬夏温度变化显著、耐久性问题突出,在冬季仍有部分加气混凝土处于负温状态,将受冻融循环的耐久性考验。混凝土夹心岩棉保温板内外混凝土构造层冬夏两季温度变化显著,内外混凝土板将产生不一致的温度应力及变形,而导致相互破坏。同时冬季完全处于负温区工作,仍有冻融循环的耐久性问题。

    2 温度应力分析结论

    温度应力是保温墙体裂缝产生的重要因素。在外墙外保温做法中,保温层被置于外墙外侧,就太阳辐射及环境温度变化对其影响来说,置于保温层之上的抗裂防护层只有3mm~20mm,且保温材料具有较大的热阻,因此在太阳辐射及环境温度变化相同的情况下,外保温抗裂防护层温度变化速度比无保温情况下主体外墙温度变化速度要提高很多。外保温墙体保温及其装饰层一年四季、白天黑夜温度变化较内保温大很多。外表面年温度变化达670C (-10~570C=670C),比无保温的墙体的年变化500C提高近200C。由于内外保温形式墙体温度分布上的差异,致使其温度应力分布完全不同。外保温形式可以使基层墙体的温度变化幅度降低,所受应力减小,而内保温形式由于内保温材料的热阻作用,加剧了基层墙体的温度变化(与不加保温层时比较),因而也使基层内温度应力增大,影响结构基层墙体的使用寿命。但外保温形式也加剧了外饰面层的温度变化幅度及相应的温度应力,对外饰面及其保温、附加层材料性能提出了更高的要求,其耐高温、耐疲劳等长期耐久性能是对外保温技术发展的挑战。因此有必要进一步研究能够满足耐候性和耐久性要求的外墙外保温的系统构造以及材料性能参数指标,而温度应力是对外墙外保温各构造层材料的耐久性的影响是一个不可忽视的因素。对于外部悬挑结构和框架加气混凝土墙如果不做外保温,无论是从建筑节能的角度还是对保温系统和基层墙体的使用寿命角度来说,都是非常不利的。由于温度变化导致的温度应力是导致这些部位保温系统和结构出现破坏的主要因素之一。

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来源:中国砂浆网
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