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蒸压​加气混凝土的导热系数和传热系数(1)

作者:内蒙古蓝天伟业有限公司 来源:内蒙古蓝天伟业有限公司 日期:2016-11-22 11:07:55 人气:15 评论:0 标签:蒸压​加气混凝土 导热系数 传热系数

蒸压加气混凝土的导热系数和传热系数(1)

在实际生产和应用中,蒸压加气混凝土的导热系数在各种不同的标准和规范中要求和取值不同,容易产生误解;而传热系数和平均传热系数也较容易混淆。本文尝试用简单明了的语言,对有关概念和取值进行阐释和说明。若有不对之处,请批评指正。

蒸压加气混凝土

1 导热系数和传热系数

根据资料[1],导热系数和传热系数的物理意义是,

—— 导热系数λ:在稳定传热状态下当材料层厚度为1m、两表面的温差为1℃(1K)时,在单位时间内通过1m2截面积的导热量[W/(m·K)]。

—— 传热系数K:当围护结构两侧(空气)温度差1℃(1K)时,在单位时间里通过平壁单位面积的传热量[W/(m2·K)]。

各种物质(气体、液体、固体)的导热系数数值范围和性质有所不同,而且一般地说,各种物质的导热系数还分别与当时的压力、温度、密度、含湿量有关。因此,导热系数是某物质(在建筑工程中就是某种建筑材料)本身的物理指标,只与材料本身性质有关;而传热系数是围护结构的指标,与围护结构的构造层次、各层次的材料等因素有关。

2 蒸压加气混凝土的导热系数和导热系数设计计算值

2.1蒸压加气混凝土导热系数要求

在砌块标准GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中,规定了加气砌块宏观和外在的质量指标:外观质量和强度、容重,还规定了内在的质量指标:干燥收缩值、抗冻性和导热系数(摘录在表1中)。因此,在加气砌块标准中,导热系数是评价蒸压加气混凝土质量的一个重要指标。

1 蒸压加气混凝土导热系数要求

干密度级别

B03

B04

B05

B06

B07

B08

导热系数(干态)

/[W/(m·K)]         ≤

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

在标准中规定了以干态为测试的标准状态,是因为测试时应有统一的基准,而干态是公认的、而且是容易达到的基准。

2.2 蒸压加气混凝土导热系数设计计算值λc

上面已说明,材料的导热系数与许多因素有关。在实际使用过程中的加气砌块,与GB11968规定的干态基准有差异,即实际使用时,加气砌块不是绝干的,是含有一定水份的。众所周知,加气砌块在出釜时是含有大约30%~40%(重量含水率)的水份的。在砌成墙体后,水份散发,逐渐达到平衡状态,即墙体散发和吸收(空气中)水份达到平衡态(气干状态)。此时,墙体仍含有部分水份,称为平衡含水率。

JGJ/T17-2008《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》中考虑了加气墙体的平衡含水率,认为(认定、假设)墙体的平衡含水率为3%(体积含水率)。体积含水率为3%时,换算成重量含水率时,与其干密度有关。假设加气砌块的干密度为500kg/m3,则体积含水率为3%相当于重量含水率为6%。这与通常认为的加气墙体平衡含水率在2%~6%是相符合的。

当加气墙体不处于绝干状态,而处于平衡含水状态时,就不能采用表1中加气材料本身的数值了。这是一方面。

另一方面是,加气墙体是加气砌块采用砂浆砌筑起来的。而砂浆的导热系数比加气砌块的导热系数大许多。当采用砌筑灰缝厚度为15mm时,灰缝占墙面面积的8%左右。这会影响到墙体的传热量,也不能采用表1中加气材料本身的的数值。

为此,考虑以上实际情况,在JGJ/T17-2008的表6.1.2中给出了导热系数和蓄热系数(进行修正的道理相同)的设计计算值,摘录在表2中。

2 蒸压加气混凝土材料导热系数和蓄热系数设计计算值

围护结构

类别

干密度

理论计算值

(体积含水量3%条件下)

灰缝影响系数

设计计算值

导热系数λ

[W/(m·K)]

蓄热系数S [W/(m2·K)]

导热系数λc

[W/(m·K)]

蓄热系数Sc [W/(m2·K)]

单一结构

400

0.13

2.06

1.25

0.16

2.58

500

0.16

2.61

1.25

0.20

3.26

600

0.19

3.01

1.25

0.24

3.76

700

0.22

3.49

1.25

0.28

4.36

JGJ/T17-2008表6.1.2的注是值得关注的。原文如下:

“当加气混凝土砌块和条板之间采用粘结砂浆,且灰缝≤3mm时,灰缝影响系数取1.00。”

该注的意义是,当灰缝很薄时,灰缝对墙体传热的影响可以忽略不计,即不予修正。

综合来说,根据砌筑方法的不同(即灰缝厚度不同),加气混凝土导热系数的设计计算值是不同的。为更明了化,再次列在表3中。

3 不同砌筑方法时加气材料的导热系数和蓄热系数设计计算值

砌筑方法

薄层砌筑

(灰缝≤3mm)

普通砌筑

(灰缝约15mm)

围护结构

类别

干密度

导热系数λc

[W/(m·K)]

蓄热系数Sc [W/(m2·K)]

导热系数λc

[W/(m·K)]

蓄热系数Sc [W/(m2·K)]

单一结构

400

0.13

2.06

0.16

2.58

500

0.16

2.61

0.20

3.26

600

0.19

3.01

0.24

3.76

700

0.22

3.49

0.28

4.36

采用表中的数据,可以计算出不同容重蒸压加气混凝土、在不同砌筑方法时,不同厚度外墙的传热阻、传热系数和热惰性指标。表4给出了两个级别、不同砌筑方法的墙体的传热系数和热惰性指标的计算结果。

从表4中可以看出,外墙热阻是与墙体厚度成正比关系的,但应注意,传热系数与厚度不成反比。

墙体热惰性指标反应了墙体的热稳定性,其值越大,则墙体热稳定性越好。通常认为,重质材料构成的墙体热稳定性好,轻质材料构成的墙体热稳定性差。与计算结果并不完全一致。但从表4中看出, B05级薄层砌筑墙体的热惰性指标比相同厚度的、B06级普通砌筑墙体还高,与传统概念不完全一致。计算结果也反映了加气砌块在外墙应用时(200mm)具有较好的热稳定性。

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