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加气块的导热系数和传热系数

时间:2016-03-10 13:52 来源:www.shantuojiancai.com 作者:山拓建材  点击:

在实际生产和应用中,蒸压加气混凝土砌块(以下简称加气块)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。

1 导热系数和传热系数

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 加气块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/T17-20086.1.2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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