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嚴(yán)寒地區(qū)集裝箱活動(dòng)房的熱工性能(完)

2013年7月16日

縫隙部位的熱傳導(dǎo)模型

圖3 縫隙部位的熱傳導(dǎo)模型(方案1)

縫隙部位的熱傳導(dǎo)模型

圖4 縫隙部位的熱傳導(dǎo)模型(方案2)

表2 外墻熱橋部位的內(nèi)表面溫度 ℃

外墻熱橋部位的內(nèi)表面溫度

從表2的計(jì)算數(shù)據(jù)可看出,方案1的門窗框部位以及保溫夾心板垂直交界處的縫隙部位的內(nèi)表面溫度小于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度,存在結(jié)露隱患。從成本角度來看,2種外墻內(nèi)保溫方案的差別不大,但方案2的保溫效果優(yōu)于方案1,且熱橋部位不存在結(jié)露隱患。因此,嚴(yán)寒地區(qū)使用的干貨箱結(jié)構(gòu)的活動(dòng)房如果采用保溫夾心板進(jìn)行裝飾,應(yīng)當(dāng)預(yù)先在箱體內(nèi)表面粘貼足夠厚的保溫材料,并消除粘貼層的接縫。

4 底部保溫結(jié)構(gòu)的熱工性能分析

常規(guī)設(shè)計(jì)的集裝箱活動(dòng)房底部保溫結(jié)構(gòu)見圖5。底部架空,直接與室外空氣接觸,因此冬季室外計(jì)算參數(shù)與前述相同。由于巖棉與鋼質(zhì)底橫梁的熱導(dǎo)率相差懸殊,二者比值為0.00076,超出《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的兩向非均質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)平均熱阻公式修正系數(shù)的取值范圍(0.09≤Φ≤0.99),因此其給出的計(jì)算方法不適用于輕鋼龍骨復(fù)合保溫結(jié)構(gòu),需采用有限元分析方法,模擬復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的熱流密度和兩側(cè)溫度,按傳熱學(xué)公式λ=qδ/(t1-t2)求出復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)的有效熱導(dǎo)率。

常規(guī)設(shè)計(jì)的集裝箱活動(dòng)房底部保溫結(jié)構(gòu)

圖5 常規(guī)設(shè)計(jì)的集裝箱活動(dòng)房底部保溫結(jié)構(gòu)

相關(guān)文獻(xiàn)表明:龍骨翼面寬度對(duì)復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)影響不大,但對(duì)復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的局部多維傳熱影響較大;龍骨高度對(duì)復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)影響很大,龍骨高度越小,熱橋現(xiàn)象越嚴(yán)重;復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)隨龍骨壁厚的增加呈線性上升,且龍骨壁厚越大,熱橋現(xiàn)象越嚴(yán)重;復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)隨龍骨間距的增加而減小,龍骨間距對(duì)鋼龍骨的熱橋效應(yīng)影響甚微。參照國(guó)外輕鋼別墅的熱工資料,在龍骨壁厚2.5mm,高120mm,間距600mm的情況下,龍骨和巖棉平均熱阻的折減系數(shù)約為0.37,集裝箱活動(dòng)房的底部保溫結(jié)構(gòu)若按常規(guī)設(shè)計(jì),其傳熱阻應(yīng)小于1.4m2·K/W,且底橫梁部位存在明顯的熱橋效應(yīng)(見圖6),即使增加底橫梁高度,也不能滿足嚴(yán)寒地區(qū)的保溫要求。

常規(guī)設(shè)計(jì)的集裝箱活動(dòng)房底部保溫結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分布

圖6 常規(guī)設(shè)計(jì)的集裝箱活動(dòng)房底部保溫結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分布

參照冷藏集裝箱的保溫結(jié)構(gòu),嚴(yán)寒地區(qū)的集裝箱活動(dòng)房采用整體聚氨酯發(fā)泡的底部保溫形式(見圖7),墊木為松木,木紋垂直于熱流方向。松木的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14W(/m·K),聚氨酯的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023W(/m·K),平均熱阻公式的修正系數(shù)η=0.9,a形式熱橋的內(nèi)表面溫度公式的修正系數(shù)η=0.85。計(jì)算得出底部傳熱阻Ro=2.8m2·K/W,符合節(jié)能傳熱阻要求;木枕部位的內(nèi)表面溫度θi′=11.5℃,高于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度。

聚氨酯整體發(fā)泡的底部保溫結(jié)構(gòu),集裝箱活動(dòng)房

圖7 聚氨酯整體發(fā)泡的底部保溫結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語(yǔ)

集裝箱活動(dòng)房的結(jié)構(gòu)與輕鋼住宅建筑類似,只能采用單一的內(nèi)保溫方式。為避免熱橋效應(yīng),滿足嚴(yán)寒地區(qū)的使用要求,必須改善集裝箱活動(dòng)房的保溫性能。我國(guó)引進(jìn)輕鋼住宅建筑的時(shí)間不長(zhǎng),對(duì)該領(lǐng)域的熱工研究尚未形成體系。本文結(jié)合《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》和輕鋼復(fù)合墻體的相關(guān)文獻(xiàn)資料,對(duì)集裝箱活動(dòng)房的熱工性能進(jìn)行初步分析,基本確定集裝箱活動(dòng)房的常規(guī)保溫方式無法滿足嚴(yán)寒地區(qū)的要求。

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嚴(yán)寒地區(qū)集裝箱活動(dòng)房的熱工性能(1)

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