一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及保溫材料热工参数算法领域，具体是一种关于多孔砖保溫搁块传热系 数的计算模型。
【背景技术】
[0002] 在全世界能源紧张的背景下，我国能源形势越发严峻。我国的节能设计标准逐渐 提高，在1981年的建筑设计规范基础上，1988年已将节能30%的要求写入规范，至1996年 的《民用建筑节能设计标准》已要求采暖能耗降低50%。为了与国际接轨，我国的节能标准 JGJ26-2010《严重寒冷和寒冷地区居住建筑节能设计标准》将节能目标提高到65%，但我 国只有一线经济发达城市开始实施此标准。要实现运一目标需要在围护体系设计、新型保 溫材料的使用、供暖体系和施工工艺等方面做突破。如何设计出符合节能要求的围护体系， 新型保溫材料的设计、检测与研究显得尤为重要。因此快速设计并制备出符合传热系数设 计要求的各种保溫材料具有重要的意义。
[0003] 各种基体混凝±小型空屯、搁块和多孔砖是我国近年来发展较迅速的一种新型墙 体材料，尤为突出的是煤杆石多孔砖和保溫搁块，施工时不需做保溫处理，能满足围护体系 的力学性能和保溫隔热性能要求，节能、节上、节地环保，是实屯、粘上砖的最佳替代产品，在 未来民用建筑和公共建筑中占主导地位。
[0004] 各种多孔砖、空屯、搁块在设计时需符合各个国家标准和技术规程的要求，而且要 满足生产时的设备配置和工艺特点。非均质（多孔型）保溫材料的传统设计方法，都是利 用热阻法，结合基本传热方程进行计算W达到标准要求。
[0005] 传统设计方法具有通用性，但未系统分析孔桐率、填充材料导热系数、空气层厚 度、孔的长宽比等参数与保溫材料传热系数之间的关系，未考虑实际使用的溫度、湿度等外 在因素对材料热工性能的影响。因此传统经验方法计算所得传热系数与实际使用的传热系 数存在一定的误差。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，W解决现有 技术计算方法误差较大的问题。
[0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0008] -种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，其特征在于：将多孔砖或搁块的 基体材料制备成可W使用双平板导热仪测试的标准板，利用双平板导热仪测试出〇°C下多 孔砖基体和填充材料的导热系数，并获得除空气间层外的溫度线性系数a、不同环境条件 的湿度修正系数=
[0009] 若多孔砖保溫材料为均质层状材料，利用下述方程算出其传热系数K:
[0010] CN105116006A 说明书 2/6 页
[0011] 公式（1)中，式中S1为每层材料的厚度，A1。为对应每层材料〇°c的导热系数，t 为实际使用溫度；
[0012] 若多孔砖保溫材料为非均质多孔型材料，利用下述方程算出其传热系数K:
[001引公式似、（3)中，为湿度修正系数，无量纲参数，昨为多孔保溫材料的n-m各 非均质层的热阻，单位为m2,k/w，A1,。为第i层第j列的材料在or的导热系数，F1,指第i层第j列的材料垂直于热流方向的面积。
[0016] 所述的一种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，其特征在于：将多孔砖基 体材料的溫度线性系数a考虑在传热系数计算模型内。
[0017] 所述的一种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，其特征在于：提出湿度修
正系数 将外界的相对湿度考虑在传热系数计算模型内。 ?
[0018] 所述的一种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，其特征在于：计算模型中 空气间层导热系数一律用热阻转换后的当量导热系数再代入。
[0019] 所述的一种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，其特征在于：计算模型为 多孔砖或保溫搁块整体使用时的传热系数，非整个围护体系的传热系数，并未将传统计算 时的内外侧表面热阻考虑在内。
[0020] 本发明所提出的传热系数系数的计算模型综合考虑各种设计因素和使用工况，完 善修正了传统计算模型，对工程中各种多孔保溫材料块型的确定和调整提高理论依据。
[0021] 通过W上的技术方案，本发明所提供的一种多孔砖或保溫搁块传热系数的计算模 型，能够获得多个块型设计参数和使用工况条件下的理论传热系数（为考虑两侧的内外热 阻，依据实际使用条件可串联相加），无需制备大量的搁块进行测试来验证传热系数，所得 传热系数误差较小。
【附图说明】
[0022] 图1是具体实施例中1块型的S维图。
[0023] 图2是具体实施例中1块型的俯视图。
【具体实施方式】
[0024] -种关于多孔砖保溫搁块传热系数的计算模型，将多孔砖或搁块的基体材料制备 成可W使用双平板导热仪测试的标准板，利用双平板导热仪测试出〇°C下多孔砖基体和填 充材料的导热系数，并获得除空气间层外的溫度线性系数a、不同环境条件的湿度修正系 '数浸劈..
[00巧]若多孔砖保溫材料为均质层状材料，利用下述方程算出其传热系数K:
[0027] 公式（1)中，式中5 1为每层材料的厚度，A10为对应每层材料〇°C的导热系数，t 为实际使用溫度；
[0028] 若多孔砖保溫材料为非均质多孔型材料，利用下述方程算出其传热系数K:
[003。 公式似、（3)中，为湿度修正系数，无量纲参数，Ri为多孔保溫材料的n-m各 非均质层的热阻，单位为m2,k/w，A1,。为第i层第j列的材料在or的导热系数，F1,指第i层第j列的材料垂直于热流方向的面积，若为空气层则直接用当量导热系数，见表1，按不 同厚度空气间层热阻转换成不同厚度空气层的当量导热系数。
[0032] 表1不同厚度空气间层热阻与当量导热系数换算表
[0033] CN105116006A 说明书 4/6 页
[0034] 本发明将多孔砖基体材料的溫度线性系数a考虑在传热系数计算模型内。
[0035] 本发明提出湿度修正系数
将外界的相对湿度考虑在传热系数计 算模型内。
[0036] 本发明计算模型中空气间层导热系数一律用热阻转换后的当量导热系数再代入。
[0037] 本发明计算模型为多孔砖或保溫搁块整体使用时的传热系数，非整个围护体系的 传热系数，并未将传统计算时的内外侧表面热阻考虑在内。
[00測具体实施例：
[00測 实施块型1 :
[0040] 第一种块型孔桐率36. 8%，规格为390X190X190mm，S维图见图1，俯视图见图 2,确定基体材料为煤杆石混凝±，制备并测试基体材料0°C下的导热系数，确定溫度系数， 结合入i〇(l+at)确定10°C下基体材料的导热系数入w(l+at) = 0. 84w/m.k;W冬季为例， 热流垂直空气间层时，依据表1，确定30mm厚空气间层导热系数0. 176w/m.k;外界湿度，取 合肥地区相对湿度！!>= 30%，带入模型，计算如下：
[0041] 第1、3、5、7层为均质层，厚度皆为25mm，利用
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[0044]第2、4、6层为非均质层，每一层按照公式先算出非均质层热阻
[0056] 最后算出非均质层总热阻
[0057] 最后结合
交相对湿度11>=30%算出： CN105116006A 说明书 6/6 页
[0058]
[0059] 最后所得传热系数与实际使用条件下的传热系数误差较小，已用稳态传热性能测 试装置测试验证。对于190mm厚度的煤杆石保溫搁块，其当量导热系数相当于0. 34w/m.k， 由原来纯煤杆石混凝±基体材料l〇°C下导热系数的0. 84降低到0. 34(w/m.k)，保溫效果大 巾呂提局。
【主权项】
1. 一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，其特征在于：将多孔砖或砌块的基 体材料制备成可以使用双平板导热仪测试的标准板，利用双平板导热仪测试出〇°c下多孔 砖基体和填充材料的导热系数，并获得除空气间层外的温度线性系数a、不同环境条件的 湿度修正系数; 若多孔砖保温材料为均质层状材料，利用下述方程算出其传热系数K: 、'-' 、1乂， 公式a)中，式中\为每层材料的厚度，ai。为对应每层材料〇°c的导热系数，t为实 际使用温度； 若多孔砖保温材料为非均质多孔型材料，利用下述方程算出其传热系数K: 'V：/? 公式（2)、（3)中，%^为湿度修正系数，无量纲参数，民为多孔保温材料的n-m各非均 质层的热阻，单位为m2.k/w，Au。为第i层第j列的材料在〇°C的导热系数，F指第i层第j列的材料垂直于热流方向的面积。2. 根据权利要求1所述的一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，其特征在 于：将多孔砖基体材料的温度线性系数a考虑在传热系数计算模型内。3. 根据权利要求1所述的一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，其特征在 于：提出湿度修正系I得外界的相对湿度也考虑在传热系数计算模型 内。4. 根据权利要求1所述的一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，其特征在 于：计算模型中空气间层导热系数一律用热阻转换后的当量导热系数再代入。5. 根据权利要求1所述的一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，其特征在 于：计算模型为多孔砖或保温砌块整体使用时的传热系数，非整个围护体系的传热系数，并 未将传统计算时的内外侧表面热阻考虑在内。
【专利摘要】本发明公开了一种关于多孔砖保温砌块传热系数的计算模型，将多个块型影响因素（随温度变化的基体材料导热系数、孔型尺寸、不同厚度下空气层的当量导热系数、填充材料导热系数）以及外界湿度的影响，修正基础热阻计算公式所得多孔砖、保温砌块传热系数的计算模型。本发明所得计算模型适用于煤矸石混凝土或其他材料作为基体的多孔砖或保温砌块传热系数的确定，考虑因素全面，可靠性高，可为保温材料的设计与调整提供理论依据，节材节时节力。
【IPC分类】G01N25/18
【公开号】CN105116006
【申请号】CN201510485911
【发明人】李萍, 孙道胜, 王爱国, 李静, 李燕, 徐海燕, 刘开伟
【申请人】安徽建筑大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月10日