中国电建集团海南电力设计研究院有限公司 海南海口 571100
摘要：本文针对装配式结构特点及其对保温隔热性能的影响，提出了提高结构整体保温隔热性能的具体措施，并根据传热学理论，提出了结构整体散热系数概念，给出了一种测试结构整体保温隔热性能的试验方法。
关键词：装配式结构；保温隔热；措施；试验测试
1装配式结构的特点及其对保温隔热性能的影响
装配式结构是由预制构件组装而成的工程结构，拼缝处成为结构传热散热的主要部位，特别是用于气候较差地区的工程保障装配式结构，为适应恶劣天气条件下的尽快保障要求，单构件尺寸与质量较小，结构拼缝较多、缝间隙较大，造成结构整体保温隔热性能较低。同时，要求结构具有较高的力学强度，构件材料通常采用型钢、波纹钢等金属材料或金属材料复合结构，构件材料本身传热系数大，不利于结构保温隔热。
2装配式结构的保温隔热措施
2.1采用非金属材料或复合材料，提高构件自身的保温隔热性能
装配式结构的构件通常为组合板式或骨架与被覆板组合式，在满足力学强度要求的前提下，板构件通过采用玻璃钢、增强塑料、泡沫或蜂窝夹芯板、纤维夹层板等低传热材料，提高构件自身的保温隔热性能。玻璃钢面板蜂窝夹层复合材料已在不少地区中得到广泛使用，试验表明该材料具有较好的保温隔热效果。近年来，随着泡沫（蜂窝）金属生产工艺的不断发展与成熟，泡沫铝、蜂窝铝等材料在新型材料装配式研制中得到应用，与普通金属材料相比，泡沫金属传热系数大大降低，且具有比强度高、耐久防腐、环保无毒等优异性能。
2.2采取内衬或外包保温层方式，提高结构整体的保温隔热性能
保温隔热材料通常指密度小、强度低的松软材料以及泡沫类、蜂窝类材料，比如各类棉毡、纤维织物、发泡聚合物、纸蜂窝及塑料蜂窝等，不宜甚至不能直接用作受力构件材料。通过将此类保温隔热材料或其复合材料制成硬质板式或柔性毡式，内衬于结构内表面或包覆于结构外围用作保温层，并使保温层拼缝与结构构件拼缝相互错开，增强结构整体密闭性，以提高结构整体保温隔热性能。
采取内衬式保温隔热层方式时，首先，保温隔热层不影响结构构件的原有设计性能，不会造成结构强度降低；其次，保温隔热层可与结构内饰设计相结合，使结构内部具有较好的装饰效果；再次，保温隔热层与结构外围介质（如回填土）之间有结构构件相隔离，不易受潮，不承受外围荷载，敷设方便，耐久性好，能够较好地提高结构的保温隔热效果。内衬式硬质复合板保温层可采取模块化拼装，利于快速拼装与撤收，方便装载运输，可重复使用。柔性毡式保温层可采取悬挂式或黏贴式附着于结构内表面，对不规整结构和内表面不平整结构具有较好的适应性，附设方式灵活，保温性能较好。
当结构内部空间受限或不便于采取内衬式保温隔热层措施时，采取外包保温隔热层方式也能较好地提高结构整体保温隔热性能，且不占用结构内部空间，安全又方便。硬质保温隔热材料可做成板式，贴附于结构外表面；柔性保温隔热材料可做成毡式，包覆于结构外围。采用外包式保温隔热层措施时，要求保温隔热层具有一定的力学强度，能够在承受外围荷载（如覆土静载）条件下不破损失效，同时要求保温隔热层在使用环境中避免发生受潮吸湿而失效的问题，施工时应做好防潮防吸湿处理。
2.3采取合理的构筑设置方式，提高结构整体的保温隔热效果
不同的构筑设置方式也将直接影响结构的整体保温隔热效果，构件间拼缝往往是影响结构整体保温隔热性能的主要部位。构筑设置时，应通过平整场地、夯实基础等措施尽量减小构件间拼缝，力求拼缝严密。同时，对结构间拼缝可采取涂胶封堵、加塞胶条、粘贴胶带等方式，增强结构气密性，阻断拼缝处结构内外的热交换。此外，在选择结构设置位置时，应避开风口处和低洼潮湿、易积水处，对结构上的主要孔口采取适当遮挡措施，以减小结构热损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当结构外采取回填或堆积围护时，紧贴结构的材料尽量选用较干燥的土壤或细沙，或者采用草苫子、农作物秸秆等就便材料进行保温隔热围护。
3装配式结构保温隔热性能试验测试方法
3.1合理确定结构保温隔热性能试验条件
1）合理确定试验初始状态
结构整体保温隔热性能试验测试是针对结构自身保温隔热性能的测试，测试结果应反映结构自身的保温隔热性能。试验条件设置时应统一结构的试验设置状态，包括按设计要求完成结构构件组装、完成配套保温隔热措施附设（当结构设计有保温隔热措施时）及外围介质、环境温湿度、风速等条件设置，排除结构自身以外影响因素差异对测试结果的影响。
结构整体保温隔热性能试验，通常应采用结构原型进行试验测试，结构拼缝与构件拼装状态应最大程度接近实际状态，结构气密性应反映实际使用状态，以便真实反映结构的整体保温隔热效果。结构原型，特别是用于战场上人员、装备、物资器材的防护结构通常幅员较大，为便于试验实施，试验场地宜选在大空间室内，确保室内温湿度等环境条件的稳定。
2）合理确定结构内外温度差
结构整体保温隔热性能试验测试中，结构内外温度可根据结构的预定使用环境条件或实验室设备保障条件确定。通常情况下，结构外部温度可调控在温度范围－20℃～+10℃之间或者在寒冷季节取室内常温，结构内部温度可调控在温度范围+20℃～+40℃之间，结构内外温差维持在30℃左右。选取此试验温度范围对试验配套设备要求不太高，便于实施，可保证试验具有较好的经济性。当对不同结构进行对比试验测评时，应尽可能选取一致的试验温度（相同的温度及温差），或根据结构构件及保温隔热层材料特性选取合理的试验温度，防止温度过高造成火灾。
3）合理确定结构内外温度测点位置
为准确测定结构内、外温度值，在结构内部和外侧合理布设温度测点，确保测点温度值能够准确真实反映结构内外温度情况，通常在结构前、中、后和上、中、下的不同部位布设温度测点，各测点应距离结构表面不小于150mm，要求结构内（外）的任意2个温度计读数相差不超过2℃，确保结构内（外）温度均匀。
3.2结构整体保温隔热性能试验测试
根据上文讨论确定的试验条件进行结构整体保温隔热性能试验测试时，在结构内部采用加热设备（，式中：K为结构整体散热系数，W/（m2?℃）；W为加热设备总功率，W；A为结构整体外表面面积，m2；ΔT为结构内外温度差计算值，℃。）进行均匀加热，定时记录结构内（外）各温度测点读数，每隔15min记录一次温度读数。若在30min内，结构内（外）任意温度测点读数的变化不大于2℃，认为此时该结构整体单位时间热损失量与加热设备的加热功率达到平衡状态。之后每隔15min记录一次各温度测点温度读数和加热设备功率，共记录4组。根据相关数据及计算方法求的结果可知，结构整体散热系数K越小，表征结构整体热损失率越小，表明结构整体保温隔热性能越好。
结语
在工业与民用中，装配式结构具有拆装便捷、利于集中存储、便于机动运输、可重复使用等诸多优势，应用领域与使用地域不断拓展。装配式结构具有自身结构特点和使用时现场拼装等特殊性，其整体保温隔热性能测试与评价涉及影响因素多，合理确定试验条件，科学选用试验设备、仪器仪表和准确测定各相关参数难度大，辐射、对流、传导等各种散热方式关系复杂，因此试验测试方法还有待不断深入研究与完善。
参考文献：
[1]朱晓琳.装配式复合墙结构体系外围护结构保温性能研究与评价[D].西安建筑科技大学，2018.
[2]崔士起，刘文政，石磊，等.装配式混凝土结构套筒灌浆饱满度检测试验研究[J].建筑结构，2018（2）：40-47.
论文作者:庄永廉
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/24
标签：结构论文; 性能论文; 温度论文; 构件论文; 较好论文; 测试论文; 材料论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;