预制双钢板剪力墙围护结构热力学数值研究

预制双钢板组合剪力墙抗侧力性能表征良好,但由于内部高热导率组件繁多造成不均匀传热,易形成局部低温区域引发结露霉变.基于预制双钢板组合剪力墙围护结构的热力学性能优化,提出一类围护结构构造设计原型,利用COMSOL Multiphysics建立有限元计算模型,结合参数化方法,探究双钢板剪力墙的保温设计参数、结构组件参数对其墙体内部的热流分布影响规律.研究结果表明:保温锚栓形成的点状热桥远大于对拉螺栓,双层钢板塞焊连接处则未出现明显温度波动,相邻构造层中不同连接件应保持一定间距,使热流尽可能通过完整保温层,避免形成连续热桥.相较于无热桥时的理想模型,含连接件时实际模型单位面积的壁面法向总热通量显著增益;改用低热导率保温材料能够明显减少主体法向热通量,但对点状热桥的抑制作用有限,热通量减小梯度随材料热导率减小而增大,保温材料宜将防火性能佳、经济成本低的岩棉或热导率低的EPS作为技术经济性优选;增大板厚能够有效抑制点状热桥处法向热通量,且该作用随板厚增大而减小;连接件在能够达到结构要求时建议优先增大布置间距、减小锚固深度以改善内部温度分布,其次考虑改用低热导率的玻璃钢制连接件改善局部热流,最后在锚固末端加覆保温砂浆或隔热垫块有效削弱热桥的影响.研究得到了法向热通量分布关于保温设计、结构组件中热工相关参数的变化规律,以指导双钢板剪力墙结构体系的围护结构热工设计.