关键词：
装配式建筑
连接节点
热湿传递
建筑构造
摘要：
装配式建筑具有施工简便、工期短、环境影响低、减少人力等优势,符合我国可持续发展的要求。近年来国家政策的推动使得装配式建筑占新建建筑的比例不断提高,与传统现浇建筑相比,装配式建筑建造过程需要由大量预制构件进行现场连接,其构件连接部位易于形成缝隙或形成围护结构热工性能的薄弱环节。因此,连接节点的差异是造成装配式建筑与现浇建筑热工性能造成差异的重要区别。除此之外,连接节点也是容易形成热工缺陷和引起建筑质量通病的关键部位。连接节点除了影响建筑热桥之外,湿度对围护结构性能的影响也不容忽视。目前传统的热工计算方法不能正确的反映装配式建筑的热工特性。本研究根据装配式建筑的建造特性,结合建筑围护结构热湿传递影响机理,研究装配式建筑典型节点的热湿传递情况,提出相应的影响因素并运用计算机仿真软件进行验证,从而为装配式建筑的节能设计和节能标准的制定提供依据。首先,通过对装配式建筑理论的文献检索,构件生产、设计、施工建造全流程的梳理,重点对装配式建筑施工现场连接节点构造进行调研,梳理出装配式建筑连接节点的设计影响因素,总结目前装配式建筑设计以及建造过程中连接节点容易出现的问题以及连接节点的构造方法,提炼出两个典型的装配式建筑连接节点并进行模型简化,其中包括装配式混凝土建筑连接节点以及钢结构建筑连接节点。其次,以提取的装配式建筑典型节点为研究对象,通过热湿迁移理论及其传热机理,对其热湿传递过程进行分析,考虑热、湿以及空气三者共同作用下的热湿迁移过程以及材料物性参数的变化,基于能量守恒定律、菲克定律、达西定律等基本定理,采用毛细压力以及温度作为驱动势,建立了一维传热、传湿的理论计算模型。在此基础上,采用计算机仿真软件COMCOL Multiphysics作为有限元数值模拟工具,选择PDE模块建立提出的以为热湿耦合传递模型,对EN15206国际标准计算结果进行模拟对比分析从而验证理论模型的准确性。以钢结构典型节点为例研究气候对于节点热湿传递的影响,最后根据有限元数值模拟结果进行装配式混凝土建筑连以及钢结构建筑连接节点的优化设计并进行模拟验证对比分析,以钢结构典型节点为例,对四个不同气候分区气象条件下的内部温湿度分布进行研究,装配式建筑连接节点内部的结构或者连接构件都对阻隔了水分传递,研究表明在不同地区产生的湿积累位置可能不同,需要具体分析,另外较大的温度差也为湿传递起到了促进作用。最后,将保温材料、保温构造以及保温层厚度作为控制变量进行研究,研究结果表明在构造中有致密材料阻挡湿传递的情况下,采用夹心保温的保温隔湿效果低于采用外保温,因此在构造设计中应尽量避免局部构造缺失保温材料,这可能会带来严重的热流集中和湿份积累。保温材料厚度的递增不能带来同样的保温、隔湿效果递增。以上研究结论能够有效的降低装配式建筑连接部位的热湿传递,从而可以改善装配式建筑连接部位的热工缺陷,为制定预制装配式体系的节能规范标准提供理论依据。
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