1、隨著城市化進(jìn)程的加快和居民生活質(zhì)量的提高,我國建筑能耗總量呈逐年上升趨勢,單位面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近發(fā)達(dá)國家的3倍以上,建筑節(jié)能工程作為國家十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一,是節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。而建筑外墻的保溫隔熱性能差是建筑能耗高的主要因為之一。
　　 在中原地區(qū)尤其是河南省EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)憑借其多方面的優(yōu)勢,在建筑節(jié)能尤其是既有建筑的節(jié)能改造中應(yīng)用較廣泛。然而,EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)自身的材料性能及與主體結(jié)構(gòu)

2、的材料性能差異較大,在外界不利環(huán)境因素及氣候條件不斷變化下很容易出現(xiàn)裂縫脫落等問題,特別是在夏季高溫時驟降暴雨、冬季加熱后冷凍極端環(huán)境下門窗等洞口附近發(fā)生裂縫的幾率更大。
　　 本文在河南省重大公益科研計劃項目(081100910400)、鄭州市重大科技計劃項目(082SGZS32079)以及鄭州大學(xué)研究生科學(xué)研究基金(重點(diǎn)類A181)課題支持的背景下,采用有限元數(shù)值模擬方法針對EPS板保溫系統(tǒng)裂縫及脫落現(xiàn)象進(jìn)行研究,探討開裂前

3、的溫度場分布,變形情況及應(yīng)力分布規(guī)律,進(jìn)而提出防裂的對策及建議,主要做了以下工作:
　　 1)選取鄭州市某多層砌體結(jié)構(gòu)住宅建筑外墻中的一個帶窗戶洞口的典型開間為研究對象建立有限元模型,采用主臥、次臥及客廳外墻常見的立面尺寸,按照規(guī)范規(guī)定驗證EPS板外保溫復(fù)合墻體厚度方向尺寸滿足鄭州地區(qū)目前的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。文中主要考慮熱傳導(dǎo)和熱對流對外保溫復(fù)合墻體的影響,選定邊值條件,確定材料性能參數(shù),選用耦合場單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。分析中把研究對象看成

4、是立起來的薄板,提出其基本假定,應(yīng)用直接法進(jìn)行有限元計算。
　　 2)探討了夏季極端高溫后驟降暴雨環(huán)境下的EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)熱-結(jié)構(gòu)耦合反應(yīng),分析其溫度場變化、變形情況及應(yīng)力場分布,探討裂縫的成因及規(guī)律。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),聚苯板具有良好的保溫隔熱效果；窗洞附近變形最大,材料先膨脹后收縮,如果適應(yīng)不了這種變化,很容易出現(xiàn)裂縫；聚苯板與砂漿的交界處出現(xiàn)應(yīng)力突變,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中或裂紋。從外保溫復(fù)合墻體中取出一個微平行六面體,探

5、尋水平裂縫、豎向裂縫和窗洞四角斜裂縫及脫落現(xiàn)象產(chǎn)生的因為。
　　 3)探討了冬季加熱后冷凍極端環(huán)境EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)熱-結(jié)構(gòu)耦合反應(yīng),與夏季高溫后驟降暴雨極端環(huán)境進(jìn)行比較,重點(diǎn)針對窗戶洞口附近進(jìn)行分析其溫度、變形及應(yīng)力情況發(fā)現(xiàn),聚苯板層與砂漿層的交界處變形不協(xié)調(diào),應(yīng)力值突變,很容易產(chǎn)生裂縫甚至脫落；溫度升高產(chǎn)生壓應(yīng)力,溫度降低產(chǎn)生拉應(yīng)力,拉應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度是裂縫產(chǎn)生的根源；溫差越大,變形越大,應(yīng)力也越大,因此冬季