嚴寒地區集裝箱活動房的熱工性能(完)

2013年7月16日

圖3 縫隙部位的熱傳導模型(方案1)

圖4 縫隙部位的熱傳導模型(方案2)

表2 外墻熱橋部位的內表面溫度 ℃

從表2的計算數據可看出，方案1的門窗框部位以及保溫夾心板垂直交界處的縫隙部位的內表面溫度小于室內空氣露點溫度，存在結露隱患。從成本角度來看，2種外墻內保溫方案的差別不大，但方案2的保溫效果優于方案1，且熱橋部位不存在結露隱患。因此，嚴寒地區使用的干貨箱結構的活動房如果采用保溫夾心板進行裝飾，應當預先在箱體內表面粘貼足夠厚的保溫材料，并消除粘貼層的接縫。

4 底部保溫結構的熱工性能分析

常規設計的集裝箱活動房底部保溫結構見圖5。底部架空，直接與室外空氣接觸，因此冬季室外計算參數與前述相同。由于巖棉與鋼質底橫梁的熱導率相差懸殊，二者比值為0.00076，超出《民用建筑熱工設計規范》規定的兩向非均質圍護結構平均熱阻公式修正系數的取值范圍（0.09≤Φ≤0.99），因此其給出的計算方法不適用于輕鋼龍骨復合保溫結構，需采用有限元分析方法，模擬復合保溫結構的熱流密度和兩側溫度，按傳熱學公式λ=qδ/（t₁-t₂）求出復合圍護結構的有效熱導率。

圖5 常規設計的集裝箱活動房底部保溫結構

相關文獻表明：龍骨翼面寬度對復合保溫結構的傳熱系數影響不大，但對復合保溫結構的局部多維傳熱影響較大；龍骨高度對復合保溫結構的傳熱系數影響很大，龍骨高度越小，熱橋現象越嚴重；復合保溫結構的傳熱系數隨龍骨壁厚的增加呈線性上升，且龍骨壁厚越大，熱橋現象越嚴重；復合保溫結構的傳熱系數隨龍骨間距的增加而減小，龍骨間距對鋼龍骨的熱橋效應影響甚微。參照國外輕鋼別墅的熱工資料，在龍骨壁厚2.5mm，高120mm，間距600mm的情況下，龍骨和巖棉平均熱阻的折減系數約為0.37，集裝箱活動房的底部保溫結構若按常規設計，其傳熱阻應小于1.4m²·K/W，且底橫梁部位存在明顯的熱橋效應（見圖6），即使增加底橫梁高度，也不能滿足嚴寒地區的保溫要求。

圖6 常規設計的集裝箱活動房底部保溫結構的溫度場分布

參照冷藏集裝箱的保溫結構，嚴寒地區的集裝箱活動房采用整體聚氨酯發泡的底部保溫形式（見圖7），墊木為松木，木紋垂直于熱流方向。松木的導熱系數為0.14W（/m·K），聚氨酯的導熱系數為0.023W（/m·K），平均熱阻公式的修正系數η=0.9，a形式熱橋的內表面溫度公式的修正系數η=0.85。計算得出底部傳熱阻R_o=2.8m²·K/W，符合節能傳熱阻要求；木枕部位的內表面溫度θ_i′=11.5℃，高于室內空氣露點溫度。

圖7 聚氨酯整體發泡的底部保溫結構

5 結束語

集裝箱活動房的結構與輕鋼住宅建筑類似，只能采用單一的內保溫方式。為避免熱橋效應，滿足嚴寒地區的使用要求，必須改善集裝箱活動房的保溫性能。我國引進輕鋼住宅建筑的時間不長，對該領域的熱工研究尚未形成體系。本文結合《民用建筑熱工設計規范》和輕鋼復合墻體的相關文獻資料，對集裝箱活動房的熱工性能進行初步分析，基本確定集裝箱活動房的常規保溫方式無法滿足嚴寒地區的要求。

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嚴寒地區集裝箱活動房的熱工性能(1)

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