木塑集成框剪结构墙体保温性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

木塑复合材料是一类由木质纤维和高分子塑料为主要原料复合而成的新型材料，具有强度高、防腐、防水、防火、结构多样、易加工和易连接等优异性能，被广泛应用于建筑及装饰领域。木塑建筑以轻钢结构为主，普遍存在建筑环境效能低、施工周期长及居住舒适性差等不足。运用现代木结构设计方法将木塑与木结构相结合，是发挥木塑材料在建筑中优异性能的有效技术手段。墙体在建筑中所占比重较大，是影响房屋建筑物理性能的关键。木塑集成框剪墙体结构以胶合木为框架，以木塑为墙骨柱、外墙板及内饰板等。依据传热学理论对集成墙体保温性能进行设计、测试、评价与结构优化。为木塑墙体在木结构中设计应用提供依据。

2. 国内外研究现状分析

发展外墙保温技术和新型节能材料是实现节能的主要方式，尽管在16 世纪欧洲就已出现外墙外保温技术，但只是在1973 年世界性的石油危机以后，外墙外保温技术才在许多国家得到长足的发展。1975年，美国林业纸业协会出版了《energy conservation study-a performance comparison of a wood-frame and a masonry structure》技术报告。在该报告中，他们对处于相同环境下的一所木结构房屋与一所砖混结构房屋的保温性能进行了研究，这两所房屋除墙体和基础做法之外，材料和构造完全相同，经过一年的长时间检测，发现木结构建筑的保温性能优异，且节能效果比砖混结构建筑优异，相较于砖混结构建筑可节能23%( american forest paper association 1975 )。

1979年，美国forest products laboratory对轻型木结构建筑的节能效果进行了大量的科学研究，并形成了完整的技术报告，为以后轻型木结构建筑的发展提供了强有力的科学依据(gerald e.sherwood 1979 )。

美国工程木材协会(apa)于2008年出版的《build energy efficient walls》从使用木材、提高气密性、采用优异的保温隔热材料、提高门窗保温性能、合理选用安装暖通空调五个方面详细介绍了如何提高建筑节能效果(the engineered wood association 2008 )。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容及方案：1）框剪结构试验用墙体制作。2）基于一维稳态传热的原理，在墙体试件两侧的箱体（分别为冷箱和热箱）内布置测点，设置好冷面所需的温度条件，设定测点温度的间隔时间20min，直至达到稳态后的这一段时间，记录每次间隔时间的外墙空气温度、外墙每个测点的温度、内墙空气温度、内墙每个测点的温度以及热流温度。3）数据计算及分析。

试验材料：胶合木、spf规格材、杉木、9厚石膏板（尺寸为9mm厚，长宽为865mm834mm）、9厚osb板（尺寸为9mm厚，长宽为1105mm910mm）、呼吸纸（尺寸为1105mm910mm）、塑料薄膜（尺寸为865mm834mm）

钉子材料：螺钉（钉长规格为80mm、30mm），直钉（钉长规格为42mm）。

4. 研究创新点

首次将新型环保材料木塑复合材集成应用于木结构建筑墙体，充分发挥木塑材料良好的热绝缘性及装饰性能，且制成的木塑集成框剪墙体结构增加了墙体空气间隙，形成中空结构，可获得更好保温隔热性能，以弥补现有轻钢结构为主的木塑建筑因保温隔热性能差导致的居住舒适性差等不足。