本发明属于建筑领域,具体涉及一种适用极端环境下的围护系统设计方法。
背景技术:
目前基于经济成本、能源产地、安全防护等因素的考虑,石油天然气管道、发电站、野外科研站、气象观测站等应用的无人化监控站点大多设于南北极荒漠戈壁、无人海岛等偏远地区。使无人化监控站点陷于极热极寒、风沙、缺水缺电、无风无光等极端环境之下,易造成设备故障或失效,地理位置的偏远给设备的检修带来不便,留下安全隐患。
故急需一种保温性好的围护结构能实现整体系统低能耗,并能解决寒冷地区冬季-60℃以下低温无外电依托的问题。并能根据当地气候特点,我们可选用不同的保温材料,达到设备正常工作环境温度。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种适用极端环境下的围护系统设计方法,以设计出一种适用极端环境下的围护结构,能根据当地气候特点,我们可选用不同的保温材料,达到设备正常工作环境温度。
为实现上述目的,本发明具体提供的技术方案为:一种适用极端环境下的围护系统设计方法,所述围护结构内到外依次设置内部复合层、结构层和外部复合层;
其中所述围护结构传热系数k值计算:k=1/r0=1/(ri+r+re)=1/(ri+d/λ+re)
ri,内表面换热阻;re,外表面换热阻;d,本系统采用gbs保温一体板厚度;λ,本系统采用gbs保温一体板导热系数;
所述围护结构基本耗热量,按下式计算:
q=afk(tn-tw)
q—围护结构的基本耗热量(w);a—围护结构温差修正系数;f—围护结构的面积(m2);k—围护结构的传热系数[w/(m2·℃)];tn—冬季室内计算温度℃;tw—供暖室外计算温度℃。
进一步设置,所述结构层包括保温防火材料、防静电材料和结构材料。
进一步,所述保温防火材料为发泡pu板、发泡水泥、水泥纤维板、石膏板、玻镁板、瓷砖、金属集成墙板、彩铝板、彩钢一种或多种组成。
进一步,所述防静电材料为岩棉板,橡塑板、xps挤塑板、聚苯颗粒板、eps聚苯板、大棚膜、木地板、复合地板、实木地板、塑料集成墙板、竹木纤维集成墙板一种或多种组成。
进一步,所述结构材料为槽钢、c型钢、方管、圆管、角钢一种或多种组成。
进一步,所述围护结构的厚度为30mm-500mm。
进一步,所述内部复合层为:保温防火材料层、自带装饰面的防静电材料层,内部复合层实现保温功能和提供满足要求的内部界面。
进一步,所述外部复合层为:结构材料,带外部装饰层的金属围护,为整个系统提供结构支撑和外部界面。
本系统围护结构具有以下优点:
一、导热系数低,热工性能好。
二、具有防潮、防水性能。保温板的闭孔率在90%以上,属于憎水性材料,不会因吸潮增大导热系数,墙面也不会渗水。
三、防火,阻燃,耐高温。保温板可添加阻燃剂,是一种难燃的自熄性材料,它的软化点可达到250摄氏度以上,仅在较高温度时才会出现分解,而且在高温下也不产生有害气体。
四、抗变形能力强,不易开裂,饰面稳定、安全。
五、材料孔隙率结构稳定,基本上是闭孔结构,不仅保温性能优良,而且抗冻融、吸声性好。在正常使用与维修的条件下,材料寿命可达到30年以上;能够做到在结构的寿命期正常使用条件下,在干燥、潮湿或电化腐蚀,以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因影响,都不会受到破坏。
具体实施方式
一种适用极端环境下的围护系统设计方法,其中所述围护结构传热系数k值计算:k=1/r0=1/(ri+r+re)=1/(ri+d/λ+re)
ri,内表面换热阻;re,外表面换热阻;d,本系统采用gbs保温一体板厚度;λ,本系统采用gbs保温一体板导热系数;
所述围护结构基本耗热量,按下式计算:
q=afk(tn-tw)
q—围护结构的基本耗热量(w);a—围护结构温差修正系数;f—围护结构的面积(m2);k—围护结构的传热系数[w/(m2·℃)];tn—冬季室内计算温度℃;tw—供暖室外计算温度℃。
通过上述公式运用计算,得到下列实施例:
上述实施例中,从保温性能来看,方案四的选型最有利。
本系统围护结构具有以下优点:导热系数低,热工性能好。具有防潮、防水性能。保温板的闭孔率在90%以上,属于憎水性材料,不会因吸潮增大导热系数,墙面也不会渗水。防火,阻燃,耐高温。保温板可添加阻燃剂,是一种难燃的自熄性材料,它的软化点可达到250摄氏度以上,仅在较高温度时才会出现分解,而且在高温下也不产生有害气体。抗变形能力强,不易开裂,饰面稳定、安全。
材料孔隙率结构稳定,基本上是闭孔结构,不仅保温性能优良,而且抗冻融、吸声性好。在正常使用与维修的条件下,材料寿命可达到30年以上;能够做到在结构的寿命期正常使用条件下,在干燥、潮湿或电化腐蚀,以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因影响,都不会受到破坏。