【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑热工与建筑节能领域，特别是涉及在装配式建筑预制剪力墙中，固有公差而引起的温度和质量缺陷。以实际工程项目为研究对象，提供线传热系数ψ的快速而精确的计算模型。
技术介绍
1、随着建造需求的增加，传统建造业在满足当前发展需要方面受到限制。为了解决这些问题，中国正在大力发展装配式建筑，寻求提高工业化水平，装配式建筑具有明显的优势，如生态护理，快速建设，极端精确和易于接受的制造工艺。
2、然而，预制构件为现场组装提供了各种结构接头，如减轻温度应力的膨胀接头等，此外，填料的尺寸公差经常破坏保温层，对建筑物的热效率形成较大的影响。然而，大多数关于预制混凝土剪力墙连接的研究主要集中在地震响应和力学性能方面，忽视了它们对热桥效应的实质性影响及其后续对能量分析的影响。与结构性能相比，预制构件的热性能在当前的研究中仍然相对较少受到关注，尽管有待改进。这种差异在剪力墙结构中尤其明显，因为剪力墙结构的构件往往更复杂。
3、近年来，许多学者进行了广泛的数值和实验研究，以评估热桥对能源需求的影响，特别是在隔热良好的建筑物中。研究表明，热桥可以导致高达30％的额外热损失通过建筑围护结构。就装配式建筑而言，由于接缝数量的增加，这一比例预计将更高。然而，该领域的研究仍然相对有限，主要是由于稀缺的数据和地区多样性。
4、准确有效的热桥效应预测模型对设计师和决策者来说至关重要，从热性能的角度为预制构件的生产提供了有价值的见解。传统上，使用有限元模型来探索热性能确保了高精度；然而，相关的高计算成本和专业知识使得这种方
5、cn116537439a公开了一种装配式保温砌砖，该专利主要通过改变预制建筑构件结构，通过保温填充空腔替代建筑外保温，从而减少保温层存在缝隙所导致的热桥效应。但其结构制作相对复杂，且并未对其实际应用效果的热性能优势进行综合评价。此外，现有工程建筑中预制构件主要为钢筋混凝土结构，更具缩短工期、结构防震性能优的优势。
6、cn116446518a公开了一种装配式钢结构建筑体系及其节能方法，提出了预制构件存在的外墙拼接缝处理、外窗安装方式无热桥优化、层次分析法确定最佳保温层等节能方法，构建装配式钢结构建筑绿色度评价体系，分析了全生命周期的成本效益。然而，该专利技术只对可能存在热桥缺陷的拼接缝进行了定性分析，以及较为简单的气密性处理方式，并未对其具体进行定量分析及评价。
7、cn219298497u公开了一种外墙保温结构，提出了在钢筋混凝土柱区域采用纳米真空绝热板替代保温材料，对于保温材料断隔处存在的拼接缝可能引起的热桥效应缺并未涉及，而这部分存在的热桥效应导致的能造增加的问题是不可忽视的。此外，如何在不同气候地区针对性应用以及评价，提高该结构热性能并未涉及。
8、cn115389553a公开了一种用于干式连接装配外墙的非均匀传热评价方法，以预制相变蓄热墙、预制复合trombe墙、普通预制夹心墙为对象，分析了干式拼接缝传热的不均匀度，并采用designbuilder能耗模拟软件研究了墙体传热均匀性与建筑能耗的关系，该评价方法需要进行多次模拟仿真，在工程应用以及科学研究评价中耗费较大人力、时间，因此，通用评价模型的提出对于快速、准确计算至关重要。
9、此外，许多学者对于预制剪力墙的抗震性能、负载能力具有较多的研究，该研究聚焦于预制装配式剪力墙水平和竖直拼接缝的力学性能，具有一定的工程实践指导价值，然而该研究未涉及由于拼接缝存在造成的热桥等热力学性能研究，此外，没有建立装配式剪力墙性能评价模型。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，而该模型能够大大减少实际工程计算中的时间以及人力成本。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：
3、本专利技术通过调研生产工艺过程，并进行大量分析发现，预制剪力墙拼接通常在现浇阶段保留接缝，以考虑主要结构的层间位移、密封材料的变形能力、热变形和其他因素，拼接缝处保温层截断，这可能会破坏热绝缘并导致热桥的形成。
4、本专利技术聚焦由公差引起的绝缘接头处的热损失，基于广泛的案例，对四种典型的容易产生节点绝缘层连接处的热桥进行了分析评价。包括壁板节点、l形凸角节点、l形凹角节点和t形隔墙节点。为了获取最关键的q2d，使用以有限元法为核心的comsol软件得到了预制剪力墙的二维物理场。并结合matlab联合仿真程序，从comsol中提取和修改有限元模型，并对参数研究得出的大量数据进行后处理分析，采用机器学习进行多项式回归，使用机器学习的多项式回归模型进行了敏感性分析，探究量化影响热桥的因素，得到热桥的线传热系数。
5、为了能够评估评价预制剪力墙保温拼接缝公差造成的热桥效应对建筑室内的环境影响，以及探究其热桥形成的关键影响因素，快速计算热桥线传热系数，为工程实践提供理论及技术指导，我们需要在装配式建筑的预制剪力墙尽可能减少冷热桥。本研究从预制夹心剪力墙施工阶段的保温拼接缝节点公差出发，旨在为建筑围护墙体计算传热提供更加准确快速方法，进而为装配式节能设计与计算提供了理论基础。
6、本专利技术提供了一种典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，首先，通过comsol软件得到预制剪力墙的二维物理场；然后，使用matlab软件从comsol软件中提取和修改有限元模型，并对参数研究得出的大量数据进行后处理分析；最后，通过机器学习中的多项式回归模型得到预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
7、
8、其中：δins为装配式剪力墙保温层厚度，λins为导热系数；p00、p10.....pn0、p0n均为常量，根据误差项对因变量的影响，回归模型多项式有所不同。
9、进一步地，对于l形凸角节点，其预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
10、ψ＝p00+p10·δins+p01·λins+p20·δins2+p11·δins·λins+p30·δins3+p21·δins2·λins+p40·δins4+p31·δins3·λins。
11、进一步地，对于壁板节点、l形凹角节点及t形隔墙节点，其预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
12、ψ＝p00+p10·δins+p01·λins+p20·δins2+p11·δins·λins+p30·δins3+p21·δins2·λins。
13、进一步地，comsol仿真程序设计计算公式如下：
14、
15、式中：ψ为热桥线传热系数；q2d为二维传热计算得出的流过一块包含热桥的围护结构的传热量，k为围护结构平壁的传热系数；a为计算q2d的围护结构的面积；ti为围护结构室内侧的空气温度；te为围护结构室外侧的空气温度；l为计算w2d的围护结构的长度；c为计算q2d的围护结构的宽度。
16、进一步地，comsol仿真程序中设定建筑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，首先，通过COMSOL软件得到预制剪力墙的二维物理场；然后，使用MATLAB软件从COMSOL软件中提取和修改有限元模型，并对参数研究得出的大量数据进行后处理分析；最后，通过机器学习中的多项式回归模型得到预制装配式剪力墙线传热系数Ψ的表达式，如下：
2.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，对于L形凸角节点，其预制装配式剪力墙线传热系数Ψ的表达式，如下：
3.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，对于壁板节点、L形凹角节点及T形隔墙节点，其预制装配式剪力墙线传热系数Ψ的表达式，如下：
4.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，COMSOL仿真程序设计计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，COMSOL仿真程序中设定建筑材料界面中的热传递求解方程为：
6.根据权利要求5所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，
7.根据
8.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，COMSOL仿真程序中将寒冷的II-B地区24个城市的湿热参数用作变量及边界条件，其中湿热参数包括：室外环境与墙体对流传热系数he，室内环境与墙体对流传热系数hi，室外环境温度te，室内环境温度ti，室外环境相对湿度室内环境相对湿度室外环境水蒸气透过率hme，室内环境水蒸气透过率hie。
...【技术特征摘要】
1.一种典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，首先，通过comsol软件得到预制剪力墙的二维物理场；然后，使用matlab软件从comsol软件中提取和修改有限元模型，并对参数研究得出的大量数据进行后处理分析；最后，通过机器学习中的多项式回归模型得到预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
2.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，对于l形凸角节点，其预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
3.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，对于壁板节点、l形凹角节点及t形隔墙节点，其预制装配式剪力墙线传热系数ψ的表达式，如下：
4.根据权利要求1所述的典型预制装配式剪力墙热桥评价模型，其特征在于，comsol仿真程序设计计算公...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭娟利，赵文利，金勇云，舒兆涛，王周鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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