Một loại gạch xây nhẹ mới: Hiệu suất nhiệt và cơ học

Archives of Civil and Mechanical Engineering - Tập 14 - Trang 160-169 - 2013
L. C. Sousa1,2, H. Sousa3, C. F. Castro1,2, C. C. António1,2, R. Sousa4
1Department of Mechanical Engineering/IDMEC, Faculty of Engineering, University of Porto, Porto, Portugal
2Institute of Mechanical Engineering (IDMEC), University of Porto, Porto, Portugal
3DEC/GEQUALTEC, Faculty of Engineering, University of Porto, Porto, Portugal
4GEQUALTEC, Faculty of Engineering, University of Porto, Porto, Portugal

Tóm tắt

Mối quan tâm về hiệu suất của hệ bao che gạch, đặc biệt là hiệu quả nhiệt, đang gây ra những thay đổi lớn trong các giải pháp xây dựng bằng gạch, chủ yếu ở các nước Nam Âu, nơi mà khí hậu mùa đông ôn hòa truyền thống hợp lý hóa việc sử dụng gạch có hiệu suất tường cao về mặt nhiệt. Các quy định của chỉ thị mới của châu Âu yêu cầu các giải pháp khác nhau. Bài báo này mô tả sự phát triển của một hệ thống gạch mới, dựa trên các khối bê tông nhẹ, dự định được sử dụng để xây dựng các tường bên ngoài một lớp lớn mà không cần vật liệu cách nhiệt. Một phân tích chi tiết và tối ưu hóa đã được thực hiện thông qua phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), từ góc độ nhiệt. Công việc này đã được tiếp nối bằng một loạt các thử nghiệm thực nghiệm nhằm đánh giá hành vi cơ học của các đơn vị gạch đơn lẻ và mẫu vật liệu gạch. Các vấn đề liên quan đến năng suất và công thái học cũng được xem xét theo tầm quan trọng của chúng đối với chi phí giải pháp.

Từ khóa

#tường gạch #hiệu suất nhiệt #bê tông nhẹ #phương pháp phần tử hữu hạn #thử nghiệm cơ học

Tài liệu tham khảo

R. Veiga, F. Carvalho, H. Sousa, Experimental evaluation of water tightness of single leaf walls. In: Proceedings of the 12th International Brick/Block Masonry Conference, 2000. S. Alves, H. Sousa, Paredes Exteriores de Edificios em Pano Simples 2003 Lidel-Edicoes Tecnicas, Lda, Lisboa-Porto-Coimbra A. Tavil, Thermal behavior of masonry walls in Istanbul, Construction and Building Materials, 18 (2) 2004, 111–118. A.M. Bastos, H. Sousa, A.F. Melo, Methodology for the design of lightweight concrete with expanded clay aggregates, Journal of Masonry Society, 23 (1) 2005, 73–84. K.S. Al-Jabri, A.W. Hago, A.S. Al-Nuaimi, A.H. Al-Saidy, Concrete blocks for thermal insulation in hot climate, Cement and Concrete Research, 35 (8) 2005, 1472–1479. J.J. Coz Diaz, P.J.C. Garcia Nieto, M.B. Betegon Biempica, Prendes Gero, Analysis and optimization of the heat-insulating li brick walls design by the finite element method, Applied Thermal Engineering, 27 (8–9) 2007, 1445–1456. B. Topcu, I.B. Isikdag, Manufacture of high heat conductivity resistant clay bricks containing perlite, Building and Environment, 42, 2007, 3540–3546. O. Unal, T. Uygunoğlu, A. Yildiz, Investigation of properties of low-strength lightweight concrete for thermal insulation, Building and Environment, 42, 2007, 584–590. O.A. Abdou, K.S. Murali, The effect of air cells and mortar joints on the thermal resistance of concrete masonry walls, Energy and Buildings, 21 (2) 1994, 111–119. M.P. Morales, M.C. Juarez, J. Domenech, Study of the geometry of a voided clay brick using rectangular perforations to optimize its thermal properties, Applied Thermal Engineering, 31 (3) 2011, 11–12. M.P. Morales, M.C. Juarez, P. Munoz, Influence of tongue and groove system on the thermal properties of large-format voided clay bricks for single-leaf walls, Construction and Building Materials, 30 (5) 2012, 169–173. D.E. Goldber, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning 1989 Addison-Wesley, Reading, MA C.A.C. Antonio, A study on synergy of multiple crossover operators in a hierarchical genetic algorithm applied to structural optimization, Structural and Multidisciplinary Optimization, 38 (2) 2009, 117–135. L.C. Sousa, C.F. Castro, C.C. António, H. Sousa, Topology optimisation of masonry units from the thermal point of view using a genetic algorithm, Construction and Building Materials, 25 (5) 2011, 2254–2262. EN ISO 10211:2007, Thermal Bridges in Building Construction–Heat Flows and Surface Temperatures–Detailed Calculations, CEN TC 89/WG1, Brussels, 2007. EN 1745:2002 E, Masonry and Masonry Products–Methods for Determining Design Thermal Values, CEN, Brussels, 2002. RCCTE, Portugal–Leis, Decretos, etc. Regulamento das Características de Comportamento Térmico de Edifícios, D.L. No. 80/2006 de 4 de Abril, 2006. F.P. Incopera, D.P. Dewitt, Fundamentals of Heat Transfer 1981 John Wiley& Sons, New York ABAQUS/CAE User’s Manual, 2003. EN 1996-1-1:2005 (Eurocode 6), Design of Masonry Structures–Part 1-1: General Rules for Reinforced and Unreinforced Masonry, CEN, Brussels, 2005. EN 772-1:2011, Methods of Test for Masonry Units–Part 1: Determination of Compressive Strength, CEN, Brussels, 2011. EN 1052-1:1998, Methods of Test for Masonry, Part 1: Determination of Compressive Strength, CEN, Brussels, 1998. EN 1998-1:2004 (Ed. 1), Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance, Part 1: General Rules, Seismic Actions and Rules for Buildings, CEN, Brussels, 2004.