寒冷地区多层轻型木结构墙体热湿性能试验研究

  目的  外墙是轻型木结构建筑的主要围护结构,其热湿性能对建筑耐久性、安全性、舒适性和能源消耗等均有较大影响。为探究室外环境、墙体朝向、楼层高度等因素对寒冷地区多层轻型木结构墙体热湿性能的影响,本研究对天津市某多层混合结构建筑中轻型木结构墙体的热湿性能进行了试验研究。  方法  2020年1月1日—2020年12月31日,对试验墙体内部环境温湿度、木骨柱含水率等热湿参数进行持续一年的监测,分析室外温湿度、墙体朝向和楼层高度等因素对墙体热湿性能的影响,评估墙体内部的冷凝风险和霉菌生长风险。  结果  墙体空腔内温湿度变化与室外温湿度变化趋势基本一致,木骨柱含水率变化与环境温湿度作用下的平衡含水率变化趋势基本一致,但墙体空腔内温湿度及木骨柱含水率的波幅小于室外环境。短期强降水引起墙体空腔内相对湿度和木骨柱含水率的增长,但增长过程具有一定滞后性。不同朝向墙体的太阳辐射强度不同,使其墙体空腔内温度分布规律为南向 > 西向 > 东向 > 北向,相对湿度分布规律则为北向 > 东向 > 西向 > 南向,木骨柱含水率分布规律为西向 > 北向 > 东向 > 南向,除西向外含水率与相对湿度分布规律基本一致。各楼层的温湿度分布规律明显,1层墙体内温度较低,相对湿度和木骨柱含水率整体偏高,且波幅较大;5—8月,墙体空腔内温度分布规律为4层 > 3层 > 2层,墙体空腔内相对湿度和木骨柱含水率分布规律为2层 > 3层 > 4层。  结论  墙体空腔内部温湿度和木骨柱含水率受室外环境条件的直接影响,但在室外环境大幅波动变化条件下,墙体内部处于相对稳定的热湿环境。寒冷气候区内,该多层轻型木结构墙体构造能有效阻隔室外水蒸气进入墙体内部,2020年气候条件下墙体空腔内部不存在冷凝和霉菌生长风险。      

弧面竹青抗拉性能试验

为探究原竹弧面竹青的截面识别方式及其抗拉性能的影响因素,在竹根、竹中与竹梢3种高度取材,削去原竹表面蜡质层后,制作弧面竹青试件。基于Ostu算法对弧面竹青试件进行截面识别,计算截面面积、截面维管束面积占比等关键参数;开展抗拉性能测定,分析弧面竹青抗拉性能与维管束面积占比、取材高度、试件厚度及含水率之间的关系,分析竹青维管束和基质等细观构造的抗拉性能。结果表明：原竹弧面竹青试件的维管束面积占比与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,不同试件的离散性很高,弧面竹青自身条件和加工工艺都会对截面识别产生较大影响;试件的顺纹抗拉强度和弹性模量试验值,与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,经含水率修正后,12%含水率下竹青的抗拉强度增大,弹性模量减小。提出了不同含水率下基于截面维管束面积占比的竹青顺纹抗拉弹性模量计算公式,可用于弧面竹青弹性模量的预测;利用竹青细观构造与宏观力学性能的关系式,计算得维管束和基质的顺纹抗拉弹性模量分别为48.16和7.57 GPa。