新型装配式混凝土模块单元外墙传热性能研究

古健翔; 胡冗冗; 王国乾

doi:10.3724/j.gyjzG26012601

新型装配式混凝土模块单元外墙传热性能研究

doi: 10.3724/j.gyjzG26012601

1. 西安建筑科技大学建筑学院, 西安 710055;
2. 绿色建筑全国重点实验室, 西安 710055

详细信息

作者简介:
古健翔，硕士研究生，主要从事装配式住宅节能关键技术研究。

通讯作者:
胡冗冗，博士，教授，博士生导师，主要从事节能建筑与构造方面研究，hurongrong@xauat.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2026-01-26
- 网络出版日期: 2026-04-11
- 刊出日期: 2026-02-20

Research on the Heat Transfer Performance of Novel Prefabricated Concrete Modular Unit Walls

1. School of Architecture, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China;
2. National Key Laboratory of Green Building, Xi'an 710055, China

摘要

摘要: 装配式混凝土模块建筑是工业化装配式建筑的最高集成形式，因其极高的标准化程度，在工业化生产、自动化装配与数字化运维方面具有天然优势，是推动“智能建造”发展、推动建筑业绿色低碳转型的重要途径之一。针对一种新型装配式混凝土模块结构体系，采用ANSYS软件，进行了模块单元外墙的传热性能有限元分析，揭示了干式连接件、外保温层等因素对外墙热性能的影响；分析了不同外保温构造条件下干式连接件所引起的局部热桥，探究了模块单元外墙平均传热系数适用计算方法。结果表明：在寒冷气候区条件下，盒式连接件处会形成局部热桥，使得框架结构部位平均传热系数提升3.4%。随着外覆保温层厚度的增加，热桥效应被逐渐削弱，一维面积加权与三维模拟值对于外墙平均传热系数的计算相对误差逐渐减小，当保温层厚度超过30 mm时误差已小于3%，当外保温层厚度达到70 mm时，外墙平均传热系数为0.42 W/（m²·K），满足DB 61/T 5033—2022《居住建筑节能设计标准》中对于“建筑层数>3”的外墙传热系数限值要求。
- 装配式建筑 /
- 干式连接 /
- 外墙传热性能 /
- 混凝土模块结构
Abstract: Prefabricated concrete modular construction represents the highest level of integration in industrialized prefabricated building systems. Owing to its exceptional degree of standardization， it possesses inherent advantages in industrialized production， automated assembly， and digital operation and maintenance. It serves as a crucial pathway for advancing "intelligent construction" and facilitating the green， low-carbon transformation of the building industry. This paper focuses on a novel prefabricated concrete modular structural system. Using ANSYS software， a finite element analysis was conducted to evaluate the thermal performance of the exterior walls in a modular unit. This study revealed the influence of factors such as dry connectors and external insulation layers on the wall's thermal performance. It also analyzed the local thermal bridges induced by dry connectors under various external insulation configurations and investigated applicable calculation methods for the average thermal transmittance （U-value） of the modular unit's exterior wall. The results indicated that under cold climate conditions， box-type connectors create local thermal bridges， increasing the average U-value at the structural frame sections by 3.4%. As the thickness of the external insulation layer increased， the thermal bridge effect was gradually mitigated. The relative error between the one-dimensional area-weighted method and the three-dimensional simulation for calculating the average wall U-value decreased progressively. When the insulation thickness exceeded 30 mm， the error fell below 3%. When the external insulation thickness reached 70 mm， the average U-value of the exterior wall is 0.42 W/（m²·K），complying with the specified limit for the thermal transmittance of the external wall， as stipulated for buildings with more than 3 storeys in Design Standard for Energy Efficiency of Residential Buildings（DB 61/T 5033—2022）.
- prefabricated building /
- dry connection /
- heat transfer performance of exterior walls /
- concrete modular structure

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