混凝土結構表面保溫對矩形渡槽水溫的影響

劉洋

（鞍山水文局，遼寧 鞍山 114039）

我國的北部寒區冬季氣溫偏低，同時日溫差較大，輸水渡槽容易結冰，并對輸水過程和渡槽的結構安全造成不利影響[1]。在渡槽的外表面增設保溫板對混凝土保溫隔熱，具有操作方便，保溫效果好的優勢，在水利工程中具有廣泛的應用。針對渡槽混凝土外表面常用的聚氨酯硬質泡沫塑料，如何在保證保溫效果的前提下兼顧其經濟性就成為重要的研究課題。

1 保溫板保溫原理

在混凝土渡槽外表面設置保溫板可以有效阻止混凝土與冷空氣的熱交換，起到顯著的保溫作用。保溫板與周圍大氣接觸面屬于第三類邊界條件，表面敷設有保溫板的混凝土結構表面溫度滿足如下公式：

式中：λ為保溫板的導熱系數；β為保溫板的外表面散熱系數；Ta為大氣溫度，℃；T為渡槽內水溫，℃。

由于復合材料構成比較復雜，特別是混凝土和保溫材料的熱力學屬性差異較大，采用簡單的傳導方程進行散熱計算無疑是不準確的，近年來部分專家在原有方法的基礎上進行了一系列的方法研究[2]，下面主要介紹等效表面散熱系數法，其計算公式如下：

式中：K為修正系數，主要由風速以及保溫板與混凝土的接觸緊密性等條件決定，通常取0.14～0.16；hi為保溫板的厚度，m；λi保溫板的導熱系數。

2 保溫材料簡介

保溫材料指的是抵抗冷流入侵的材料或材料復合體。目前，巖棉、玻璃棉以及膨脹珍珠土等傳統保溫材料雖然價格較低，但是存在導熱系數大、吸濕性差等顯著缺陷，并不是混凝土渡槽的理想保溫材料。……