CN107083908A - 一种保温塑钢平开窗扇角码及扇角码保温处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保温塑钢平开窗扇角码及扇角码保温处理方法，包括竖直钢板、水平钢板和45°倾斜面板，其中，竖直钢板和水平钢板垂直设置，且两者之间通过45°倾斜面板相连接；所述竖直钢板被分为竖直保温区和竖直非保温区，所述水平钢板被分为水平保温区和水平非保温区，所述45°倾斜面板的内表面作为45°倾斜面板保温区；所述竖直保温区、水平保温区和45°倾斜面板保温区分别涂有保温涂料层。采用本发明的保温塑钢平开安全***窗，能够大幅减弱钢衬扇角码处的冷桥效应，在高温地区防止冷量在此处的浪费，得到较好的保温性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑中常用的塑钢平开窗扇角码，尤其涉及一种保温塑钢平开窗扇角码及扇角码保温处理方法。
背景技术
塑钢平开窗是指合页(铰链)安装于门窗侧面向内或向外开启的塑钢门窗，它在性能上要优于一般的推拉窗，玻璃块大，视野开阔，采光率高，擦玻璃方便，使用灵活。正因为这方面的原因，塑钢平开窗大量的应用于城市的商住楼、写字楼、高档住宅、别墅等中高档建筑。塑钢窗的结构是由UPVC塑料型材内加钢衬组合而成，塑料型材经过下料锯切割成需要的尺寸后，穿入钢衬用螺丝固定，再经焊机高温加热焊接成为我们所需要的窗户。但是由于钢衬的导热系数很大，在高温地区会在此部位会产生冷桥效应，冷桥内部及内壁面温度较低，并且热流失量比较大，会造成窗户处的热量严重散失，严重的情况下会产生冷凝结露现象，滋生细菌，还会对室内人员的健康构成危害。
发明内容
针对现有塑钢窗热量严重散失的问题，本发明的目的在于，提供一种保温塑钢平开窗扇角码及扇角码保温处理方法，带有这种扇角码的塑钢平开窗，在不大幅提高塑钢窗的制造成本前提下，减小冷桥效应增强保温性能，而且能够实现实用通用。
为实现上述技术任务，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种保温塑钢平开窗扇角码，包括竖直钢板、水平钢板和45°倾斜面板，其中，竖直钢板和水平钢板垂直设置，且两者之间通过45°倾斜面板相连接；所述竖直钢板被分为竖直保温区和竖直非保温区，所述水平钢板被分为水平保温区和水平非保温区，所述45°倾斜面板的内表面作为45°倾斜面板保温区；所述竖直保温区、水平保温区和45°倾斜面板保温区分别涂有保温涂料层。
进一步的，所述竖直保温区上的保温涂料层的厚度由下式计算得到：
式中，δv为竖直钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S6为竖直保温区的面积，m2。
进一步的，所述水平保温区上的保温涂料层的厚度由下式计算得到：
式中，δh为水平钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S7为水平保温区的面积，m2。
进一步的，所述45°倾斜面板保温区涂覆保温涂料的厚度：
式中，δl为45°倾斜面的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S9为45°倾斜面面积，m2。
进一步的，所述竖直保温区的轮廓线用下式表示：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))
式中，y0为偏移量，A为振幅，xc为中心轴，w1为半极大的全宽度，w2为低能侧方差，w3为高能侧方差；其中y0＝9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28；
所述水平保温区的轮廓线用下式表示：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))
式中，y0为偏移量，A为振幅，xc为中心轴，w1为半极大的全宽度，w2为低能侧方差，w3为高能侧方差；y0＝-9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28；
所述得到45°倾斜面板外弧线曲线对应的拟合曲线方程用下式表示：
y＝A3x2+B3x+C3，A3为多项式三次项待定系数，B3为多项式二次项待定系数，C3为多项式一次项待定系数其中，其中，A3＝-2.3554，B3＝2.0451，C3＝12.9515。
本发明的另一个目的在于，提供一种钢制扇角码的保温处理方法，包括以下步骤：
步骤1，对于常见的钢制扇角码，求解钢制扇角码的导热微分方程组，确定钢制扇角码内温度场T(x,y,z)，x、y、z为坐标轴坐标；
步骤2，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，分别确定竖直钢板、水平钢板的温度范围；确定竖直保温区和竖直保温区的分界值以及水平保温区和水平非保温区的分界值：
步骤3，将竖直钢板上温度数值等于竖直保温区和竖直保温区的分界值Tsepreation-v的温度等值线作为竖直保温区的包络曲线；同时，将水平钢板上温度数值等于水平保温区和水平保温区的分界值Tsepreation-h的温度等值线作为水平保温区的包络曲线。
步骤4，分别在步骤3得到的竖直保温区和水平保温区的包络曲线上取足够多的离散点，并获取这些离散点的坐标值；对离散点的坐标值进行拟合得到原始拟合曲线方程；然后对原始拟合曲线方程分别进行处理，得到竖直保温区和水平保温区的包络曲线对应的拟合曲线方程，将该拟合曲线方程作为竖直保温区轮廓线和水平保温区轮廓线；
步骤5：将步骤4得到的每个保温区轮廓线作为对应钢板的保温区分界线，分别将竖直钢板和水平钢板各分为保温涂层区和非保温涂层区；
步骤6：在步骤5得到的竖直钢板和水平钢板的保温涂层区分别涂抹保温涂料，
步骤7：根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，将45°倾斜面板内表面作为45°倾斜面板保温区，在该保温区上涂覆保温涂料层；
步骤8，对于相互垂直的钢板的结合部45°倾斜面外表面，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，在等温线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，得到优化后的外弧线曲线10；将曲线10取足够多离散点,获取这些离散点的坐标值；对包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后对原始拟合曲线方程进行处理，得到45°倾斜面板外弧线曲线10对应的拟合曲线方程。
进一步的，所述步骤1中，所述导热微分方程组的求解采用基于Density based求解的稳态导热模型并结合PISO算法。
进一步的，所述步骤2中，利用式(1)和(2)确定竖直保温区和竖直保温区的分界值以及水平保温区和水平非保温区的分界值：
式中，Tsepreation-v为竖直保温区和竖直非保温区的分界值，℃；Tsepreation-h为水平保温区和水平保温区的分界值，℃；Tmax-v为竖直钢板温度的最大值，℃；Tmax-h为水平钢板温度的最大值，℃；S1、S3分别为竖直钢板和水平钢板的面积，m2；∫dxdy，定积分符号；α、β为分区划分常数，α＝β＝1。
进一步的，所述步骤6中，在竖直钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式3确定，在水平钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式4确定：
式中，δv和δh分别为竖直钢板和水平钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准，Qstandard取20W/m2可使扇角码取得良好的保温效果；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S6、S7分别为竖直保温区和水平保温区的面积，m2。
进一步的，所述步骤7中，所述保温涂料层的厚度根据式5确定，
式中，δl为45°倾斜面的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度，S9为45°倾斜面面积，m2。
采用本发明的保温塑钢平开安全***窗，能够大幅减弱钢衬扇角码处的冷桥效应，在高温地区防止冷量在此处的浪费，得到较好的保温性能。
附图说明
图1为现有的塑钢平开窗钢制扇角码的三视图，其中，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图；
图2为本发明的塑钢平开窗钢制扇角码的三视图，其中，(a)为主视图，(b)为俯视图，(c)为左视图；
图3为本发明的塑钢平开窗扇钢制角码局部放大图；
图4为现有的开窗钢制扇角码温度场(K)；
图5为本发明的塑钢平开窗钢制角码温度场(K)。
图中各标号含义：1、竖直钢板，2、竖直钢板螺孔，3、水平钢板，4、水平钢板螺孔，5、竖直保温区轮廓线，6、竖直保温区，6’、竖直非保温区，7、水平保温区，7’水平非保温区，8、水平保温区轮廓线，9、45°倾斜面板保温区，10、45°倾斜面板外弧线曲线，10’、待优化的45°倾斜面板外弧线曲线，11、45°倾斜面板。
具体实施方式
本发明的设计思路如下：
本发明的窗扇角码包括两边互相垂直的钢板以及连接它们的45°倾斜面板，通过有限元模拟，计算出原扇角码热传导的温度场，定量地找出热量散失最多的部位。通过计算可以得出，热量散失最多的部位为两边互相垂直的钢板相结合的45°倾斜面板以及与该45°倾斜面板相连接的部分水平钢板和部分竖直钢板。
首先，在45°倾斜面板，为了减少热量损失，根据钢衬外表面的温度分布规律，在等温度线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，确定增加厚度之后边缘曲线方程，最大化增加结构整体的导热热阻，得到较好的保温性能。与此同时，贴涂保温材料，根据二维导热的傅里导热定律确定保温材料贴涂厚度δl，最大限度减小该处冷桥效应增强保温性能。其次，在该45°倾斜面板以及与其相连接的部分水平钢板和部分竖直钢板的内表面，通过有限元模拟，精确地确定保温材料贴涂区的位置，设为保温材料贴涂区，根据一维导热的傅里导热定律确定保温材料贴涂厚度δv和δh，最大限度减小该处冷桥效应增强保温性能。
如图1所示，本发明的保温塑钢平开窗扇角码的主体采用常见的平开窗钢制扇角码，该钢制扇角码包括竖直钢板1、水平钢板3和45°倾斜面板11，其中，竖直钢板1和水平钢板2垂直设置，且两者之间通过45°倾斜面板11相连接；竖直钢板1和水平钢板3上分别设有竖直钢板螺孔2和水平钢板螺孔4。
针对常见的平开窗钢制扇角码容易形成冷桥的现象，对常见的钢制扇角码竖直钢板1、水平钢板3和45°倾斜面板11进行保温处理。保温处理具体如下：
首先，对于竖直钢板1，根据钢衬内表面的温度场等温线分布规律，将竖直钢板1分为竖直保温区6和竖直非保温区6’。
对于水平钢板3，根据钢衬内表面的温度场等温线分布规律，将水平钢板3分为水平保温区7和水平非保温区7’。
对于45°倾斜面板11，将其内表面作为45°倾斜面板保温区9，同时，根据45°倾斜面板11温度场等温线分布规律，在等温线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，通过扇角码自身结构的调整最大化增加结构整体的导热热阻，得到较好的保温性能。
其次，对竖直保温区6、水平保温区7和45°倾斜面板11，分别贴涂保温涂料进行保温处理。
对竖直保温区6涂覆的保温涂料的厚度：
对水平保温区7涂覆的保温涂料的厚度：
对45°倾斜面板保温区9涂覆保温涂料的厚度：
本发明还给出了对钢制扇角码的保温处理方法，包括以下步骤：
步骤1，对于常见的钢制扇角码，求解钢制扇角码的导热微分方程组，确定钢制扇角码内温度场T(x,y,z)，x、y、z为坐标轴坐标。
可选的，上述导热微分方程组的求解是采用基于Density based求解的稳态导热模型并结合PISO算法进行。
步骤2，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，分别确定竖直钢板、水平钢板的温度范围(即分别确定了它们的最高温度和最低温度)。利用式(1)和(2)，分别得到竖直保温区和竖直保温区的分界值以及水平保温区和水平非保温区的分界值：
式中，Tsepreation-v为竖直保温区和竖直非保温区的分界值，℃；Tsepreation-h为水平保温区和水平保温区的分界值，℃。Tmax-v为竖直钢板温度的最大值，℃；Tmax-h为水平钢板温度的最大值，℃；S1、S3分别为竖直钢板和水平钢板的面积，m2；∫dxdy，定积分符号；α、β为分区划分常数，α、β越大，保温区面积越大，本发明中，选取α＝β＝1即可实现较佳的保温效果。
步骤3，将竖直钢板上温度数值等于竖直保温区和竖直保温区的分界值Tsepreation-v的温度等值线作为竖直保温区的包络曲线；同时，将水平钢板上温度数值等于水平保温区和水平保温区的分界值Tsepreation-h的温度等值线作为水平保温区的包络曲线。
步骤4，分别在步骤3得到的竖直保温区和水平保温区的包络曲线上取足够多(不少于300个)离散点，并获取这些离散点的坐标值；采用Genetic Algorithm算法对离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后采用通用全局优化法对原始拟合曲线方程分别进行处理，得到竖直保温区和水平保温区的包络曲线对应的拟合曲线方程，将该拟合曲线方程作为竖直保温区轮廓线和水平保温区轮廓线。
从包络曲线上点的坐标值可以看出，包络曲线的走势符合非线性高次方程。发明人进行了大量试验验证，发现Genetic Algorithm算法+通用全局优化算法，求解可避免矩阵求逆的繁琐，收敛速度快并且能够得出各包络曲线对应的高精度、低残差的拟合曲线方程。
步骤5：将步骤4得到的每个保温区轮廓线作为对应钢板的保温区分界线，分别将竖直钢板和水平钢板各分为保温涂层区和非保温涂层区。
步骤6：在步骤5得到的竖直钢板和水平钢板的保温涂层区分别涂抹保温涂料，具体如下：
在竖直钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式3确定，在水平钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式4确定：
式中，δv和δh分别为竖直钢板和水平钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；
Qstandard为标准热流量标准，Qstandard取20W/m2可使扇角码取得良好的保温效果；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S6、S7分别为竖直保温区和水平保温区的面积，m2。
步骤7：根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，将45°倾斜面板内表面作为45°倾斜面板保温区，在该保温区上涂覆保温涂料层，保温涂料层的厚度根据式5确定，
式中，δl为45°倾斜面的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度，S9为45°倾斜面面积，m2。
步骤8，对于相互垂直的钢板的结合部45°倾斜面外表面，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，为了减少热量损失，根据钢衬外表面的温度分布规律，在等温线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，厚度为(其中，Qstandard为标准热流量标准，Qstandard取20W/m2可使扇角码取得良好的保温效果；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃))，得到优化后的外弧线曲线10，最大化增加结构整体的导热热阻，得到较好的保温性能。将曲线10取足够多(不少于300个)离散点,获取这些离散点的坐标值。采用GeneticAlgorithm算法对包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后采用通用全局优化法对原始拟合曲线方程进行处理，得到45°倾斜面板外弧线曲线10对应的拟合曲线方程。
实施例1
遵从上述技术方案，本实施例中的塑钢扇角码的竖直钢板和水平钢板均为55mm*32mm*2mm(长*宽*厚)，竖直钢板和水平钢板通过45°倾斜面连接，竖直钢板和水平钢板上的螺孔直径均为4.5mm。塑钢扇角码内侧表面温度设置为25℃(298K)，外侧与外界空气接触。
采用如下步骤对上述塑钢扇角码进行保温处理：
步骤1：采用基于Density based求解的稳态导热模型并结合PISO算法，求解钢制扇角码的导热微分方程组(式6)，确定钢制扇角码内温度场T(x,y,z)，如图4所示。
式中,是拉普拉斯算子；qv是内热源强度，W/m3；λ为塑钢扇角码导热系数，W/(m*℃)；t是塑钢扇角码内温度，℃。
步骤2：根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，取α＝β＝1，利用式(1)、式(2)得到竖直钢板和水平钢板保温涂层区和非保温涂层区的分界值：Tsepreation-v＝23.5℃、Tsepreation-h＝23.5℃。
步骤3，将步骤2得到的竖直保温区和竖直非保温区的分界值Tsepreation-v＝23.5℃的温度等值线作为竖直保温区的包络曲线；同时，将水平保温区和水平非保温区的分界值Tsepreation-h＝23.5℃的温度等值线作为水平保温区的包络曲线。
步骤4，分别在步骤3得到的竖直保温区和水平保温区的包络曲线上取足够多(不少于300个)离散点,获取这些离散点的坐标值。采用Genetic Algorithm算法对包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后采用通用全局优化法对原始拟合曲线方程分别进行处理，得到竖直保温区和水平保温区的包络曲线的拟合曲线方程，将该拟合曲线方程作为竖直保温区轮廓线5和水平保温区轮廓线8。
竖直保温区轮廓线5满足非对称双S函数曲线的分布形式，其函数表达式为：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))
式中y0为偏移量，A为振幅，xc为中心轴，w1为半极大的全宽度，w2为低能侧方差，w3为高能侧方差。其中y0＝9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28。
水平保温区轮廓线8满足满足非对称双S函数曲线的分布形式，其函数表达式为：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))
式中y0＝-9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28。
步骤5：将步骤4得到的每个保温区轮廓线作为对应钢板的保温分界线，分别将竖直钢板和水平钢板分为保温区和非保温区。
步骤6：在步骤5得到的竖直保温区和水平保温区分别涂抹保温涂料，在竖直钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式3确定，在水平钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式4确定。求解得δv＝δh＝2.5mm。
例如：在利用式3进行竖直钢板保温涂层区的保温涂料厚度的求解时，Qstandard＝20W/m2，保温涂层区的保温涂料导热系数取0.042W/(m*℃)，求得δv＝2.5mm。
同理可求得δh＝2.5mm。
步骤7：根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，将45°倾斜面板内表面设置为保温涂层区，在该保温区上涂覆保温涂料层，保温涂料层的厚度根据式5确定，求解得到δl＝2.1mm。
步骤8，对于相互垂直的钢板的结合部45°倾斜面外表面，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，在等温线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，厚度计算为优化外弧面得到外弧面曲线10，将曲线10取足够多(不少于300个)离散点,获取这些离散点的坐标值。采用Genetic Algorithm算法对包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后采用通用全局优化法对原始拟合曲线方程进行处理，得到45°倾斜面板外弧线曲线10对应的拟合曲线方程，其函数表达式为：y＝A3x2+B3x+C3。式中A3＝-2.3554，B3＝2.0451，C3＝12.9515。
经实验，经过保温处理和结构优化的塑钢扇角码能够最大化增加结构整体的导热热阻，得到较好的保温性能，如图(5所示)，处理后的扇角码外表面温度为31.0℃，在室外空调计算温度为35℃的情况下，可减少能量散失达能够有效阻隔高温地区工况下扇角码在此冷桥部位的冷量散失。
Claims (10)
1.一种保温塑钢平开窗扇角码，包括竖直钢板、水平钢板和45°倾斜面板，其中，竖直钢板和水平钢板垂直设置，且两者之间通过45°倾斜面板相连接；其特征在于，所述竖直钢板被分为竖直保温区和竖直非保温区，所述水平钢板被分为水平保温区和水平非保温区，所述45°倾斜面板的内表面作为45°倾斜面板保温区；所述竖直保温区、水平保温区和45°倾斜面板保温区分别涂有保温涂料层。
2.如权利要求1所述的保温塑钢平开窗扇角码，其特征在于，所述竖直保温区上的保温涂料层的厚度由下式计算得到：
<mrow>
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式中，δv为竖直钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S6为竖直保温区的面积，m2。
3.如权利要求1所述的保温塑钢平开窗扇角码，其特征在于，所述水平保温区上的保温涂料层的厚度由下式计算得到：
<mrow>
<msub>
<mi>&delta;</mi>
<mi>h</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
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<mrow>
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<mi>S</mi>
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式中，δh为水平钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S7为水平保温区的面积，m2。
4.如权利要求1所述的保温塑钢平开窗扇角码，其特征在于，所述45°倾斜面板保温区涂覆保温涂料的厚度：
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式中，δl为45°倾斜面的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S9为45°倾斜面面积，m2。
5.如权利要求1所述的保温塑钢平开窗扇角码，其特征在于，所述竖直保温区的轮廓线用下式表示：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))
式中，y0为偏移量，A为振幅，xc为中心轴，w1为半极大的全宽度，w2为低能侧方差，w3为高能侧方差；其中y0＝9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28；
所述水平保温区的轮廓线用下式表示：
y＝y0+A(1/(1+exp(-(x-xc+w1/2)/w2)))(1-1/(1+exp(-(x-xc-w1/2)/w3)))式中，y0为偏移量，A为振幅，xc为中心轴，w1为半极大的全宽度，w2为低能侧方差，w3为高能侧方差；y0＝-9.8，A＝3.5，xc＝0.34，w1＝3.21，w2＝-0.32，w3＝-0.28；
所述得到45°倾斜面板外弧线曲线对应的拟合曲线方程用下式表示：
y＝A3x2+B3x+C3，A3为多项式三次项待定系数，B3为多项式二次项待定系数，C3为多项式一次项待定系数其中，其中，A3＝-2.3554，B3＝2.0451，C3＝12.9515。
6.一种钢制扇角码的保温处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，对于常见的钢制扇角码，求解钢制扇角码的导热微分方程组，确定钢制扇角码内温度场T(x,y,z)，x、y、z为坐标轴坐标；
步骤2，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，分别确定竖直钢板、水平钢板的温度范围；确定竖直保温区和竖直保温区的分界值以及水平保温区和水平非保温区的分界值：
步骤3，将竖直钢板上温度数值等于竖直保温区和竖直保温区的分界值Tsepreation-v的温度等值线作为竖直保温区的包络曲线；同时，将水平钢板上温度数值等于水平保温区和水平保温区的分界值Tsepreation-h的温度等值线作为水平保温区的包络曲线。
步骤4，分别在步骤3得到的竖直保温区和水平保温区的包络曲线上取足够多的离散点，并获取这些离散点的坐标值；对离散点的坐标值进行拟合得到原始拟合曲线方程；然后对原始拟合曲线方程分别进行处理，得到竖直保温区和水平保温区的包络曲线对应的拟合曲线方程，将该拟合曲线方程作为竖直保温区轮廓线和水平保温区轮廓线；
步骤5：将步骤4得到的每个保温区轮廓线作为对应钢板的保温区分界线，分别将竖直钢板和水平钢板各分为保温涂层区和非保温涂层区；
步骤6：在步骤5得到的竖直钢板和水平钢板的保温涂层区分别涂抹保温涂料；
步骤7：根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，将45°倾斜面板内表面作为45°倾斜面板保温区，在该保温区上涂覆保温涂料层；
步骤8，对于相互垂直的钢板的结合部45°倾斜面外表面，根据步骤1得到的钢制扇角码内的温度场T(x,y,z)，在等温线垂直方向增加钢衬扇角码的材料厚度，得到优化后的外弧线曲线；将外弧线曲线取足够多离散点，获取这些离散点的坐标值；对包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合，得到原始拟合曲线方程；然后对原始拟合曲线方程进行处理，得到45°倾斜面板外弧线曲线对应的拟合曲线方程。
7.如权利要求6所述的钢制扇角码的保温处理方法，其特征在于，所述步骤1中，所述导热微分方程组的求解采用基于Density based求解的稳态导热模型并结合PISO算法。
8.如权利要求6所述的钢制扇角码的保温处理方法，其特征在于，所述步骤2中，利用式(1)和(2)确定竖直保温区和竖直保温区的分界值以及水平保温区和水平非保温区的分界值：
式中，Tsepreation-v为竖直保温区和竖直非保温区的分界值，℃；Tsepreation-h为水平保温区和水平保温区的分界值，℃；Tmax-v为竖直钢板温度的最大值，℃；Tmax-h为水平钢板温度的最大值，℃；S1、S3分别为竖直钢板和水平钢板的面积，m2；∫dxdy，定积分符号；α、β为分区划分常数，α＝β＝1。
9.如权利要求6所述的钢制扇角码的保温处理方法，其特征在于，所述步骤6中，在竖直钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式3确定，在水平钢板保温涂层区的保温涂料厚度根据式4确定：
式中，δv和δh分别为竖直钢板和水平钢板的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度；Qstandard为标准热流量标准，Qstandard取20W/m2可使扇角码取得良好的保温效果；λS为隔热涂料的复合导热系数，W/(m*℃)；TN为室内空调计算温度，℃；S6、S7分别为竖直保温区和水平保温区的面积，m2。
10.如权利要求6所述的钢制扇角码的保温处理方法，其特征在于，所述步骤7中，所述保温涂料层的厚度根据式5确定，
式中，δl为45°倾斜面的保温涂层区涂抹保温涂料层的厚度，S9为45°倾斜面面积，m2。
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|---|---|---|---|---|
| CN110130785A (zh) * | 2018-02-09 | 2019-08-16 | 廊坊首跃铝业有限公司 | 一种铝合金门窗结构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2485612A1 (fr) * | 1980-06-26 | 1981-12-31 | Garczynski Traploir Sa Ent | Dispositif d'assemblage de cadres notamment pour bloc fenetre |
| DE3806780A1 (de) * | 1988-03-02 | 1989-09-14 | Cera Handels Gmbh | Mehrscheibenisolierglas und verfahren zu seiner herstellung |
| CN201321800Y (zh) * | 2008-12-11 | 2009-10-07 | 董呈明 | 一种塑料角码以及断桥铝材连接结构 |
| CN204492571U (zh) * | 2015-01-05 | 2015-07-22 | 天津永信家宝新型建材有限公司 | 一种组角保温窗式型材 |
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