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经济的发展,离不开能源的有利支持。然而,严峻的能源形势一直制约着经济的可持续发展,因此,节约能源、提高新能源的开发与使用效率,确保能源的可持续发展,已经成为我国乃至全世界经济发展亟待解决的问题。日常生活中的建筑能耗在社会总能耗中占有相当大的比例,而围护结构损失的能耗约占建筑总能耗的72%以上,所以,提高建筑围护结构的保温隔热性能势在必行。目前,在建筑围护结构中应用最多的是混凝土空心砌块,设计优化混凝土空心砌块的保温隔热性能是研究者的重中之重。在这种前提下,本文采用ANSYS有限元软件以及相关试验设备对空心砌块的结构性能和热工性能进行了研究分析,并根据所得结论对新型轻集料混凝土空心砌块进行了优化设计。具体分析和计算结果如下:(1)基于ANSYS软件模拟分析,空心砌块的横肋和肋角是其承压的薄弱部位,横肋厚度由40mm递减到20mm时,抗压强度下降了24.78%;肋角半径由0mm增加到15mm时,砌块的抗压、抗拉强度分别增幅41.67%、58.33%,单从力学角度分析:砌块的横肋厚度和肋角半径越大越有利。(2)空心砌块的横肋是其热量传递的桥梁——热桥。横肋厚度由40mm减小到20mm,传热系数降低了4.06%;肋角半径由0mm增大到15mm,传热系数增长4.41%。单从传热角度分析:砌块的横肋厚度和肋角半径越小越有利。典型季节试验对比:大温差可以强化传热效果,因此冬季的热量损失明显大于夏季,可高达46.65%。(3)分析模拟与试验结果,综合多方面影响因素,再进行耦合分析,提出以下三种新型空心砌块优化设计模型(材料是轻集料混凝土):M1规格为390×190×115mm,其优化结果——中间肋为30mm、肋角半径为7mm时,热系数为1.1376W/(㎡·K)。M2规格为390×190×190mm,优化后进行了肋角半径的变动,砌块的抗压强度提高了12%,传热系数为0.9306W/(㎡·K)。M3规格为390×240×190mm,作为承重墙的一部分,优化后的模型抗压强度提高了18.7%,传热系数为0.7706W/(㎡·K)。