在国家提倡建设资源节约型、环境友好型社会的重大举措下,建筑节能和住宅产业化成为众多学者普遍关注的课题。外墙造成热能损失约为围护结构总热量损失的一半,且传统轻钢构架混凝土剪力墙结构体系的材料和构造有待优化。针对上述情况,基于传统轻钢构架混凝土剪力墙,本文提出了一种实现保温与结构一体化的M型轻钢墙体方案,并对墙体建筑构造和结构构造进行优化设计,同时介绍墙体力学性能并分析计算了墙体热工性能。研究成果如下:(1)通过调研北方市场工业化住宅结构体系、保温材料种类、设计理念和构造做法,并结合国家相关规范,对该墙体的保温建筑构造、结构构造进行优化设计,研究墙体保温系统与M型轻钢墙体骨架的施工流程和要点,简化了墙体施工工序,提高了墙体的使用寿命,并利用3DMAX软件模拟制作单面墙体及墙体之间拼接过程。(2)提出保温材料企口方式拼接,采用ANSYSCFD热分析软件对墙体在稳态传热条件下热流和温度分布进行了模拟,分析了该构造对墙体保温性能产生的影响,结果表明企口拼接方式,能有效降低保温材料拼接处热流值,并减小墙体传热系数。另外,采用新形式的保温钉锚固保温材料,并用ANSYSCFD进行模拟,结果表明与普通锚固方式,该锚固方式能减小墙体传热系数且墙面未出现冷桥现象,与未使用保温钉锚固的墙体相比,两者传热系数差值很小可以忽略不计,不影响墙体保温效果。(3)采用ANSYS CFD热分析软件,对拼接好的保温板进行3种工况模拟,利用傅里叶定律得出了三组保温材料热工参数,并应用到墙体对室内热湿环境的影响中当墙体处于北方寒冷地区气候环境下,墙体未出现表面结露和内部冷凝现象。(4)针对北方地区,采用全寿命周期成本法,对保温层厚度进行优化,得出其经济性厚度约为70mm～90mm。综上所述,本文为M型轻钢剪力墙体在北方寒冷地区的建筑节能设计、构造图集及在北方的应用推广提出有宜参考和依据。图[83]表[14]参[49]