基于非平衡理论的青海农村节能住宅热工设计

针对青海地区气候条件和当地农村建筑特点,以大柴旦为例,基于非平衡保温理论计算该地区不同朝向传热系数限值,其中,南墙≤0.62 W/(m~2·K),东、西墙≤0.51 W/(m~2·K),北墙≤0.44 W/(m~2·K),并通过谐波反应法计算对比无保温、平衡保温和非平衡保温墙体的衰减延迟、净失热热流和内表面温度。结果表明,非平衡保温墙体内表面平均温度比无保温墙体高3.14～4.98℃,总体节能率达74.4%。同时非平衡保温墙体总净失热量小于平衡保温墙体,满足标准节能要求,且其各朝向内表面平均温度差异最大仅为0.08℃,小于平衡保温墙体的0.48℃和无保温墙体的1.81℃,可有效降低室内不对称辐射温度差异、增加室内人员热舒适性。     

采暖居住建筑节能改造热桥传热分析

本文采用有限元法对我国华北地区既有采暖居住建筑节能改造前后围护结构的热桥传热进行了分析,计算结果表明既有建筑节能改造内保温方式的热桥传热是外保温的2倍,供暖空调负荷计算时应该进行热桥传热修正。在墙体节能改造中外保温方式应优先采用。     

采暖居住建筑节能改造热工性能分析

本文对我国华北地区既有采暖居住建筑节能改造前后围护结构的非稳态热工性能进行了分析,计算结果表明,既有建筑节能改造后围护结构内壁温与室内温差减小且波动幅度降低,围护结构的热稳定性、热舒适性均有所提高。     

北京市既有建筑外窗节能改造效果分析

为了得到对既有建筑外窗进行节能改造的社会经济效益,本文调研了北京市既有非节能建筑现状,并以某办公楼为例,通过实际测量和模拟计算两种手段来综合分析对该建筑进行外窗改造后的室内温度状况,分析结果显示对既有建筑外窗进行节能改造可明显提高室内温度。利用PKPM软件计算该办公楼外窗改造前后的单位面积耗热量变化,并进行相应经济性分析,分析结果显示该案例投资回收期过长,建议政府创新金融激励机制以有力推动既有建筑节能改造。     

基于室内均匀辐射场的西北农村节能建筑热工设计

针对西北气候条件和当地农村建筑特点,利用室外综合温度作为围护结构热工分析的边界条件,提出了基于室内均匀辐射场的农村节能建筑围护结构热工设计方法,并对利用该方法与常规方法设计的围护结构内表面温度进行了对比分析.结果表明,该方法能有效降低室内不对称辐射温度差异,并能作为同类地区农村建筑围护结构设计的理论参考.     

新型农村住宅夏季节能效果分析

针对当前农村住宅围护结构热工性能较差的问题,提出了在农村住宅围护结构中采用双保温空心苯板模块墙体结构。对新型农村住宅和普通农村住宅进行了实际测试,并用DeST-h进行模拟分析,探讨室内热环境的改善与节能效果。结果表明,新型农村住宅室内热环境状况得到明显改善,室内空气温度在垂直和水平方向均明显降低,节能率最高可达65.92%。     

既有建筑物平屋顶围护结构节能评估与改造

为提高既有建筑物保温隔热能力和节能效果,以郑州市区既有建筑物为例构建计算模型.通过计算发现该类建筑物平屋顶圈护结构传热系数热工指标及节能效果远低于国标相关规定.针对室内热环境差、建筑运行能耗高等问题,提出了平屋顶围护结构增设保温隔热层、"平"改"坡"和采用装饰保温材料做吊顶等节能改造措施,并进行热工节能可行性技术分析,取得了较好效果,可供借鉴.     

太阳能建筑外墙传热系数朝向差异设计研究

结合太阳能建筑室外热作用朝向差异显著的特点,对不同朝向外墙单位面积日平均失热量进行分析,提出"传热系数朝向差异"的太阳能建筑墙体热工设计方法。借助建筑分析模型,确立墙体节材量随基础传热系数和室内计算温度的变化关系;对比分析拉萨、银川及西安3个地区太阳能建筑的墙体节材性特点及传热系数朝向差异设计下的墙体内壁面温度动态变化规律。结果表明:采用墙体传热系数朝向差异化设计可减少墙材用量,且太阳辐射强度越高的地区节材性越明显,该方法不会对室内热环境产生不利影响。     

低能耗建筑预制墙体洞口热桥传热模拟分析

针对装配式超低能耗钢结构住宅复合保温墙板的构造特点,对墙体外保温常用的两种保温材料进行热工计算,按照河北省《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》要求,确定了石墨聚苯板为具有更好性能的保温材料。利用有限元分析软件,对窗洞口处的热桥进行了传热模拟分析,研究了不同墙体构造,不同窗框安装方式时4种不同情况下的外窗洞口处墙体内表面温度,墙体热流密度,在此基础上分析了热桥的影响因素及降低热桥的有效方法。     

热管置入式墙体实验研究

为提高冬季建筑墙体所吸收太阳能利用率,提出在墙体中置入热管的新型被动式太阳能利用技术,并对其传热特性和节能性进行理论研究和实验分析。结果表明,热管充液率为28.1%的墙体等效传热系数可在0.652~0.901 W/(m2·K)之间按需变化,墙体内表面温度平均提高1.28℃,可有效改善室内热环境;墙体中热管的最佳充液率为30%;在天津地区典型年冬季工况下,墙体累计传入室内热量可达8889.62 kJ/m~2,外墙热损失降低8.72%(即墙体本身的节能率为8.72%)。     

选取不同墙体材料时建筑房间内导热辐射与自然对流耦合换热问题的研究

对采用几种典型墙体材料时,建筑房间导热、辐射与自然对流耦合换热问题进行数值研究.计算采用SIMPLE算法、QUICK差分格式.计算结果表明,当室外环境相同时,分别采用灰砂砖砌体、空心砖砌体、聚苯板作为墙体材料,对室内温度及墙体内表面温度影响不同.选择聚苯板作为建筑围护结构的保温材料相对较好.昼夜温差较大的地区,可利用相变材料的蓄热性能,减小房间内的温度波动,提高热舒适度.对于建筑来说,利用墙体蓄热,将白天太阳辐射的一部分热量储存起来,到了夜间再释放出来,可降低白天的空调冷量,达到节能和环保的目的.     

周期性边界条件下PCM填充墙体空间分布形式的传热影响

为充分发挥定量相变材料在填充墙体中的作用,在相同体积含量和周期性边界条件下以4种空间分布形式相变材料(PCM)填充墙体为研究对象,采用enthalpy-porosity法,讨论PCM填充墙体不同空间分布形式对墙体内/外壁面温度波幅、热流密度、温度延迟等参数的影响,并得出:1)4种形式墙体内部各点温度按照一定振幅随时间周期性波动,由内向外依次呈幂函数形式变化,且同一时刻墙体内部的温度分布呈周期性波动;2)并非全部分散PCM层都能发挥相变蓄热作用,需在设计之初进行室内/外环境、墙体热工性能、PCM层布置位置的综合考量;3)随着分散程度的加剧,墙体内表面温度和热流密度波幅越小,延迟时间越长。     

双热扰下节能墙体对室内热环境的动态影响

结合拉萨地区的气象数据和典型太阳能建筑分析模型,采用热平衡方程和傅氏级数解析法,分析室内外双侧热扰耦合作用下节能墙体构造方式对太阳能采暖建筑室内热环境的动态影响。结果表明,内保温构造方式下的内壁面温度波幅大于11℃,而外保温和夹芯保温幅度仅约为5℃。不同节能墙体构造方式对空气温度与壁面温度间的"温度波峰谷时差"存在影响,其中夹芯保温最小约0.5 h,外保温次之约为1.0 h,内保温最长约为4.0 h。操作温度较室内空气温度波幅有显著降低,其中夹芯保温构造的操作温度波幅为3.1℃,室内热环境的稳定性最好。     

室内空调条件下孝感市建筑物屋顶、墙体的隔热节能指标的选取

根据建筑物热工气候分区,对夏热冬冷地区的孝感市运用“建筑热环境与建筑节能设计标准相关控制法”中所提出的简化公式及孝感市的气象参数,计算出了室内空调条件下建筑物屋顶、墙体的隔热控制和节能控制指标,为我国夏热冬冷地区及其他地区建筑的隔热和节能控制设计提供参考依据。     

基于辐射制冷和微槽道热管的相变墙体实验研究

为防止夏季室外温度过高情况的发生,提高建筑墙体的节能率,提出一种集相变材料、微槽道热管、丙烯酸树脂辐射制冷板为一体的新型节能墙体。为测试新型墙体的热工性能,构建1个南墙为新型墙体的实验房间(房间C);另外搭建2个南墙分别为砖墙、相变-砖墙的实验房间(房间A、B)作为参照房间。经实验测试分析得:1)房间C南墙内表面峰值温度比室外综合峰值温度低30.7℃,降低了52.5%,时间延迟为4.5 h;2)房间C室内日平均温度比房间B低0.4℃;3)房间C通过南墙的得热量比房间A、B分别低41.4%、21.3%。因此,新型节能墙体在夏季降低温度、减少得热量等方面均具有较好的实践效果。     

不同外墙保温方式对墙体热工性能的影响及分析

通过对墙体的温度分布及内表面温度的分析和计算,对比分析了外保温与内保温两种外墙保温方式。研究表明外墙外保温方式在提高室内舒适度、减少墙体开裂、消除热桥影响及降低能耗等方面优于内保温方式。     

装配式保温混凝土空心剪力墙接缝热桥区热工性能分析

在装配式墙体结构中引入玻化微珠保温混凝土空心剪力墙,对其热工性能进行了测试。研究结果表明:当环境温度上升后将使墙体的传热系数也明显增大,对墙体孔洞进行填充后能够减小传热系数,接缝热桥宽度增加将引起墙体传热系数增大的现象。采用50 mm厚的挤塑聚苯板作为墙体热桥的外保温结构能够显著减小墙体传热系数。在同样的温度工况下,未填充聚氨酯的FHSW-A1热桥与附近部位的表面温度都比填充了聚氨酯的FHSW-A2墙体表面温度更高。墙体FHSW-A2的热桥区域具有更集中的热流。采用挤塑聚苯板对FHSW-B的热桥作为外保温结构时,能够有效减小热桥与墙体之间的热阻差。     

添加石蜡的相变水泥墙传热性能分析

利用ANSYS有限元分析软件,模拟添加石蜡的相变水泥墙体和普通水泥墙体的传热性能。通过模拟计算,给出普通水泥墙和相变水泥墙在一侧受到热流时另一侧的表面温度和热流的变化规律,并与实验测试结果进行比较;通过对比研究相变墙体和普通墙体的传热性能,分析相变墙的节能效果和可行性;同时求解相变墙体表面恒温时间随导热系数和相变潜热的变化规律。结果显示:数值模拟结果与实验测试结果较吻合,模拟方法可行;与普通墙体相比,相变墙体的温度变化平缓,热流传递出现滞后,热流量小,节能效果较明显;提高相变材料的导热系数和潜热能提高表面恒温时间,有利于相变材料在墙体中的储能效果。     

夏热冬冷地区不同墙体结构下空调能耗的对比研究

基于夏热冬冷地区间歇用能的特点,针对典型居室建立了三维动态传热模型,数值计算分析了几种常用墙体结构(自保温墙体结构、无保温墙体结构、内保温墙体结构和外保温墙体结构)对空调夏季制冷能耗和冬季制热能耗的影响,并通过实验数据与相应数值计算的对比,验证了数值计算理论方法的可行性。在夏季夜间制冷时,墙体温度既高于室内温度又高于环境温度,外保温墙体结构阻碍了墙体向外界散热,存在"反节能"现象;在冬季夜间制热时,内保温墙体结构能形成较高的内壁面温度,具有较为明显的节能降耗效果。     

基于平板热管阵列的热激活主动保温墙体实验研究

针对太阳能等低温热源的被动传输与建筑利用问题，提出一种基于平板热管阵列的热激活主动保温墙体，测试热管倾角与热源温度对其能量传输性能影响，对比热激活主动保温墙体与普通节能墙体热工性能差异。结果表明：蒸发段施加低温模拟热源后，热管实测有效导热系数为4400～35400 W/(m·℃)；主动保温情景下可降低热管倾角以提升有效导热系数，辅助功能情景下可提升倾角以达类似目的；低温热源注入可显著提升墙体热工性能，热源温度为25、35℃时，墙体实测U值由基准值0.50 W/(m²·℃)分别降至0.19和-0.08 W/(m²·℃)。