内置保温系统在严寒寒冷地区被动式超低能耗建筑的模拟研究

采用Flixo软件对内置保温系统层间结构受力挑板热桥部位进行模拟研究,得出挑板外侧无保温、挑板外侧粘贴不同保温材料及上下延伸不同尺寸、挑板厚度不同等构造做法下的线性热桥值和内表面温度,及其变化规律;采用DeST软件针对被动式超低能耗建筑能效指标模拟得到能耗计算时较合适的外墙传热系数限值,进而反推得到内置保温系统用于严寒寒冷地区被动式超低能耗建筑中的可行性方案.     

严寒地区近零能耗办公建筑实践探索

分析了我国严寒地区首栋近零能耗办公建筑的目标设定、技术特点和关键围护结构等节点构造。分析了项目气密性、外墙、外窗、新风等关键技术检测结果,为严寒地区近零能耗建筑推广提供技术经验参考。     

烧结页岩多孔砖外墙T形热桥的模拟分析及优化

运用二维稳态模型对夏热冬冷地区建筑中烧结页岩多孔砖自保温外墙的典型T形楼板热桥进行模拟分析。模拟结果表明,在烧结页岩多孔砖自保温体系中,热流从热桥处大量流失,不利于墙体保温。在热桥的室外侧面设置20 mm厚的无机保温砂浆层能减少热量从热桥处的流失,显著提高墙体内表面最低温度。不同保温层覆盖范围的模拟结果表明,随着保温层覆盖范围的增加,外墙平均传热系数不断降低,但降低的幅度越来越小,对于建筑能耗减少的影响也不明显,由此确定了作为夏热冬冷地区烧结页岩多孔砖自保温外墙和钢筋混凝土楼板构成的T形热桥处的无机保温砂浆层的覆盖范围的最优值。     

烧结页岩多孔砖外墙T形热桥的模拟分析及优化

运用二维稳态模型对夏热冬冷地区建筑中烧结页岩多孔砖自保温外墙的典型T形楼板热桥进行模拟分析。模拟结果表明,在烧结页岩多孔砖自保温体系中,热流从热桥处大量流失,不利于墙体保温。在热桥的室外侧面设置20 mm厚的无机保温砂浆层能减少热量从热桥处的流失,显著提高墙体内表面最低温度。不同保温层覆盖范围的模拟结果表明,随着保温层覆盖范围的增加,外墙平均传热系数不断降低,但降低的幅度越来越小,对于建筑能耗减少的影响也不明显,由此确定了作为夏热冬冷地区烧结页岩多孔砖自保温外墙和钢筋混凝土楼板构成的T形热桥处的无机保温砂浆层的覆盖范围的最优值。     

寒冷地区近零能耗装配式复合墙保温构造设计

“装配式+近零能耗建筑”的协同发展对装配式建筑外墙板和墙板连接节点的保温性能提出了更高要求。以装配式复合墙结构体系(Prefabricated Composite Wall, PCW)为例,应用二维稳态传热模拟软件THERM和有限元数值模拟计算软件ANSYS,对其采用干式连接的4类关键构造节点进行传热模拟,分析了各节点室内表面最低温度和线传热系数。并以近零能耗为导向,提出了寒冷地区PCW装配式复合墙板的保温构造设计方案。研究表明：当墙板结构层内部填充保温材料为180 mm厚EPS、外保温层为110 mm厚聚氨酯时,预制外墙板的整体厚度相对较小,且同时满足近零能耗建筑外墙传热系数和节点热桥线传热系数的规范限值要求。     

近零能耗居住建筑典型结构性热桥对围护结构传热系数影响模拟分析

以某近零能耗居住建筑为例,应用围护结构热桥二维温度场计算软件P-Temp,对几种典型结构性热桥进行线传热系数计算,分析我国严寒及寒冷地区外墙保温材料厚度对结构性热桥线传热系数引起的平均传热系数分项的影响,进一步分析热桥对围护结构整体传热系数的影响。结果表明:在严寒和寒冷地区外墙平均传热系数限值内,随着保温材料厚度的增加,由热桥线传热系数引起的传热系数修正系数可达1.2～1.8,为我国近零能耗居住建筑围护结构传热量计算和热桥优化处理提供参考。     

基于无热桥构造的围护结构热工性能比对研究

针对我国夏热冬冷地区的气候特征,围绕外墙保温错层布置、女儿墙保温构造、窗间墙安装、穿墙套管等四种无热桥构造方式,结合传统的设计方式进行模拟及节能性能对比分析。研究结果表明:被动式围护结构无热桥技术的保温性能相比传统围护结构做法的保温性能均有所提高,其中窗间墙无热桥构造和穿墙套管无热桥构造可显著提升局部外墙的保温性能,窗间墙无热桥构造在改善外窗整体热工性能上冬季明显好于夏季,由上海和哈尔滨地区的模拟结果对比表明,在严寒地区应用被动式围护结构无热桥技术的受益更为明显。     

夏热冬冷地区热桥对节能围护结构的影响

针对夏热冬冷地区的气候特点，利用二维稳态传热模型对不同建筑外墙保温系统构成的典型热桥结构进行计算分析，得出热桥的内表面温度和热桥处占热量损失的百分比，并提出和夏热冬冷地区气候特征相适应的建筑围护结构节能技术。     

建筑热桥三维非稳态传热数值模拟分析

本文以上海地区冬季典型年室外温度为计算参数，建立外墙与屋面连接处建筑热桥三维非稳态导热偏微分方程。计算了不同保温形式下墙体内表面温度及热流分布，并分析了热桥对负荷及结露的影响。     

轻木结构建筑围护结构热桥优化研究——以天津为例

围护结构热桥降低了墙体的平均热阻,这不仅增加了围护结构的局部传热从而增加建筑能耗,而且改变了围护结构内表面的温度环境,引发建筑的结露现象。使用红外热成像仪对天津市的轻木结构建筑围护结构进行红外热测试分析,发现轻木结构建筑围护结构存在热桥现象;通过二维传热模拟软件PTemp对目前轻木结构建筑围护结构的保温构造做法进行传热模拟,验证了轻木结构建筑围护结构的保温构造做法的确存在热桥现象;在此基础上,采用“外墙外保温”、“错位墙骨柱保温”及“双墙骨柱保温”3种优化构造做法,并经模拟分析比较后发现3种优化构造做法均能解决围护结构热桥问题,其中,采用“外墙外保温”的构造做法适用范围更广、成本更低、更符合设计要求而值得推广应用。     

复合保温石膏板外墙内保温系统热桥部位温度计算和结露情况的设计判定方法

根据<民用建筑热工设计规范>、<夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准>等相关建筑节能设计规范,对采用复合保温石膏板外墙内保温系统的建筑围护墙体热桥部位的内表面温度计算方法、热桥结露设计判定进行探讨,并针对全国部分大中型城市的气候条件结合典型建筑围护构造推导热桥部位温度和结露情况.     

间歇式、分室用能下墙体保温构造对能耗影响的数值分析

针对夏热冬冷地区的间歇式与分室用能特点对建筑能耗的影响,采用DeST软件逐时动态模拟分析了典型居室围护墙体在不同内外保温下夏季3个月的空调总能耗,采用Fluent软件逐秒动态模拟分析夏季10~14 d内不同内外保温构造体系下的围护墙体表面温度和各项热流,从而得出了能量耗散方式。研究结果显示,仅外墙做外保温时节能率小于5%,低于外墙内保温,当内外墙均采用内保温时可大大提高节能率;在非稳态条件下,墙体温度波动幅度远小于室外环境温度,最高温度与最低温度仅相差2~3℃左右;若采用外保温,温度变化范围更小,仅为0.5℃左右;不同围护墙体保温方式的空调能耗差异主要反映为墙体内表面的热流大小,在夏热冬冷地区的局部用能特点下,向内墙耗散热流为主要部分。     

适用于严寒和寒冷地区近零能耗居住建筑的新风系统研究

严寒和寒冷地区近零能耗居住建筑的冬季新风负荷较大,因此须采用高效新风热回收系统。目前,适用于近零能耗居住建筑的高效新风热回收系统存在2种常见的排风处理方式:卫生间直排和卫生间排风热回收。利用理论计算的方法分析了典型地区近零能耗居住建筑高效新风热回收系统的卫生间部分全年通风耗电量,研究卫生间直排和卫生间排风热回收这两种排风处理方式的新风系统优劣。     

玻化微珠保温砂浆局部外保温系统热桥有限元分析

基于ANSYS有限元分析和温度场理论,针对外墙中柱和外墙角柱热桥部位进行数值模拟分析,通过改变热桥局部玻化微珠保温砂浆层厚度,分析研究不同保温层厚度条件下的温度场和热流密度分布。结果表明:局部玻化微珠保温层厚度对热桥部位的温度和热流密度影响比较明显。为了避免结露现象,外墙中柱的局部保温层厚度应大于20 mm,外墙角柱的局部保温层厚度应大于40mm。采取局部保温处理时,外墙中柱的热桥影响区域为200 mm,外墙角柱的热桥影响区域为150 mm,热桥影响区域内损失的热量较多,所以应重视热桥影响区域的散热问题。相同条件下,外墙中柱比外墙角柱的热桥影响区域大,散热多,更应该加强保温处理。     

夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙对建筑能耗的影响研究

通过在环境实验室内搭设实体建筑物,模拟夏热冬冷地区夏季、冬季的太阳辐射和室内外温度环境,测试不同太阳辐射强度下建筑外墙温度场和热流密度的变化情况,分析夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙热传导对建筑能耗的影响。结果表明:随着太阳辐射强度的增加,建筑外墙外表面、中心和内表面温度随之升高,太阳辐射通过建筑外墙的温度场进行室内外热能传递,进而影响其建筑能耗。在夏季,太阳辐射是决定建筑外墙冷负荷的主要原因,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而增加,导致建筑冷负荷增大,空调能耗增加;在冬季,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而下降,导致建筑热负荷减小,采暖能耗降低。     

间歇供暖时不同保温结构外墙的动态热响应特性实验研究

为了研究间歇供暖时不同保温结构外墙的动态热响应特性的基理,搭建了动态测试实验建筑,在同一外墙上构建了6种保温结构墙体和一种烧结实心砖参照墙体,实验以4种典型间歇供暖模式、在相同室内外环境条件下对比测试了7种外墙的内表面温度及热流。供暖启动初期内保温结构外墙的内表面温度上升迅速且内表面热流值较低,表明这种保温结构外墙动态热响应特性远优于其他6种外墙。通过实验研究可得越靠近室内复合低蓄能材料的保温结构外墙在间歇供暖时动态热响应越快,达到舒适的室内热环境时间越短,建筑节能效果更好。     

严寒地区近零能耗建筑与常规建筑空调能耗模拟对比分析

为更好地掌握我国严寒地区建筑空调系统节能潜力,以沈阳地区某近零能耗建筑为研究对象进行能耗研究分析。该近零能耗建筑在设计过程中采用了绿色建筑与被动式建筑双重设计理念,综合应用了相变蓄能、排风热回收、地道风、Low-e玻璃、外墙保温等诸多建筑节能技术。运用DeST软件建立物理模型,对建筑空调系统冷、热负荷进行模拟,研究空调系统负荷变化规律及影响因素,并与同类型常规建筑能耗进行对比分析。近零能耗建筑冬季采暖负荷比常规建筑节能73.7%,全年综合节能率达到55.2%,仅空调系统一项就有巨大的节能潜力。     

预制夹芯保温墙体洞口热桥传热模拟分析

针对装配式住宅夹芯保温外墙板的构造特点,对现阶段常用的几种有机保温材料进行热工计算。按照《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》要求,确定聚氨酯泡沫塑料具有更好的物理性能。使用ANSYS有限元分析软件对外墙与外窗连接处的热桥部位进行了二维稳态传热模拟,研究在不同墙体构造、不同窗框材质及窗框安装位置等8种不同情况下,外墙窗洞口内表面温度、墙体内部温度等高线、热流量分布状态,在此基础上分析了热桥影响因素以及降低热桥影响有效措施。     

关于高层住宅外墙保温的构造措施

自1996年以来,先后参与设计了几幢高层住宅,其结构形式均是钢筋混凝土剪力墙体系,住宅的外墙一般是200mm～250mm 厚的钢筋混凝土墙,依据《民用建筑节能设计标准》(JN26-95)第一期节能要求,上述墙体均需做保温设计,将采暖能耗控制在规定的水平。在此以前,太原地区的住宅外墙保温多用于多层住宅局部,措施简单,一般内侧抹水泥珍珠岩砂浆。高层住宅大面积的外墙保温还未有实例。从热工性能上讲,外墙外保温要优于内保温,可减少热桥,提高墙体内壁表面温度,减少对人体辐射,改善热舒适条件。然而,在当时,缺乏外墙外保温的施工经验,调研北京地区的一些外墙外保温实例均不是很理想,不同程度地存在外墙裂缝     

耐水防裂砂浆聚苯板外墙外保温构造做法

近十多年来北京地区内保温有十几种，其中有4～5种已被广泛应用，取得了较好的技术经济效益。但是，鉴于外墙内保温构造做法普遍存在着墙面开裂和无法克服的热桥现象，以及这种构造做法减少了居室内使用面积，已开始引起有关人士的重视。专家们认为外墙外保温构造做法则可以有效地克服室内墙面开裂和热桥现象，