空心砌块通风墙体二维简化传热模型研究

空心砌块通风墙体是一种新型的建筑围护结构,该结构可以利用空调系统排风、地道风或夏季夜间凉风对空心砌块墙体的空腔进行通风,实现墙体内部冷、热量的转移。该技术将热回收或可再生能源利用与降低墙体内部冷/热量结合起来,可削弱室外气候对室内环境的影响,减小墙体内表面温度的波动,从而改善人体的热舒适性。为了研究该新型通风墙体的传热特性,建立了空心砌块通风墙体的二维简化传热模型。并且在稳态情形下,计算分析了该通风墙体内表面的平均温度。还进一步研究了空心砌块通风墙体的当量热阻及其影响因素。结果表明空心砌块通风墙体能获得较低的墙体内表面温度和较高的当量热阻,同时,也降低了室内负荷。     

基于频域的空心砌块通风墙体动态传热模型研究

提出采用空心砌块搭建通风墙体,利用空调系统排风或夏季夜间凉风对空心砌块墙体的空腔进行通风,实现墙体内部冷/热量的转移。利用频域有限差分法对通风墙体的传热过程进行了理论分析,计算出在不同外扰的条件下墙体各表面的热流。为了验证理论模型的准确性,建立了CFD模型研究了相同边界条件下通风墙体传热特性,将二者计算结果进行了对比分析,结果表明两种方法计算结果吻合很好,最大误差在10%以内,表明频域有限差分模型可以很好地预测空心砌块通风墙体的频域热特性。最后采用频域有限差分模型研究了在不同频率的外扰作用下墙体热工性能,在外扰的频率变化时,墙体各个表面热流密度在低频区域响应不明显,在高频区域响应明显。     

节能型复合混凝土小型空心砌块的热绝缘系数分析

对外保温空心墙体的静态热绝缘系数计算同时考虑导热、对流和辐射对热绝缘系数的影响,并用非稳态传热理论和计算机模拟分析的方法,利用传递函数法求解节能型复合混凝土小型空心砌块墙体的传热过程,计算某建筑物的围护结构(传统实心砖墙体和节能型复合混凝土小型空心砌块墙体)的全年逐时能耗和总能耗,并根据计算结果进行节能分析,得出:在空调条件下,建筑物采用节能型复合混凝土小型空心砌块墙体比采用传统实心砖墙体,夏季节能57%,冬季节能59%。     

基于CTF系数法的混凝土空心砌块的动态传热计算

本文采用CTF系数法对混凝土空心砌块进行了动态传热计算。首先通过建立空心砌块的频域有限元模型来计算其理论频域热特性,并采用参数辨识的方法获取其传热s多项式函数。然后根据辨识得到的传热s多项式函数进一步求取空心砌块的CTF系数,最后直接计算出空心砌块的动态传热量。同时建立了空心砌块的CFD模型(作为参考模型),并对空心砌块进行了动态传热模拟计算。通过对比发现,CTF系数法计算的空心砌块的动态传热量与CFD模型的模拟结果非常吻合。本文采用的CTF系数法可以准确地计算空心砌块墙体的动态传热量,并且在计算时间和效率上优于CFD等数值方法。     

孔型和自然对流对空心砌块传热特性的影响研究

建筑墙体的传热特性是衡量建筑节能效果的重要参数之一。采用数值计算方法模拟三种空心砌块墙体的传热过程,分析孔型和孔内自然对流对空心砌块传热特性的影响,得出孔内空气自然对流的强弱是影响其热工性能的主要因素之一。     

基于ANSYS的EPS混凝土砌块墙体热工性能研究

为探究ANSYS三维稳态热分析法对EPS混凝土砌块墙体热工性能分析的可行性,取强度等级为MU5、MU15的EPS混凝土砌块为砌筑材料,根据不同用途,设计了3类EPS混凝土砌块墙体,利用ANSYS软件模拟墙体传热,分析其传热过程,将得到的各墙体传热系数与防护热箱法测得的传热系数进行对比,发现软件模拟值与实测值的误差约为5%,表明软件模拟可以取代传统的试验法,为该墙体热工性能的研究提供了一种简单可行的方法。     

工字型自保温混凝土夹心秸秆砌块墙体热工性能研究

采用热流计法对工字型混凝土砌块墙体进行了热工性能试验,测得各试验墙体稳态温度场中传热系数随时间的变化曲线;采用Ansys有限元软件对试验墙体的稳态传热过程进行了数值模拟,得到并分析了试验墙体的温度节点图和热流密度矢量图。研究结果表明该工字型混凝土空心砌块具有突出的保温性能;压缩秸秆块的填充不仅能明显提高混凝土空心砌块的保温性能,而且也能提高墙体传热性能的稳定性;玻化微珠—小麦秸秆复合保温砂浆用作外墙体外保温材料,对墙体保温性能的提高具有积极作用但对墙体传热性能的稳定性产生较小的不利影响;压缩秸秆块和玻化微珠—小麦秸秆复合保温砂浆的研制为农作物秸秆的回收利用提供了一条经济可行的途径具有极大的社会意义。     

空心砌块通风墙体节能特性研究

外墙的热工性能对于建筑外围护结构传热具有重要的影响,本文采用CFD数值模拟的方法对空心砌块通风墙体热工性能进行了研究。分析了在24 h及8:00~20:00空调运行模式时,不同空腔厚度及不同空气流速时通风墙体的内表面热流及温度,并与相同空腔厚度空心砌块普通墙体进行了对比。结果表明:空心砌块墙体内通风可降低墙体内表面的温度和热流。与普通空心砌块墙体对比,当空调24 h运行且空腔内流速为1 m/s时,厚度为80 mm、100 mm和120 mm的空心砌块通风墙体内表面热流分别降低39.1%、37.8%和36.1%;当空腔内流速为2 m/s时,内表面热流分别降低48.7%、48.0%和47.0%;当空调8:00~20:00运行且空腔内流速为2 m/s时,内表面热流分别降低29.6%、33.7%和31.3%。该结论可为空心砌块通风墙体的应用及优化设计提供依据。     

混凝土空心砌块多模式非稳态周期传热特性

在建立混凝土空心砌块非稳态导热-自然对流-辐射多模式耦合传热模型基础上,研究了基于稳态热优化的混凝土空心砌块在徐州地区采暖期的非稳态周期传热特性;分析了空心砌块温度场、热流率随时间的变化规律。定义了非稳态周期传热条件下混凝土空心砌块保温性能评价参数—失热量,并与常用的保温性能评价参数—等效导热系数对比。结果显示,非稳态周期传热时空心砌块优化的效果并没有等效导热系数表征的优越;因此,在空心砌块的设计中应该重视非稳态传热的重要性。     

粉煤灰空心砌块墙体热阻的数值模拟

本文用数值计算的方法模拟了粉煤灰空心砌块墙体的耦合传热过程,得出了墙体的热阻值,并对模拟结果进行了实验验证,验证表明计算准确可信.而后,本文着重分析了粉煤灰空心砌块孔内空气的对流换热、固体热桥以及砌法对墙体热阻的影响,并在此基础上,对原粉煤灰空心砌块墙体进行重新设计,使其可以满足建筑物围护结构节能标准的要求.     

基于自然通风和蓄热耦合作用下的节能分析

本文采用CFD软件对西安地区某一居住建筑室内流场进行数值模拟,通过模拟结果优化室内空间布局从而增大自然通风量。利用DeST-h软件对优化前后的全年累计冷/热负荷进行动态模拟,分析通风量对能耗的影响;在通风次数一定的情况下,模拟分析复合墙体的材料和结构类型对能耗的影响。结果表明,在利用自然通风和蓄热耦合原理降低建筑能耗的过程中,增大通风量的节能效果优于改变墙体的材料;外保温的节能效果优于内保温;在优化墙体的材料方面,重型墙体结构的节能效果优于轻型墙体结构,其中,内隔墙材料的优化对节能效果最为显著。     

混凝土砌块别墅建筑热工能耗分析

为了分析混凝土砌块别墅建筑外围护结构的热工性能及其对建筑物能耗的影响,本文以上海地区的典型混凝土砌块别墅楼盘为建筑物理模型。该模型的两种围护结构方案采用了建筑物能耗分析软件DeST进行动态模拟分析。结果表明,建筑物屋面和墙体加保温层、门窗采用低传热系数门窗,不改变建筑物其他构造,就能大幅度减少建筑物的空调采暖能耗量。     

加气混凝土砌块在华北等地区农村的应用研究

对华北等地区农村外墙建筑材料进行调研,得到农村住宅的外墙材料和常规建造方法。利用De ST-h能耗模拟软件对华北等地区典型住宅的外墙分别采用粘土实心砖、混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖材料时,进行能耗模拟分析。应用加气混凝土砌块建造外墙时,典型住宅的供暖热负荷指标最低;冬季未供暖的情况下,舒适性最高;进行节能改造时,所需增加的保温层厚度最小。针对农村居住建筑采用加气混凝土砌块墙体时出现的空鼓、开裂现象提出解决措施。     

夹芯秸秆混凝土砌块试点建筑保温节能性能研究

通过对夹芯秸秆混凝土砌块试点建筑室内外温湿度的监测,得到了夏季空调制冷和冬季暖风机采暖情况下试点建筑内的温度和相对湿度。结果表明,夹芯秸秆混凝土砌块保温调湿性能良好,室内空气物理性参数符合GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的要求。采用DeST软件对不同墙体的建筑能耗进行模拟,结果表明,外墙墙体材料对建筑能耗指标的影响很大,夹芯秸秆混凝土砌块墙体的节能效果显著。     

再生混凝土小型空心砌块热工性能分析

混凝土空心砌块作为一种新型的墙体材料在建筑工程中有着较为广泛的用途,利用废弃混凝土生产的再生混凝土空心砌块不仅可以解决建筑垃圾的再利用问题,还可以缓解原材料的不足;但是混凝土空心砌块的保温隔热性能是影响其能否大量使用的重要指标。本文利用理论方法计算了6种孔型的再生混凝土小型空心砌块的平均热阻以及其作围护结构的传热阻,用以分析空洞率及孔洞形式等对其保温隔热性能的影响。     

节能空心砌块选型的正交综合分析

空心砌块以其热工性能好、节省材料等优点广泛应用于建筑外墙中。空心砌块内部空气间层的孔型、排布方式等是砌块热工性能的重要影响因素。编制计算墙体砌块稳态和非稳态热工性能的MATLAB程序,对混凝土空心砌块进行正交设计分析,得到节能空心砌块选型的方向和途径。     

双层皮通风围护结构的热特性模型研究综述

玻璃幕墙及大面积玻璃窗在现代建筑中有许多应用。为了减少夏季的太阳辐射得热或冬季的失热,这些结构可以设计为双层的并在双层的空腔中进行通风,这种结构称为双层皮通风围护结构。回顾了该结构的热特性模型,该热特性模型从建模方法上基本可以分为CFD模型、集总参数模型、热与气流网络模型、控制体积模型、区域模型等,分析了这些模型的特点及应用。后4种模型可以与常规建筑能耗模拟软件集成,进行房间或整个建筑的能耗分析,并对该结构的优化控制进行分析。     

节能型混凝土砌块别墅建筑热工性能及能耗分析

为了分析混凝土砌块别墅建筑外围护结构的热工性能及其对建筑物能耗的影响,以上海地区的典型混凝土砌块别墅楼盘为建筑物理模型,采用建筑物能耗分析软件DeST进行动态模拟分析。结果表明,对建筑物屋面和墙体添加保温层、对门窗采用低传热系数门窗,不改变建筑物其它构造,就能大幅减少建筑物的空调采暖能耗量。     

相变通风屋面简化动态热网模型研究

本文提出一种新型建筑围护结构——相变通风屋面,该结构通过利用相变材料的相变潜热吸收室外得热,并利用夜间通风带走相变冷凝热,降低室内空调负荷。建立了相变通风屋面简化动态热网模型,利用遗传算法对相关参数进行了辨识,并对比分析了简化模型的准确性与实用性。结果表明,简化热网模型非通风和通风工况的模拟结果中,屋面内表面温度平均值与参考模型分别相差0.04℃和0.13℃,内表面温度的相对误差平均值分别为5.8%和8.9%,内表面热流相对误差平均值分别为4.0%和6.7%,准确性高,实用性强,计算量小,可嵌入到能耗模拟软件中进行节能特性分析及气候适应性分析。     

建筑垃圾复合保温砌块开发及性能试验研究

采用正交试验方法对建筑垃圾生产保温砌块的配合比进行试验研究,确定建筑垃圾保温砌块的最佳配合比,利用有限元分析软件Ansys对砌块孔型进行优化,并试生产了以建筑垃圾、陶粒、粉煤灰、水泥、XPS板为原材料的复合保温砌块,并对砌块的力学性能和墙体热工性能进行了测试。结果表明,建筑垃圾复合保温砌块强度达到MU3.5以上,砌块墙体传热阻达到1.63(m2·K)/W以上,满足江苏寒冷地区居住建筑外墙传热阻限值的要求。