热桥影响区域内的三维动态传热研究

搭建了热桥动态传热实验台,分析了由热桥及其周围墙体构成的热桥部位的传热规律,发现热桥内表面影响区域及影响区域内温差均大于外表面。利用WUFI Plus软件模拟实验热桥三维动态传热,发现模拟与实验结果吻合。模拟分析室内、外温差对热桥影响区域的影响,并改变主墙体保温性能,模拟分析热桥影响区域内的热损失。得出随着主墙体保温性能提高,一维等效动态传热比三维动态传热低估的热损失比例也会增大,所以主墙体保温性能好的建筑,更应重视热桥三维动态传热。     

建筑热桥三维传热的影响区域数值模拟分析

本文建立整个房间的三维围护结构模型,利用数值计算分析软件模拟墙体在典型夏季和冬季工况下的温度分布,根据计算结果分析三维传热方法和一维传热方法计算建筑物负荷的差别以及热桥的部位和热桥的影响区域.     

太阳辐射对南方多层墙体热湿性能影响的研究

本文以空气含湿量和温度为驱动势建立模型对南方地区典型多层墙体进行了动态模拟。在主模型中,将太阳辐射总热量分解,得到了建筑不同朝向外墙的太阳辐射得热量,进而分析了在太阳辐射影响下墙体的热湿性能;在子模型中,不考虑太阳辐射得热对墙体热湿性能的影响。将模拟结果同实验测试数据进行对比后可知,太阳辐射得热对多层墙体外层的温度影响较明显,而墙体温度的升高会造成墙体内空气含湿量的增大。     

预制夹芯墙中新型复合式连接件热桥效应分析

为了解预制夹芯墙中新型复合式连接件的热桥效应,设计制作了两片带有复合式连接件的预制混凝土夹芯墙,采用热箱-热流计法对其传热过程进行了测试,获得了墙体的内外表面温度、内表面热流密度并计算得到了其传热系数,利用有限元软件ANSYS对试验墙体展开了数值模拟,通过与试验结果对比验证了模型的合理性,此外,有限元分析得到了墙体中温度的分布规律,以及外裹尼龙对热桥效应的影响。结果表明:复合式连接件在预制夹芯墙中形成了热桥,导致墙体传热系数增大约32%;有限元模型可较好地模拟带有复合式连接件的预置夹芯墙的传热过程;复合式连接件使得墙体传热过程呈现多维效应,距离连接件越近,温度变化越剧烈,多维效应越明显;外裹尼龙可减少连接件中热量的传递,减小其热桥效应。     

地下洞室多孔墙体热湿传递的数值模拟

提出了一种以温度与相对湿度为驱动势的多孔墙体热湿耦合传递的数学模型,该模型同时考虑了水蒸气与毛细孔内液态水的传递。采用控制容积法将理论方程组离散并编制了计算程序,对深埋地下洞室的墙体进行了热湿传递的数值模拟,得到了墙体温度、相对湿度、热流率、湿流率的变化规律。结果表明,墙体传热过程趋于稳定的时间远小于传湿过程。     

对带透明隔热材料构件热箱热环境的模拟

分析了带有ＴＩＭｓ双层窗及复合墙体的热箱的动态传热过程,建立了热环境的计算模型。模拟结果表明,由于ＴＩＭｓ具有良好的太阳辐射透过率及良好的抑制对流损失的能力,使得热箱内空气温度在不供暖工况下也能上升到理想值。推断ＴＩＭｓ在建筑节能领域具有广阔的应用前景。     

特朗贝墙体冬季热性能的CFD模拟研究

本文建立了带有特朗贝墙体的被动式太阳能房的传热模型,对带有特朗贝墙体房间分别进行了稳态、瞬态模拟。稳态模拟可知:温度和密度的等值线分布均匀对称,热空气向上在出风口附近密度分布呈涡旋状;出风口中心点温度为316.04 K,墙面上最高温度为325.38 K,两者相差9.34 K。瞬态模拟可知:系统运行5 h时,墙体外表面温度由7.2℃迅速增加至46℃,墙体内表面温度由4.1℃增加至11.3℃。系统运行10 h时,墙体外表面由46℃迅速降至20.3℃后缓慢下降;墙体内表面温度由11.3℃缓慢降至7.1℃后基本趋于稳定。结果表明,地理位置和墙体热惰性对特朗贝墙体的蓄热传热过程影响较大。该传热模型为进一步优化设计带有特朗贝墙体的被动式太阳能房提供理论依据。     

数学模型对水冷型PVT围护结构热性能的影响研究

本文针对PVT围护结构分别建立了一维传热模型和二维传热模型,分析了数学模型对水冷型PVT围护结构热性能的影响,结果表明:一维传热模型增大了冷却水得热量、墙体得热量和电池片发电量,减小了热损失,与一维传热模型的结果相比,二维传热模型由于考虑了吸热板和电池片在流体流动方向的导热,可以获得吸热板和电池片的温度分布,其计算结果具有较高的精度,对PVT围护结构的设计具有重要指导作用。     

排风隔热墙动态传热特性的研究

在原有工作的基础上建立排风隔热墙动态数值模型,并用该模型对墙体的动态传热特性进行模拟研究。通过计算其在真实室外温度扰动下的衰减系数与延迟时间,来评价该墙体维持内表面温度稳定的能力。对比常规墙体的房间负荷,探讨排风隔热墙的节能优势。结果表明排风热回收墙能获得更稳定内表面温度,在实际运行中该温度也比常规墙体更低。另外也对带内衬结构的墙体进行了模拟与对比,发现内衬结构可以优化传热获得更低的衰减系数,同时,也降低了房间负荷。     

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。     

民用建筑围护结构动态热过程计算研究

民用建筑围护结构动态热过程的分析计算对建筑的能耗及节能评价有重要意义.结合广东地区夏季的气候特点,发展了单室建筑围护结构动态温度和传热计算的理论模型,计算中考虑太阳辐射作用,围护结构与内、外环境的对流与辐射换热,以及围护结构间的辐射换热.计算了夏季1 d中6:00～18:00时段,围护结构包括屋顶、东南西北墙体、木门及玻璃窗内、外表面的温度及热流.     

内保温住宅的户间传热温差

以目前新建住宅中较为普遍的钢筋混凝土内保温外墙、陶粒混凝土内墙结构的居住建筑为对象，建立房间不稳态传热的数学模型，通过数值求解，得出了四种典型房间，在北京地区供暖室外设计温度下，采用分室调节最低值（即停止采暖）时，其室温和邻室的户间传热温差及房间围护结构温度分布的变化规律，为进行住宅按户计量供暖设计热负荷的确定，提供了户间传热计算的依据，也为按户计量收费和建筑保温及防结霜研究提供了参考依据。     

ECOTECT能耗模拟下既有住宅建筑围护结构节能改造的热环境分析研究

目前,既有住宅建筑节能改造主要有围护结构改造和供热计量改造两方面。围护结构节能改造主要包括:外墙节能改造、外窗节能改造、屋面节能改造等技术措施的研究;建筑物围护结构节能改造除了能够降低建筑能耗之外,对建筑物室内热环境也有很大影响。采用ECOTECT能耗模拟软件,对西安市某住宅建筑围护结构不同节能改造方案的热环境进行模拟,深入分析不同节能改造方案的能源消耗、不舒适度、围护结构得热、温度分布和热舒适度情况,以热舒适为前提、节能为目的选择最优的节能改造方案。为既有住宅建筑节能改造方案优选提供依据。     

办公建筑围护结构墙体传热性能分析

办公建筑的外围护结构型式影响能源消耗。针对外墙为干挂石材的办公建筑墙体进行热工性能分析,建立围护结构与墙体的传热数学模型,采用有限差分法进行仿真。通过监测墙体温度变化分析外围护结构传入到室内热量情况,判定办公建筑墙体围护结构的节能状况。通过采取三次样条插值环境温度函数作为有限差分法的数据,输入传热数学模型,模拟墙体的传热性能,得出如下结论:干挂石材外墙的办公建筑内墙表面温度在不同气候环境下波动不大,节能效果较好。     

建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试研究

建筑门窗玻璃幕墙是建筑围护结构节能最薄弱部位,其传热系数目前只能在实验室通过热箱法测定,在现场准确、快捷地测试该值对于建筑的节能评估改造具有重要意义。在现场测试门窗幕墙内外空气温度和表面温度的基础上,推导出了基于"准稳态"测试原理和"热阻法"、"表面温度法"、"传热系数法"3种传热系数现场测试方法,现场测试值与实验室检测值的较高一致性表明了该现场测试方法的准确性,连续测试数据与平均值的较小偏差表明了该测试方法的稳定性。研究结果表明,建筑门窗玻璃幕墙传热系数可通过该方法在现场准确、快捷地测试得到。     

冷桥对墙体平均传热系数的影响

本文基于控制容积法编制了平面温度场分析程序，利用该程序对普通住宅的一个典型开间墙体内部二维温度分布进行了模拟。把按二维温度分布计算出的墙体传热系数与按标准的一维面积加权方法计算的平均传热系数作比较，两者差别很大。可见冷桥对墙体传热的影响只有通过二维、三维的温度场模拟才能比较准确地反映出来。     

新型节能墙体传热研究

建筑墙体负荷计算是建筑能源系统设计的基本依据，也是建筑能耗分析和能源管理的基础。根据反应系数法编程计算，得到适合工程技术应用的新型节能墙体冷负荷温度计算用表和动态传热特性基础数据，从而将节能建筑墙体改革成果应用于空调冷负荷计算，并为建筑新型节能墙体热工性能的深入研究和综合性能评价提供参考依据。     

Coupling of thermal mass and natural ventilation in buildings

The coupling of thermal mass and natural ventilation is important to passive building design. Thermal mass can be classified as external thermal mass and internal thermal mass. Due to great diurnal variation of ambient air temperature and solar radiation intensity, heat transfer through building envelopes, which is called external thermal mass, is a complex and unsteady process. Indoor furniture are internal thermal mass, affecting the indoor air temperature through the process of absorbing and releasing heat. In this paper, a heat balance model coupling the external and internal thermal mass, natural ventilation rate and indoor air temperature for naturally ventilated building is developed. In this model, the inner surface temperature of building envelopes is obtained based on the harmonic response method. The effect of external and internal thermal mass on indoor air temperature for six external walls is discussed of different configurations including lightweight and heavy structures with and without external/internal insulation. Based on this model, a simple tool is developed to estimate the indoor air temperature for certain external and internal thermal mass and to determine the internal thermal mass needed to maintain required indoor air temperature for certain external wall for naturally ventilated building.     

适用于岛礁地区的珊瑚集料砌块热工性能分析

近年来,我国正大力发展海洋岛礁地区的工程建设,但原材料运输成本高故提出一种就地取材的新型珊瑚集料空心砌块。用热线法和DSC法分别测得珊瑚集料的导热系数与比热容,并计算了砌块的热阻、传热系数及热惰性等热工参数,与普通墙体材料进行对比分析。结果表明,珊瑚集料砌体的传热系数比普通墙体材料小,保温性能好;热惰性比普通墙体材料大,热稳定性好。在相同的墙体构造中,珊瑚集料砌体墙的热工性能衰减度和延迟时间均大于普通材料砌体墙,抵抗温度变化的能力比较强。根据06J908—2《公共建筑节能构造(夏热冬冷和夏热冬暖地区)》图集,推荐了4种珊瑚集料砌块墙体用于海岛建筑,可节省运输成本,减少墙体的盐雾侵蚀,提高建筑耐久性和节能效果。     

不同保温形式下典型热桥的热湿传递研究

为了研究建筑热桥在室内外热湿条件综合作用下墙体内部温湿度分布,本文以Henry提出的热湿传递模型为基础,建立了建筑热桥二维热湿传递数学模型,并以上海地区冬季室外典型年气象参数作为计算条件,计算了L形建筑热桥在该条件周期作用下墙体内部温湿度分布和热流密度变化,对热桥局部保温提出了建议.