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。     

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。     

基于频域有限差分法的船舶围壁频域热特性分析

本文建立了船舶围壁结构的频域有限差分模型(FDFD),计算了该结构在一定频域范围内的频域热特性,同时采用CFD模型计算了该结构的时域热特性。通过两个模型计算结果的对比验证了FDFD模型的准确性。并进一步分析船舶围壁在不同频率外扰下的热特性,指出在高频区应考虑其动态特性,不能采用简单的稳态方法进行热流计算。     

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。     

排风隔热墙的频域热特性研究

本文建立了排风隔热墙传热过程的频域有限差分模型(Finite Difference Frequency Domain,简称FDFD模型),分别采用该模型和时域有限差分模型(Finite Difference Time Domain,简称FDTD模型)模拟排风隔热墙的逐时负荷,用来验证FDFD模型的准确性。研究结果表明:2种模型都可以很好地分析该结构的动态传热特性,但FDFD模型不需要给定初始时刻的温度分布,也避免了重复计算,计算量大大减少,同时可以直接地反映排风隔热墙的频域热特性。本文进一步采用FDFD模型,对该结构在不同角频率的温度波外扰下的频域热特性进行分析。     

空心砌块通风墙体技术及传热模型研究进展

提出采用空心砌块搭建成通风墙体,利用空调系统排风、地道风或夏季夜间凉风等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。论文回顾了国内外通风墙体的传热模型并进行了简要分析。目前通风墙体的研究包含一维、二维和三维的稳态或动态的传热模型,以稳态模型居多,而实质上瞬时传热特点对于墙体冷热负荷及室内热舒适非常重要。利用数值方法的动态传热模型可以对通风墙体进行瞬时传热特性的研究,但是此方法耗时长,且不易于嵌入传统的能耗模拟软件中进行能耗特性分析。简化的动态热网模型可以嵌入到既有的建筑能耗模拟软件中,在建筑能耗分析中是一种较好的研究方法,然而如何准确系统地确定模型的阶数及热阻、热容等参数还缺少研究。     

空心砌块通风墙体热工性能实验研究

利用混凝土空心砌块中心孔洞上下贯通的特点,建立空心砌块通风墙体的实验模型,对武汉地区南向空心砌块通风墙体夏季设计日工况进行实验研究。通过实测墙体内外表面温度和热流,研究不同的空腔气流温度和速度对其隔热性能的影响,并与非通风墙体进行对比,探讨空心砌块通风墙体的隔热性能。结果表明:空心砌块通风墙体能够有效的提高墙体当量热阻,降低从室外传入室内的热量,有较大的节能潜力,空腔内风速对墙体热工性能影响较大。与不通风墙体相比,空腔内风速越大,其隔热性能越好,空腔内风速分别为0.3 m/s,0.9 m/s,1.5 m/s,1.9 m/s时,当量热阻由0.64 m~2·K/W增加为1.61 m~2·K/W,3.06 m~2·K/W,3.86 m~2·K/W和4.12 m~2·K/W,全天内表面热流分别降低40.5%,73.3%,79.4%和82.6%,墙体内表面平均温度分别降低1.8℃,2.8℃,3.0℃和3.1℃;气流温度对当量热阻和内表面热流影响较小。     

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。     

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%。     

周期外扰下排风隔热墙传热特性研究

排风隔热墙是一种新型节能外墙,建立其一维非稳态传热模型。利用该模型计算出周期外扰下墙体各位置的温度波响应,经过与二维非稳态模型计算结果相比较,发现一维非稳态传热模型具有很好的准确性,适合工程计算和分析。对渗流层厚度、渗流速度、外层结构厚度对墙体内表面温度波响应的单因素分析表明:随着渗流层厚度、渗流速度的增大,内表面温度波的幅值减小,但对相角延迟的影响不明显;随着外层结构厚度的增大,内表面温度波的幅值也减小,而且相角延迟增大。     

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。     

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.     

高钛渣混凝土空心砌块墙体热工性能试验研究

本研究在前期制备出的高钛渣混凝土空心砌块的基础上进行改良,并通过理论计算出空心砌块的平均传热阻,将高钛渣混凝土空心砌块砌筑成墙体通过热流计法测定了墙体的传热系数、热阻等热工性能指标。结果表明:改良后的高钛渣混凝土空心砌其质量相对较轻、空心砌块砌筑的墙体的传热系数也符合国家相关规范的要求,可以在实际工程中加以推广应用。     

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。     

空心砌块的传导传递函数系数计算与验证

根据空心砌块的频域热特性辨识其s多项式传递函数,并进一步求取空心砌块的CTF系数。根据空心砌块动态热特性实验结果对采用CTF系数计算空心砌块热特性的可靠性进行了验证。结果表明,在边界条件趋于周期性稳定后,采用CTF系数和实验得到的空心砌块内外表面温度曲线非常吻合。因此,CTF系数能准确的计算空心砌块的动态热特性,是一种分析空心砌块动态热特性的有效方法。     

高热阻墙材孔型设计与热力学性能数值分析

以高热阻烧结墙材孔型设计为目标,分析了材料导热系数、排孔数、横壁与壁肋面积之比、孔型等相关因素对墙材稳态下或非稳态下的热学特性、抗折强度等力学特性的影响.结果包括:(1)得到了厚240mm高热阻烧结砌块的最优孔型设计;(2)提出了一种稳态下多排孔砌块传热系数(热阻)的数值计算方法并验证了其正确性;(3)在非稳态(周期性非稳态)条件下,随着排孔数增加,多孔空心砌块的内侧瞬态热流和瞬态温度受外侧环境传热影响越小,保温性能越好;当墙材的稳态热阻值设置相同时,多孔空心砌块在非稳态外侧环境下的瞬态热流和瞬态温度值比实心砌块离散度更小,变化更为稳定,保温性能更好.     

夏热冬冷地区节能墙体热工性能分析

为了在实际工程中因地制宜地选择合适的节能墙体形式。采用有限体积法,对处于典型夏热冬冷地区夏季室外气象条件下的空心砌块、含XPS保温材料砌块以及含相变材料(PCM)砌块墙体的热工性能及气候适应性进行了分析。结果表明:含XPS砌块墙体能减小进入室内的热流量;含PCM砌块墙体的非稳态热工性能显著优于空心砌块墙体和含XPS砌块墙体,且当PCM处于空心砌块室外侧孔时砌块墙体的热工性能最优。     

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。     

新型墙体材料——多功能砌块

国外多功能砌块简介 自1866年美国哈契逊获得第一个生产空心砌块的专利以来,砼空心砌块建筑技术已在世界上100多个国家广泛应用。 1.美国在砼空心砌块的保温性能方面的研究已取得很大成绩。如研究出TB型保温隔热复合砌块,内砌块与外砌块之间采用高效保温材料,完全消除了通过墙体砌块横肋的传热。其保温性能见附表。     

自保温混凝土空心砌块孔洞性能研究

介绍自保温混凝土空心砌块传热过程数值计算的基本原理与具体方法,给出混凝土空心砌块计算实例,并与实验结果进行对比。对混凝土空心砌块在不同孔洞率、考虑与不考虑孔壁表面辐射、浇筑测试实际砌块性能参数等情况下的热工性能进行了分析和探讨。