外挂板复合墙体热工性能研究
作者单位:华南理工大学
学位级别:硕士
导师姓名:孟庆林
授予年度:2016年
学科分类:08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学]
主 题:外挂板复合墙体 热工性能测试 热工性能分析 数值模拟研究
摘 要:据相关研究统计,我国的建筑能耗总量约占社会能耗总量的26.7%,而在考虑建筑全生命周期的情况下,建筑总能耗占社会总能耗的30%-40%。因此,建筑节能已成为我国节能事业的重要组成部分。一直以来,改变墙体的热工性能以满足室内舒适性的要求是建筑节能技术的重要内容。本课题即在此背景下进行展开,在距离建筑墙体外表面一定距离处布置水泥纤维板,构建成外挂板复合墙体。通过外挂板和外墙表面温差所引起的热压通风,带走作用在外墙的热量,可大大降低甚至消除建筑的冷负荷。在太阳辐射强烈和夏季比较漫长的南方湿热地区,该构造具有很强的适用性。本文针对以上问题,通过对外挂板复合墙体热工性能的测试方法进行研究,并在夏季气象条件下,测定了墙体内外表面温度、热流、实验房内外的空气温度、通风外墙板后空腔出入口风速和温度、室外气象参数以及空调耗电量等参数的逐时变化规律。然后利用Fluent软件对外挂板复合墙体的热压通风过程进行了数值模拟,对模拟结果和实测结果进行对比验证,确定了模拟方法的有效性。最后利用Fluent软件对外挂板复合墙体的结构参数进行了优化设计。本文的主要成果有:1)在广州夏季气象条件下,对外挂板复合墙体进行了测试,获得了外挂板复合墙体的内外表面温度、热流、实验房内外的空气温度、通风外墙板后空腔出入口风速和温度、室外气象参数(空气温湿度、风向风速、太阳辐射强度)以及空调耗电量随时间的变化规律。2)在室外气象条件相近的情况下,对比通风、密闭、普通三种墙体;以及对比通风墙体空腔中有无铝箔;最后对比在通风墙体空腔中加模塑板、挤塑板、岩棉板三种保温板材在空调工况和密闭工况下的热工表现,得出了外挂板复合墙体对室外温度波的延迟和衰减效果,并使用测试数据,采用内表面热流计法计算出外挂板复合墙体的当量热阻,为外挂板复合墙体在湿热地区的应用提供了一定的依据。3)利用Fluent软件对外挂板复合墙体的热压通风进行了数值模拟,并对模拟结果和实测结果进行对比验证,确定了模拟方法的有效性。然后利用Fluent软件对外挂板复合墙体的结构参数(外挂板厚度、空腔厚度、空腔高度、通道进出风口面积)进行了优化设计。