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建筑科学 2016年第6期32卷 72-79,158页

作者：王舒寒钟珂张云陆世明刘加平东华大学上海201620 西安建筑科技大学西安710055

夏热冬冷地区冬季房间供暖常采用间断供暖模式,室内空气温度随供暖时间不断变化,围护结构及家具的传热属于非稳态过程。本文利用数值模拟方法,对外墙分别采用外保温和内保温方式时,房间外墙、内墙、室内空气及家具的传热过程和所产生的... 详细信息

夏热冬冷地区冬季房间供暖常采用间断供暖模式,室内空气温度随供暖时间不断变化,围护结构及家具的传热属于非稳态过程。本文利用数值模拟方法,对外墙分别采用外保温和内保温方式时,房间外墙、内墙、室内空气及家具的传热过程和所产生的供暖能耗进行具体的分析。结果表明,当外墙采用外保温方式时房间总供暖能耗大于内保温;并且由于局部空间供暖,内墙向邻室传热造成的能耗要远大于外墙向室外传热和室内家具吸热所引起的能耗。

关键词：间断供暖保温层位置供暖能耗传热过程热指标

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持续供暖时长对间断供暖房间能耗的影响

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东华大学学报（自然科学版） 2016年第6期42卷 900-905页

作者：亢燕铭张云王舒寒钟珂刘加平东华大学环境科学与工程学院上海201620 西安建筑科技大学建筑学院陕西西安710055

针对冬冷夏热地区冬季常采用间断供暖模式的现象,通过数值模拟的方法对其供暖能耗特点进行了研究.结果表明,保温层位置、供暖持续时间与间断时间等因素对供暖能耗影响很大.持续供暖时间越短,平均热指标qλ,i越大;相同持续供暖时间时,外... 详细信息

针对冬冷夏热地区冬季常采用间断供暖模式的现象,通过数值模拟的方法对其供暖能耗特点进行了研究.结果表明,保温层位置、供暖持续时间与间断时间等因素对供暖能耗影响很大.持续供暖时间越短,平均热指标qλ,i越大;相同持续供暖时间时,外墙采用内保温时的能耗低于外保温的能耗,但是随着供暖周期的增加,内保温的节能优势逐渐下降.

关键词：间断供暖供暖时长保温层位置供暖能耗热指标

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持续供暖时长对间断供暖房间能耗的影响

持续供暖时长对间断供暖房间能耗的影响

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作者：张云东华大学

学位级别：硕士

随着人们对建筑环境舒适度要求的提高,夏热冬冷地区冬季室内供暖行为日益普遍。然而,由于该地区为非集中供暖,房间普遍采用人在供暖,人离停止供暖的间断供暖方式,供暖行为特征与北方不同;因此,供暖房间的传热过程与能耗变化规律也不相... 详细信息

随着人们对建筑环境舒适度要求的提高,夏热冬冷地区冬季室内供暖行为日益普遍。然而,由于该地区为非集中供暖,房间普遍采用人在供暖,人离停止供暖的间断供暖方式,供暖行为特征与北方不同;因此,供暖房间的传热过程与能耗变化规律也不相同。在这种供暖方式下,室内气温大幅变化,不仅外围护结构的受热情况随着时间有明显的变化,内墙、家具等蓄热体的温度也会产生波动。北方建筑供暖的经验和研究成果很难直接用于夏热冬冷地区,而对于夏热冬冷地区,关于持续供暖时长对建筑能耗的影响的研究较少。间断供暖模式下,供暖设备向房间供给的热量不仅需要加热室内空气,还要加热房间内温度较低内围护结构、家具等蓄热体。因此为了得到夏热冬冷地区居住建筑的供暖能耗特点,本文利用数值模拟方法,在外保温和内保温两种不同的保温方式下,对比了5种供暖时间特征,分别对间断供暖房间室内气温、内部蓄热体和外墙的温度变化规律进行计算,分析供暖间断时间和保温层位置对供暖能耗的影响,为减小间断供暖房间能耗提供理论依据。同时分析了3种供暖时间特征下,当供暖时间比相同时,热风供暖设备启停频率对室内气温和能耗的影响。模拟结果表明,保温层位置、供暖持续时间与间断时间、供暖设备启停频率等因素对供暖能耗影响很大。间断供暖过程中,外墙采用内保温时材料蓄热而造成的热损失较少,使得外墙采用内保温时的供暖热指标低于外保温情况,具有一定的节能效果;供暖时间比?越小,内保温的节能效果越明显,鉴于夏热冬冷地区既有居住建筑中大多数家庭采用间断供暖方式且每次供暖时间较短,因此既有建筑保温改造工程中使用内保温墙体更有利于该地区降低供暖能耗;冬冷夏热地区的供暖负荷或热指标的估算不能照搬北方集中供暖时的稳态计算方法,必须考虑到室内蓄热体吸热散热过程对间断供暖的能耗影响。当供暖时间比相同时,热风供暖设备启停频率大的工况,室内空气波动频繁,供暖能耗大;热风供暖设备启停频率小,室内空气相对稳定,供暖能耗小。供暖设备启停频率大的平均热指标大于频率小的平均热指标,所以采用热风供暖设备启停频率小的空调启停方式有利于降低供暖能耗。

关键词：间断供暖房间供暖时长保温层位置供暖能耗供暖设备启停频率

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夏热冬冷地区居住建筑墙体保温优化方法研究

夏热冬冷地区居住建筑墙体保温优化方法研究

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作者：赵迎杰湖南大学

学位级别：硕士

目前,我国建筑能耗占社会总能耗的27.6%,随着建筑业的快速发展,这一能耗的比例正持续上升,预计到2020年,建筑能耗将占社会总能耗的35%,建筑节能成为国家“十三五”能源规划的重点节能目标。作为建筑能耗的重要组成部分,围护结构耗热量... 详细信息

目前,我国建筑能耗占社会总能耗的27.6%,随着建筑业的快速发展,这一能耗的比例正持续上升,预计到2020年,建筑能耗将占社会总能耗的35%,建筑节能成为国家“十三五”能源规划的重点节能目标。作为建筑能耗的重要组成部分,围护结构耗热量约占建筑总能耗的60%,而通过墙体引起的热损失则占了围护结构耗热量的70-80%,因此提高建筑墙体的热工性能对于降低围护结构的耗热量,最终实现建筑节能具有非常重要的意义。夏热冬冷地区具有全年高湿的气候特征,长期以来人们都没有充分考虑湿度对建筑结构、建筑能耗的影响,导致该地区建筑热工设计无法满足要求或计算出的空调采暖负荷不准确,进而使得以此为基础的墙体保温优化不尽合理,不利于从根本上降低能耗。因此本文充分考虑夏热冬冷地区的气候实际,以最新的墙体热湿耦合传递理论为基础,对该地区建筑墙体的热湿迁移及保温优化进行了全面、系统的研究。首先,基于Kunzel热湿传递理论,根据质量守恒、能量守恒定律,以相对湿度和温度为驱动势,建立了建筑墙体非稳态热湿耦合传递数学模型,应用基于有限元方法的多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics求解热湿控制方程,并通过将模型模拟结果与国际公认的HAMSTAD验证实例进行比较,验证新建模型的合理性和正确性。基于已建立的热湿耦合模型得到墙体内的热湿分布及墙体能耗,结合经济性分析模型,提出并详细阐述了夏热冬冷地区墙体保温优化研究的理论方法,应用该方法以长沙地区居住建筑南向外墙为研究对象,分析了墙体保温位置(外保温,中间保温,内保温)及保温材料(膨胀聚苯乙烯EPS和挤塑聚苯乙烯XPS)对墙体热湿传递的影响。分析结果表明:保温层位置对墙体的得失热量及最佳保温层厚度几乎无影响,对时间延迟和衰减因子有明显影响;外墙外保温的室内表面温、湿度波动小,室内舒适度最高;外墙中间保温红砖-保温层界面冬季采暖期存在霉菌生长的可能,三种保温墙体结构室外侧分界面都存在冷凝的风险;保温材料对墙体的热工性能有较大影响,XPS比EPS的保温隔热性能好,但当达到相同的保温效果时,EPS比XPS经济效益更高。考虑不同朝向的外墙太阳辐射的差异性,根据寿命周期内经济性分析方法,优化夏热冬冷地区典型城市不同朝向外墙的保温层厚度,并分析太阳辐射对墙体的得失热量及经济效益的影响。研究结果表明:不同城市,墙体的得(失)热量不同;同一城市,不同朝向外墙最佳保温层厚度和收益净现值均不同。南向外墙的最佳保温层厚度最小,收益净现值最低,东、西向保温层厚度大,收益净现值高;采用主朝向外墙的最佳保温厚度对整栋建筑外墙的传热量和经济效益影响较小,即在夏热冬冷地区,为了避免保温材料购置及施工组织的繁杂,建筑外墙保温可以不考虑朝向,采用同一个保温厚度。

关键词：夏热冬冷地区建筑墙体热湿耦合保温层位置太阳辐射最佳保温层厚度

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北方农宅复合墙体热工计算与模拟分析

北方农宅复合墙体热工计算与模拟分析

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作者：肖志国哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

能源问题是当今世界各国面临的重大挑战,建筑节能是解决能源问题的重要途径之一,采用复合墙体是建筑节能的重大举措之一。对我国东北地区现存住宅的调查结果显示,近些年,新型节能型墙体已开始应用于农村住宅中,并且所占比例呈现不断增... 详细信息

能源问题是当今世界各国面临的重大挑战,建筑节能是解决能源问题的重要途径之一,采用复合墙体是建筑节能的重大举措之一。对我国东北地区现存住宅的调查结果显示,近些年,新型节能型墙体已开始应用于农村住宅中,并且所占比例呈现不断增加的趋势。我国东北农村现有的复合墙体包括外保温、夹心保温和内保温三种类型。而这三种类型的保温墙体在建造方面各有优缺点,使农民朋友在建造住宅时很难取舍。选择合适的复合墙体类型,迫切的需要对三种类型的保温墙体进行综合性的分析,以选择符合农村需求的墙体类型。对复合墙体进行综合性分析,首先需要分析墙体的保温效果。对东北农村现有的住宅调查结果显示,新型节能墙体虽然很好的提高了墙体的保温性能,但是在墙角和墙体与顶棚的连接处会有霉变现象发生。根据城市建造墙体已有经验,知道这是由于在这些部位充注了钢筋混凝土,导致了热桥效应的存在。因此,为了分析墙体的保温效果,本文建立了复合墙体主墙体和周边热桥部位传热和传湿的数学物理模型。然后以吉林省榆树县一户农宅的南北外墙为研究对象,对其进行了墙体热工性能的测试。采用温控箱—热流计法测试了墙体主墙体部位的热工性能,热流计法测试了墙体周边热桥部位的热工性能。测试结果表明,墙体主墙体和周边热桥部位的传热系数并不相同,墙体周边热桥部位的传热系数要大些。基于流体力学及传热学的相关理论,利用FLUENT对前面所建模型进行了模拟分析。分析结果表明保温材料层所处的位置对墙体主墙体部位的传热过程影响不大,而对周边热桥部位的传热则有很大的影响。当保温材料层在墙体外表面时受热桥作用影响的范围较小,在墙体的同一材料层温度差异较小。但当保温材料层在墙体的内表面和中间夹层时,墙体同一材料层的温度差异则很大。外转角热桥部位最大差异达到14℃,丁字墙热桥部位最大差异达到8℃。最后,利用层次分析法对三种类型的保温墙体进行了综合性的分析,根据前面章节计算得到的墙体保温效果排序以及三种保温方式的墙体的结构特点,给出算例分析。结果表明,保温材料层的最佳位置是处于外墙外表面。

关键词：北方农宅复合墙体热桥效应数值模拟层次分析法保温层位置

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墙体蓄热对间断供暖房间能耗特征的影响

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建筑热能通风空调 2018年第9期37卷 7-10页

作者：陈焕刘鑫王舒寒钟珂东华大学环境科学与工程学院

夏热冬冷地区房间供暖具有间歇用能的特征,本文利用数值模拟的方法,对间断供暖房间能耗特征进行了研究。结果表明,随着供暖时间比λ的增加,平均热指标和内围护结构蓄热造成的能耗比例下降,但是无论供暖时间比和保温层位置如何变化,墙体... 详细信息

夏热冬冷地区房间供暖具有间歇用能的特征,本文利用数值模拟的方法,对间断供暖房间能耗特征进行了研究。结果表明,随着供暖时间比λ的增加,平均热指标和内围护结构蓄热造成的能耗比例下降,但是无论供暖时间比和保温层位置如何变化,墙体蓄热量都是供暖能耗的主要组成部分,其中地面和屋顶蓄热造成的供暖能耗之和始终占总能耗的50%以上。

关键词：夏热冬冷地区间断供暖墙体蓄热供暖能耗保温层位置

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