【摘要】：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對室內(nèi)熱舒適度要求越來越高。與此相關(guān)建筑能耗逐年攀升,已高達(dá)我國能源消費(fèi)總量的32%。在能源短缺問題日益嚴(yán)重的背景下,建筑節(jié)能意義重大。本文對夏熱冬冷地區(qū)幾種常見形式節(jié)能墻體的熱工性能進(jìn)行對比與優(yōu)化,從而在工程實(shí)踐中更加合理地使用節(jié)能墻體來降低建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗。本文利用變溫?zé)嵯鋵招钠鰤K及含相變材料(PCM)砌塊墻體的熱工性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,并利用FLUENT模擬軟件進(jìn)行計(jì)算。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果的最大相對誤差為2.57%,證明運(yùn)用FLUENT軟件模擬空心砌塊墻體傳熱過程是可行的。將空心砌塊、含擠塑聚苯乙烯板(XPS)砌塊、含PCM砌塊等三種形式砌塊的熱工性能進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)空心砌塊中填充XPS可使砌塊熱阻提高32.27%,進(jìn)入室內(nèi)的熱流量減少23.87%;填充PCM可使非穩(wěn)態(tài)熱工性能得到大幅度提升,衰減倍數(shù)、延遲時(shí)間、溫度衰減絕對量分別提高756.2%、40%、10.17%,熱流波幅減少88.24%。且XPS在空心砌塊中所處厚度位置對砌塊墻體熱性能的影響可以忽略不計(jì);PCM填充于空心砌塊靠近室外側(cè)孔中可以顯著提高其熱工性能。針對單種填充材料空心砌塊墻體熱工性能不足問題,提出一種同時(shí)含PCM和XPS的復(fù)合空心砌塊,并對其熱工性能進(jìn)行模擬對比。結(jié)果表明:相較于僅含單層PCM的砌塊墻體,含單層PCM及單層XPS的墻體進(jìn)入室內(nèi)的熱流量減少26.71%,含單層PCM及雙層XPS的墻體減少42.20%。這兩種多層復(fù)合空心砌塊相比較,含雙層XPS墻體則減小20.35%。當(dāng)靠近室外側(cè)孔中PCM相變溫度低于室外空氣綜合溫度平均值0.8℃、室內(nèi)側(cè)孔中PCM相變溫度高于室內(nèi)溫度3℃時(shí)砌塊墻體的熱工性能最佳。為解決單一PCM不能滿足全年節(jié)能的需求,本文對含有不同相變溫度的雙層PCM混凝土空心砌塊的熱工性能進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)砌塊墻體的熱工性能隨著空氣間層中PCM導(dǎo)熱系數(shù)的增大而下降。夏季工況下,靠近室外側(cè)空氣間層中PCM的導(dǎo)熱系數(shù)對空心砌塊墻體熱工性能的影響大于靠近室內(nèi)側(cè)空氣間層中的PCM;冬季工況下,靠近室內(nèi)側(cè)空氣間層中PCM的導(dǎo)熱系數(shù)對墻體熱工性能的變化起著決定性作用。因此,PCM的相變溫度、導(dǎo)熱系數(shù)及PCM在砌塊中的相對位置對砌塊墻體的熱工性能均有較大影響,填充PCM可使墻體的衰減倍數(shù)與延遲時(shí)間有較大幅度的增加,填充XPS可極大限度地減小通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的熱負(fù)荷,兩者配合使用能使砌塊墻體的熱工性能得到整體提升,并且本文所選三種形式砌塊墻體均滿足現(xiàn)行的節(jié)能規(guī)范要求。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU111
【圖文】：

c. PCM 位于中間 d. PCM 位于室內(nèi)側(cè)圖 2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證砌塊Fig 2.4 Experimental verification of blocks2.3 分析與討論2.3.1 當(dāng)量化處理準(zhǔn)確性分析鑒于上述物性參數(shù)及假設(shè)條件涉及到了混凝土空心砌塊空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)的當(dāng)量化處理，有必要在此對該處理方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，以保證后續(xù)結(jié)果的可靠性。由《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》[48]附表 2.4 查知，不同厚度空氣間層熱阻及當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)值如表 2.3 所示：表 2.3 不同厚度空氣間層的熱阻及當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)Tab 2.3 Thermal resistance and equivalent thermal conductivity of air layers with different

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2713608