Study on the thermal performance of externaI wall of bamboo structure

为了对已建成竹结构建筑外墙的热工性能进行评价,采用控温箱-热流计法对现代竹结构抗震安居房外墙(抹灰和挂板两种饰面)传热阻进行了实测与分析.结果表明:控温箱-热流计法测试竹材墙体传热阻时误差较大,影响墙体传热阻的主要因素为竹材墙体内部结构组成及测试位置;抹灰饰面外墙平均实测传热阻为1.52(m2·K)/W,传热系数为0.66W/(m2·K),可应用在夏热冬冷、夏热冬暖地区,4层及以上建筑可达到节能65％标准;挂板饰面外墙平均实测传热阻为2.71(m2·K)/W,传热系数为0.37W/(m2·K),可以应用在夏热冬冷、寒冷地区和严寒地区,并达到节能65％的标准.     

竹结构建筑外墙热工性能测试与分析

为了对已建成竹结构建筑外墙的热工性能进行评价,采用控温箱-热流计法对现代竹结构抗震安居房外墙(抹灰和挂板两种饰面)传热阻进行了实测与分析。结果表明:控温箱-热流计法测试竹材墙体传热阻时误差较大,影响墙体传热阻的主要因素为竹材墙体内部结构组成及测试位置; 抹灰饰面外墙平均实测传热阻为1.52(m²·K)/W,传热系数为0.66 W/(m²·K),可应用在夏热冬冷、夏热冬暖地区,4层及以上建筑可达到节能65%标准; 挂板饰面外墙平均实测传热阻为2.71(m²·K)/W,传热系数为0.37 W/(m²·K),可以应用在夏热冬冷、寒冷地区和严寒地区,并达到节能65%的标准。     

基于不同功能房间的宁夏乡村民居冬季室内热舒适研究

为提高乡村建筑室内热舒适和降低能源消耗,以我国宁夏中卫乡村民居为例,应用测试和问卷的研究方法,评估了当地民居冬季室内外热环境、室内采暖用能情况,分析了居民对不同功能房间的热舒适需求特性,探究了差异化的冬季室内舒适温度。结果表明,当地乡村民居室内热环境差、采暖能耗高,居民对室内热舒适的满意度低,但该地区具有发展太阳能建筑的地域优势。居民在主要功能房间的服装热阻和新陈代谢率分别为1.6 clo和85 W/m~2,而在次要功能房间分别为1.8 clo和95 W/m~2。与次要功能房间相比,居民对于主要功能房间室内温度的热接受率较低,但敏感度、热中性温度和热期望较高。当不同功能房间的室内温度相等时,居民对于主要功能房间的热感觉投票值略低于次要功能房间。最后,建议当地乡村民居主要功能房间的冬季室内舒适温度为13℃～16℃,次要功能房间为11℃～13℃。     

严寒地区冬季农宅南向外窗与室内热舒适性的相关研究

调查了严寒地区农宅外窗类型及比例,测试了不同类型外窗的传热系数,并采用DEST软件对严寒地区室外综合温度进行了模拟计算.在相同材料的墙体围护结构条件下,针对不同窗户传热系数和不同窗墙比对室内环境场的影响进行了数值模拟.研究表明,双层铝窗、单层双玻璃塑钢窗、双层木窗,对应的最优窗墙比为0.32、0.35、0.38,而当外窗传热系数大于4.5 W/(m~2·℃)时,最优窗墙比为0.29,此时室内热舒适性最佳.     

脱硫建筑石膏空心砌块及其热工性能的研究

利用脱硫建筑石膏代替天然建筑石膏生产石膏空心砌块,并对其砌筑墙体的保温性能进行了测试.研究表明,生产的脱硫建筑石膏空心砌块断裂荷载达到4.50 kN,其墙体的实测传热系数为1.06 W/(m2·K),保温性能明显优于烧结多孔砖和普通混凝土空心砌块.     

居住建筑外墙保温层经济厚度的确定方法研究

以张家口地区常见的几种居住建筑外墙保温构造为例,采用采暖度日数并结合年金现值的方法对张家口的居住建筑外墙的保温材料生命周期内的总费用进行分析。得出墙体传热系数是决定保温材料经济厚度的主要因素。分析结果表明:墙体无论采用哪种基层和保温材料,其生命周期内费用低时,墙体经济传热系数相同,进而可以计算出保温材料的经济厚度。张家口地区墙体经济传热系数在0.3—0.4 W/(m2·K)之间。     

不同朝向外墙传热阻变化对多空间太阳房室内操作温度的影响

结合对拉萨地区太阳房的实地调研与室内温度测试,建立典型建筑模型和多空间直接受益式太阳房热平衡方程,分析不同朝向外墙传热阻变化对主次房间室内操作温度的影响规律。研究表明:增大南墙传热阻可使各房间室内操作温度略有提高,增大北墙传热阻对南向房间的温度提升作用不明显,但增大东、西墙传热阻可显著提高南向房间的操作温度;当东、西墙传热阻由0.53 m~2·K/W增大至2.33 m~2·K/W时,可使南向中间和两侧主要房间的操作温度分别由8.67℃、7.76℃升高至9.31℃、9.06℃,操作温度升高幅度分别是等量增加南、北墙传热阻时的145.5%、104.9%和371.4%、254.9%;此外,不同朝向外墙传热阻变化对主次房间操作温度差的影响存在明显差异,增大东、西墙和南墙传热阻会提高主次房间温度差,增大北墙传热阻则会降低主次房间温度差。     

既有建筑各组成类型围护结构 热工性能分类诊断的方法

基于等效传热系数法与正交试验法,针对既有建筑各组成类型围护结构的热工性能提出了一种分类诊断方法.该诊断方法首先将各类型围护结构的传热系数综合成一个等效指标——综合等效传热系数.只需要测量既有建筑室内外温度序列与各类型围护结构的几何尺寸,便可以计算出综合等效传热系数,再通过正交试验法与回归分析法求出各类型围护结构的等效传热系数.将各类型围护结构的等效传热系数与节能设计标准中传热系数的限值进行比较,便可以诊断其热工性能.为了验证方法的可行性,以位于长沙市的一栋实验小房为例进行计算,得到了外墙、外窗、屋顶与外门的等效传热系数分别为1.62 W/(m2·K)、2.84 W/(m2·K)、1.25 W/(m2·K)、3.14 W/(m2·K).对比等效传热系数与实际传热系数,两者数值吻合较好,证明了该方法在工程应用上具有可行性.     

模卡式拼装节能墙体的保温性能

模卡式拼装节能墙体采用条形榫卯砌块拼装式施工方法,可以拼装成各种尺寸的内隔墙和非承重墙.将其看成两向非均质围护结构计算其平均热阻,利用平壁稳定传热的基本理论计算其传热系数,最后对其保温层的经济厚度进行了讨论.计算分析表明,模卡式拼装节能墙体传热系数仅为0.689 W/(m2.K),远低于其他常用墙体,具有良好的节能效果.墙体的聚苯板厚度采用0.08 m时,能取得最佳经济指标,墙体的传热系数仅为0.400 W/(m2.K).     

北方冬季乳品厂利用自然冷能换热器方案分析

在乳品厂的生产过程中,由于其原料及工艺流程的特殊性,常年需要维持低温环境,而相应的制冷系统通常耗费巨大的电能.位于北方地区的乳品厂,若在冬季可以利用自然冷能进行制冷,则可节约大量能源.为使乳品厂利用自然冷能,设计了三种室外换热器,并依据乳品厂的冷负荷设计每种换热器的外形尺寸.根据传热学公式,分别计算分析三种换热器的传热系数、换热器内载冷剂的结冰时间等性能指标,得出方案1换热系数K_1为26 W/(m~2·K),换热器在室外温度为-5℃时,运行5 355. 41 s后载冷剂结冰,方案2换热系数K_2为12 W/(m~2·K),7 108. 59 s后结冰,方案3换热系数K_3为11W/(m~2·K),1 655. 52 s后结冰.经过综合分析,认为方案2是适合北方地区冬季乳品厂利用自然冷能换热器的最佳方案,具有一定工程指导意义.     

竖直管道内强迫循环下非凝性气体对蒸汽冷凝的影响

非凝性气体对蒸汽冷凝具有重要影响作用,能够大大增加蒸汽冷凝过程的传热热阻,减小传热系数。为研究非凝性气体对竖直管道内蒸汽冷凝的影响,基于Nusselt理论建立了强迫循环条件下蒸汽冷凝的传热传质类比模型。将模型的计算结果与实验数据进行了对比,结果表明:模型能够准确地预测竖直管道内蒸汽冷凝传热系数。模型中非凝性气体为空气,空气的入口质量分数对蒸汽冷凝传热系数具有较大影响。当入口空气的质量分数从8.73%到22.45%变化时,入口处冷凝传热系数从4.8kW/(m~2·K)到1.2kW/(m~2·K)变化,且沿着管道轴向冷凝传热系数逐渐减小。当入口温度从100℃到140℃变化时,传热系数逐渐减小。该研究表明非凝性气体的种类、质量分数和入口温度为影响蒸汽冷凝传热的重要因素。     

以能耗为导向的近零能耗建筑围护结构设计参数敏感性分析

目的确定近零能耗建筑围护结构设计关键参数对能耗的影响程度、优化范围,以便于设计师在方案阶段进行建筑性能化设计,实现更好的节能效益.方法以沈阳建筑大学近零能耗居住建筑示范中心为例,建立严寒地区近零能耗居住建筑模型;以能耗值为约束目标,通过节能率及敏感性分析方法两方面对外墙传热系数、屋面传热系数、外窗传热系数及南向窗墙比等4个关键参数进行评价.结果建筑年供暖需求能耗为17. 42 kW·h/(m~2·a)、建筑全年总能耗为53. 93 k W·h/(m~2·a),设计参数对能耗的影响程度从大到小依次是窗墙比(供冷能耗),外窗传热系数,外墙传热系数,窗墙比(供热能耗),屋面传热系数.结论近零能耗建筑关键设计参数的取值应该综合考虑当地气候及技术经济条件,采用以建筑能耗值为控制目标的性能化设计方法.     

自然运行下乡村太阳能建筑热工参数对室内空气温度的影响

我国西北地区太阳能资源丰富,但传统乡村建筑的太阳能热利用效率并不理想。以宁夏中卫地区的气候特征和乡村建筑模型为例,采用调研测试与建筑热平衡分析相结合的方法,揭示了自然运行条件下乡村太阳能建筑的构造参数对冬季室内空气温度的影响规律。结果表明,建筑的南向窗墙面积比、外墙传热系数对冬季室内温度影响显著,而外窗的构造及热工参数影响较小。南向窗墙面积比由0.30增大至0.55时,采暖期室内平均温度可提高35.9%,最冷月室内平均温度可提高153.3%。南向窗墙面积比为0.5时,采用SI-3型夹芯保温构造墙体,自然运行条件下,采暖期平均室内温度可达10.2℃,1月份室内平均温度可达5.2℃。研究结果可为西北乡村太阳能采暖建筑构造优化及室内热环境改善提供理论参考。     

热压通风房间地面对流换热过程分析

全尺度实验测试了单侧热压通风房间围护结构内表面和地面热质的温度变化,分析了室内初始温度、地面初始温度和通风口尺寸对地面对流换热的影响.结果表明:通风过程中室内温度逐渐降低,温度垂直分布趋于均匀;进风气流流经的测杆处地面的局部换热量和局部对流换热系数分别大于地面平均换热量和平均对流换热系数;对于室内初始温度较高的情形,地面局部对流换热系数较大,平均对流换热系数较小;对于地面初始温度较高的情形,地面局部对流换热系数较小,平均对流换热系数较大;上大下小的通风口组合对应的地面局部对流换热系数较小,平均对流换热系数较大;若室外温度为12℃左右时,室内初始温度为13～35℃,地面初始温度为33～41℃,则地面平均对流换热系数为2～8 W·m~(-2)·K~(-1),局部对流换热系数不超过18 W·m~(-2)·K~(-1).     

秦巴山区乡村建筑节能构造热工研究

秦巴山区地处夏热冬冷地区北部高纬度区域,建筑冬季室内热环境恶劣,提高和改善室内热环境质量对建设可持续发展的乡村人居环境具有重要意义.以位于秦巴山区腹地的汉中为例,依据标准气象数据资料,确定汉中乡村建筑围护结构传热系数的修正系数,通过对比分析建筑窗墙比、围护结构传热系数等参数对建筑耗热量的影响,研究乡村建筑构造热工性能及其优化设计方案,并做出相应的经济技术分析.结果表明,建筑热工优化后,屋面传热耗热量由38.92W/m~2减少到6.53W/m~2,墙体传热耗热量由16.72W/m~2减少到4.83W/m~2,有效地降低了冬季建筑耗热量,明显改善了该地区乡村建筑冬季室内热环境质量,且建筑热工优化前后的成本相差不大.该优化方案在秦巴山区乡村具有可行性,可为该地区乡村建筑的设计提供参考.     

住宅负荷节能效果模拟研究——以黄山市为例

以黄山市居住建筑为研究对象,使用DeST软件,讨论不同工况下传热系数与换气次数对居住建筑负荷的影响.结论如下:建议选用当换气次数为2.0次/h,传热系数接近0.2W/(m2·K)时,对建筑冷热负荷影响最小;当换气次数分别从4.5次/h降低到4.0和2.0次/h时,其采暖季节能率分别为12.30％和61.33％.     

太阳能辅助火炕供暖系统热工性能

目的研究毛细管网型太阳能辅助火炕供暖系统的热工性能和效果.提出利用毛细管网型火炕的供暖模式,提高炕面的舒适性.方法利用数值模拟和实验测试两种手段分析两个对比房间的炕面温度和室内温度的变化趋势和规律.结果测试数据显示普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为65.7℃、43.28℃、39.82℃,炕面温差大于20℃,而采用该系统的房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为51.34℃、38.26℃、33.79℃,普通室内房间平均温度为12.2℃,太阳能辅热火炕房间室内平均温度为18.5℃,比普通房间室内平均温度高6.3℃.结论毛细管网末端热惯性小,运行时室内温度迅速升高,炕面的温度分布比普通火炕均匀,可依据主观意愿实时改善室内热环境,辅助火炕运行时有效地改善了农居室内及炕面的热舒适性.     

江西省第一口干热岩参数井地质特征研究

基于江西省首个干热岩调查评价项目成果,确定龙南南有利区为干热岩资源前景较好的区块之一。为了解该有利区的岩体和盖层的热物理性质以及温度等参数,施工了江西省第一口干热岩参数井。地表及钻孔样品分析测试及测井测量结果显示,龙南南火山碎屑岩盆地下隐伏的燕山期花岗岩生热率高,地表和钻孔花岗岩样品平均生热率分别为5.20μW/m~3和7.08μW/m~3。盖层泥岩和玄武岩热导率分别为1.655 W/(m·K)和2.610 W/(m·K),低于花岗岩热导率3.090 W/(m·K),说明花岗岩产生的热量可受到较好的保存。在0～800 m处热参1井内岩体铀、钍、自然伽马值及生热率整体随深度增加而增加,之后趋于稳定。受区域断裂及其次生断层导热影响,井内地温梯度存在异常,1 000 m深度处温度为46.8℃。研究成果表明龙南南有利区干热岩资源前景较好。     

快速高效地板辐射供暖特性影响因素的数值模拟

数值计算了夏热冬冷地区不同的结构层厚度、地暖管导热性能以及超导模块特性对快速高效地板辐射供暖特性的影响。结果表明:当地暖进水温度为318 K、室内初始温度为279 K、开启地暖10 min后,结构层厚度从0 mm增加到15 mm时,室内温度最高相差13. 2 K;地暖管导热系数从0. 4 W·m~(-1)·K~(-1)增加到3. 6 W·m~(-1)·K~(-1)时,室内温度最多相差6. 4 K;比较是否铺设导热模块两种情况,相同供暖时间下,最大相差13 K。为了综合评价快速供暖的影响,提出室内温度不均匀系数,并发现当结构层厚度δ5 mm、地暖管导热系数λ1. 2 W·m~(-1)·K~(-1)、有超导模块工况下,室内平均温度在289. 6～296. 5 K之间,温度不均匀系数在3. 77×10~(-3)～5. 89×10~(-3)之间,有较好的室内温度舒适性和均匀性,可以满足快速供暖需求。     

管式换热器在混合气体余热回收中的传热优化

为了研究高温混合气体在管式换热器中的传热特性,基于k-ε湍流模型、传热理论和Maxwell-Stefan扩散理论建立三维稳态数值模型,分析物质扩散条件对换热器温度场分布的影响。对换热器进行参数化分析,如冷热流体入口温度、速度,并从?的角度探究换热器的热传递效率。研究发现,物质扩散改变了混合气体中各组分的分布,使在传热中占主导地位的氢气发生回流扩散,反复换热,消耗高温流体热量,降低了换热器的传热性能,与未考虑物质扩散因素相比,等效传热系数从16.564 W/(m~2·K)降为15.955 W/(m~2·K),且在一定的工况参数范围内,换热器的效率在10%～30%之间,冷却效果明显。