严寒地区复合保温墙体热湿试验

目的提出利用湿度传感器代替试纸称重法测定墙体内部湿度的新方法,解决目前建筑节能中片面强调热传递,而忽视湿影响的现状,确定更适合严寒地区墙体的保温构造方案.方法应用JTRG-I型墙体保温性能检测装置和JTNT-A型建筑围护结构传热系数现场检测仪,测定复合保温墙体的温度场、热流强度和湿度场;利用试纸称重法测定各构造层的含水量.分析湿度与墙体热阻之间的关系、材料重量含湿率与环境相对湿度的关系.结果得出相对湿度与重量含湿率的关系函数.在干燥状态下岩棉和聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数相近,但在湿度较大的环境中,由于岩棉属于渗透型保温材料,其耐久性和保温性能受湿的影响较大;聚苯乙烯泡沫塑料保温材料受湿的影响较小.结论验证了利用湿度传感器代替传统试纸称重法测定墙体内部湿度的新方法的可行性.墙体宜采用聚苯乙烯泡沫塑料保温材料,若采用岩棉作为保温材料应采取构造防潮措施.     

沈阳地区复合保温墙体构造湿状况模拟研究

目的分析达到湿稳定状态的过程,确定沈阳地区不同类型保温墙体在若干温湿度条件下的保温材料重量湿度的变化规律.方法通过CHAMPS—BES软件对不同构造类型(外保温、内保温和夹芯保温)的复合保温墙体的湿状况进行模拟实验,确定温度场和湿度场在墙体内构造分布.结果在室内温湿度条件不变的情况下,外保温墙体保温层重量湿度最低,内保温墙体的保温层重量湿度最高.结论在湿传递方面,外保温墙体比内保温和夹芯保温墙体具有更多优势,更适用于严寒地区节能建筑外墙采用.若采用内保温或夹芯保温工艺,必须对围护结构热桥部位进行保温防潮处理.     

周期性边界条件下多层墙体内热湿耦合迁移

为了研究墙体在室外热湿气候下内部温度和水蒸汽密度变化,建立以温度梯度和水蒸汽密度为推动势的多层墙体内一维热湿耦合传递方程.在室外温度、水蒸汽密度周期性变化作用下,利用Fluent软件修改标量方程求解该耦合方程,将对数值结果同文献实验结果对比,两者较好吻合.以室外典型年参数计算冬、夏季墙体内水蒸汽分压力及热流密度分布.计算结果表明,在冬季内保温和墙体接触面发生冷凝并结露,外保温在冬、夏季均不会出现结露.     

内保温构造技术在豫南农村住宅中的适用性研究

基于新农村住宅建设现状和地域气候条件、室内节能舒适要求、建筑用能方式以及经济发展水平等因素,分析论证墙体内保温构造技术在豫南地区的适候性及性能优势.对于常用的黏土空心砖外墙体,通过建立热工学计算模型,得出了满足规范要求的墙体传热系数、内保温构造所需的饰面石膏聚苯板保温层材料厚度和墙体内部蒸汽分压力分布图.当住宅建筑体形系数≤0.4时,15mm厚的保温材料层即可满足规范要求;当住宅建筑体型系数0.4时,45mm厚的保温材料层可满足规范要求,并且墙体内部不会产生冷凝,不需设置隔汽层,从而达到节能舒适的室内热环境设计要求及良好的施工经济性.     

含不凝气体水蒸气竖直管内冷凝传质传热研究

针对竖直管内含不凝气体水蒸气冷凝传质传热过程开展研究.基于ANSYS Fluent软件平台建立了多相多组分三维数值计算模型，通过将管内中心轴线和壁面上多点温度分布与Kuhn试验结果进行对比，验证了模型的可靠性.在此基础上，考察了混合气体进口温度、速度、压力以及不凝气体体积分数对管内冷凝传热过程的影响规律，并基于不凝气体体积分数修正，提出了竖直管内含不凝气体水蒸气冷凝传热关联式，关联式误差范围为-20%～18%;同时，探究了不凝气体对水蒸气冷凝传质过程的影响规律，发现冷凝水率和平均传质速率随不凝气体体积分数的增大呈现先增大后减小的趋势，少量不凝气体具有促进水蒸气冷凝的作用，不凝气体体积分数为23.2%左右时，冷凝水率和平均传质速率最高.研究结果可为含不凝气体水蒸气的传热关联式和传质模拟研究提供参考.     

自保温组合墙体承载力试验及分析

轻质混凝土和蒸压加气混凝土砖砌体共同组成的保温节能墙体,其保温砌筑砂浆与加气混凝土砌块物理性能相近,因此砌体中两种材料的物理性能相近,且能有效的避免热桥,该结构是一种集承重和保温功能于一体的新型组合墙体.研究此类墙体的承载能力和受力性状分析可为自保温组合墙体承载力设计提供试验支撑和分析依据.通过墙体轴心抗压承载力试验,分析其破坏特征,获得了墙体承载力计算的试验数据,通过与现有类似结构的研究成果分析,提出了自保温墙体的承载力计算方法和实用公式,可供自保温组合墙体承载力计算参考.     

加气混凝土墙体的热桥效应及局部保温措施

加气混凝土砌块作为一种能满足寒冷地区65%节能要求的自保温墙体材料,在严寒地区应用时,局部易产生热桥效应,且热桥部位极易产生发霉、冻胀和墙体抹灰层空鼓等问题.本文针对加气混凝土砌块墙体中的外转角及丁字墙部位进行实测,确定了这些部位热桥的影响范围,并分别建立了传热计算模型对温度场进行模拟.同时根据模拟结果设计了热桥部位的局部保温形式,分析了局部保温层厚度和保温层位置对温度场的影响.结果证明,局部保温措施能够提高热桥部位温度,减弱甚至消除热桥的影响,有效抑制墙体内部冷凝及其引发的冻胀冻融现象.研究结果可为加气混凝土砌块自保温墙体在寒区的应用和推广提供理论依据.     

轻钢结构屋面热湿特性分析

指出保温层内温度急剧衰减、钢板内侧温度接近室外温度、而各界面的水蒸气分压力与室内相差不大是导致结构内冷凝结露的直接原因;并提出了设计、施工和维护时应注意的问题,以供轻钢结构屋面的开发、研究与应用人员参考.     

冷凝消雾收水装置设计计算方法

冷凝消雾收水装置可实现冷却塔水蒸气深度回收,基于对间壁式冷凝消雾收水装置结构研究,提出了适用于CSCT和FSCT冷凝消雾收水装置的设计方法,建立了冷凝收水装置热力计算模型、冷凝量计算模型及阻力计算模型;并构建了冷凝收水装置设计计算流程。计算方法可为冷凝收水装置的设计及优化提供参考,是机械通风冷却塔冷凝消雾收水装置技术研发和推广的关键支持。     

进汽参数对拉伐尔喷管中水蒸气自发凝结的影响

针对不同进汽参数条件下水蒸气从过热区膨胀进入湿蒸汽区的自发凝结规律问题,采用数值模拟方法研究其流过拉伐尔喷管时在非平衡和平衡条件下的凝结特性,分析了进汽参数对水蒸气非平衡凝结过程的过冷度、液滴数、湿度、压比以及马赫数的影响,比较了其平衡凝结和非平衡凝结特性的差异。结果表明:当进汽压力较低时,水蒸气非平衡凝结过冷度较大,压力和马赫数的突跃现象显著;随着进汽压力提高,非平衡凝结造成的参数突跃变化减小,出口湿度逐渐增大,当p/pc为0.8时,出口湿度超过了20%。通过比较水蒸气的平衡凝结和非平衡凝结特性,发现喷管进汽压力较低时,水蒸气非平衡凝结与平衡凝结计算结果的差异显著,Wilson点在平衡态中湿度达到8.40%;而当进汽压力接近临界压力时,平衡凝结的计算结果基本接近非平衡凝结的结果,Wilson点在平衡态中的湿度仅为1.98%。     

居住建筑外墙外保温厚度的优化分析

以重庆地区常见的几种居住建筑外保温墙体结构为例,采用采暖和空调度日数并结合现值系数的方法,得出不同墙体构造时保温材料经济厚度值.指出影响墙体保温经济厚度的因素有建筑物所在区域、空调运行时间、保温材料价格等.分析结果证实:墙体保温采用优化设计后的经济厚度值时,其生命周期内费用低,新增初投资的回收周期短.     

密肋复合墙体斜截面承载力实用设计方法

密肋复合墙体集承重、节能、保温、维护为一体,是一种新型抗震型墙体结构.通过8榀1/2比例密肋复合墙体模型在水平低周反复荷载作用下的试验,在考虑了高宽比、轴向压力、框格分法等因素的情况下,重点研究了密肋复合墙体的斜截面承载力计算方法.试验研究表明,密肋复合墙体具有良好的抗震性能,本文建立的密肋复合墙体斜截面抗剪承载力实用设计计算公式与试验结果吻合较好.     

含相变压力振荡改进算法及其验证

压力振荡制冷技术广泛应用在天然气等含湿气体冷凝分离系统中.当含湿气体含有水蒸气等极性物质时,热力学计算需要考虑介质真实气体效应.利用CPA气体状态方程对湿空气凝结蒸发模型进行改进,并搭建了实验平台进行验证.结果表明:经CPA气体状态方程改进后的数值模型相较于理想气体模型可以更为准确地描述水蒸气的凝结和蒸发行为,为含湿天然气制冷提供了理论基础.随着高压入口饱和湿空气压力从0.2 MPa升至0.4 MPa,两种模型计算得到的制冷效率差距逐渐增大;与实验数据相比,改进后的数值模型的计算结果相较于理想气体模型更为准确,变化趋势也更为符合.在此基础上,利用改进后的数值模型对水蒸气在压力振荡制冷过程中的液化率进行计算,为含湿天然气制冷后的气液分离过程提供了设计依据.     

西北地区居住建筑节能外墙构造热稳定性研究

利用墙体热工系统分析了节能外墙构造方式对围护结构延迟和衰减作用的影响,以银川地区居住建筑为例,计算了具有相同传热系数和热惰性指标的不同构造方式的墙体对室外温度扰量的延迟时间与衰减倍数,比较分析了三种墙体的保温方式对室外温度扰量平抑能力的差异.分析结果表明,墙体构造方式对热稳定性有明显的影响,其中外保温构造衰减倍数最大,而夹芯保温构造延迟时间最长.     

基于模态测试的挡土墙土压力计算方法

对考虑位移的土压力计算方法进行研究,提出了一种基于模态测试和参数识别的土压力计算方法。首先,将土体等效成一系列弹簧来模拟,土压力统一表示为静止土压力和土压力增量之和,并假定土压力增量等于土体的地基反力系数和墙体位移的乘积;其次,建立了墙土系统简化动测模型,根据墙土系统的动力特性,提出采用改进多种群遗传算法识别土体的地基反力系数;最后,结合共同变形理论,进行迭代计算得到土压力分布形式,并通过与库伦土压力理论、实验结果进行比较,表明计算结果和实验结果吻合得较好。为未预先埋设土压力盒的在役挡墙的土压力确定提供了一种行之有效的方法。     

夏热冬冷地区绿色建筑外墙节能特性的LBM模拟及效益分析

针对夏热冬冷地区绿色建筑中外墙的典型保温方式和常见保温材料,采用多松弛时间格子玻尔兹曼方法建立瞬态共轭传热数值模型,分析间歇耗能条件下墙体的瞬态热传导过程,进而得出不同类型保温外墙的节能特性。在此基础上,发展保温墙体增量综合效益的计算方法,分析绿色建筑外墙的增量成本及其增量效益,进而建立外墙增量综合效益评价模型,获取保温外墙最优设计方案。研究数据表明,采取内保温方式的外墙在该地区具有最佳的节能特性,尽管采用不同保温方式和保温材料的外墙均具有一定的节能特性,然而,在其全生命周期内,使用外保温方式以及增量成本较高的保温材料的墙体的增量综合效益出现负值,因此,不适宜在工程实践中应用。此外,研究结果显示,尽管增加保温层厚度可以在一定程度上强化外墙的保温性能,然而,增加保温层厚度会产生额外的增量成本,因此,绿色建筑项目实践中应综合考虑墙体节能特性及其增量成本进而选取适宜的保温层厚度,从而实现其全生命周期内增量综合效益的最大化。     

隔震加固用钢-砌体组合托换梁的墙梁效应有限元分析

提出一种用于既有砌体结构隔震加固的钢-砌体组合托换梁.针对托换梁的特殊支撑形式和梁构造形式,采用ABAQUS有限元软件分析支撑形式和托梁构造形式对托梁及墙体受力的影响.结果发现:与一般固定支座的钢筋混凝土墙梁相比,采用隔震支座作为支撑的钢-砌体组合墙梁,上部墙体除可能发生局部受压破坏外,还可能发生斜拉破坏;托梁与上部墙体的共同工作的效应会有明显减弱;托梁的构造形式对墙梁效应的影响比支座形式更显著.同样的墙体荷载作用下,隔震支座上的钢-砖砌体组合托换梁的弯矩增加约30%～35%,轴力减小约20%～25%.因此,此类梁不能直接按一般钢筋混凝土墙梁进行内力计算.     

EPS土工泡沫缓冲层的抗震效果数值模拟

为探究EPS土工泡沫作为挡土墙缓冲层的抗震效果,利用有限元程序建立设置EPS缓冲层的挡土墙模型.通过对高为4 m和8 m的重力式挡土墙模型的地基底部边界施加不同振幅强度(0.1g～0.7g)和频率为3 Hz的简谐激励,研究EPS厚度、振动强度与墙体位移增量、墙体转角和侧向推力增量之间的关系.结果表明:EPS是一种经济、隔离振动效果好的缓冲层,可有效地减少重力式挡土墙结构的振动反应.墙体受振动引起的位移增量、转角增量和侧向推力增量随着EPS缓冲层相对厚度的增加而增大,两种高度的墙体分别在缓冲层厚度达到20%、 40%时,隔离振动的效率达到最优,并且能显著减小墙体的侧向土压力.     

含油污泥真空热裂解的研究

采用真空热裂解的方法处理含油污泥,研究热解终温、体系压力、保温时间和冷凝温度对热解产物产率的影响。实验结果表明:在热解终温为500℃,体系压力为10 kPa,保温时间为30 min,冷凝温度为-20℃的条件下,可得到热解固体渣、热解液和热解气的产率分别为9.4%,85.8%和4.8%;分离热解液的水分后得到油产率为原含油污泥的31.25%;采用真空热裂解的方法,能实现含油污泥全组分清洁循环利用。     

既有中小学校建筑墙体外围护结构的节能改造技术

针对既有中小学建筑存在的保温隔热效果差、能源消耗大等问题,选取郑州地区既有中小学校建筑进行研究,基于该地区的气候条件和对建筑的使用特点,建立计算模型,通过计算分析墙体外围护结构的主要传热指标,提出了墙体围护结构内保温构造节能技术优化方案,并对节能效果进行对比分析.