空心屋頂熱工性能的三維數(shù)值研究.pdf

1、建筑能耗占到社會總能耗的46％，建筑節(jié)能關(guān)系到環(huán)境的改善以及社會的可持續(xù)發(fā)展。屋頂?shù)谋匦阅芤鄬ㄖ攲臃块g的熱舒適性能有著重要的影響?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋系統(tǒng)，因其輕質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今工程中，空心建材中對流換熱和輻射換熱大大加強(qiáng)了其傳熱能力，所以優(yōu)化以現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)層的空心屋頂?shù)谋匦阅苡兄匾囊饬x。
　　本文采用基于有限容積法的能有效處理復(fù)合傳熱的三維自編程序?qū)η度氩煌庑纬叽缦潴w的空心屋頂進(jìn)行

2、了熱工性能的數(shù)值模擬。為了提高屋頂?shù)谋匦阅?，在空心箱體中設(shè)置不同數(shù)量、不同方向的隔板，以抑制其中的對流和輻射換熱量。同時(shí)，還研究了不同混凝土材料、空心箱體材料、隔板表面發(fā)射率、室內(nèi)外溫差對空心屋頂當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的影響。模擬結(jié)果表明：
　　1.垂直于熱流方向的水平隔板可以有效降低屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，隨著隔板數(shù)量的增加，屋頂當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)降低的程度變緩，而平行于熱流方向的豎直隔板對屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)基本沒有影響,但對空心屋頂內(nèi)的溫度分布

3、有一定影響。
　　2.垂直于熱流方向的水平隔板對空心屋頂當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的減小作用對于空心率高的空心屋頂更加明顯。對于內(nèi)嵌 900×900×500mm空心箱體的空心屋頂，7個(gè)和14個(gè)水平隔板可以使其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)分別降低29.91% 和40.42%，對于內(nèi)嵌400×400×200mm空心箱體的空心屋頂，7個(gè)水平隔板可以使其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)降低10.99%，且達(dá)到最小值。
　　3.選用高導(dǎo)熱系數(shù)空心箱體和隔板的材料，空心屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系

4、數(shù)增大。當(dāng)箱體和隔板材料的導(dǎo)熱系數(shù)由0.3增大到1.0W/(m·K)，空心屋頂B552L1W1Hn的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)增加1.93%-2.99%。
　　4.選用不同導(dǎo)熱系數(shù)的混凝土，空心屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)差別明顯?；炷翆?dǎo)熱系1.51減小到0.76W/(m·K)，對于屋頂B552L1W1Hn,當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)減小了8.99-16.39%，對于屋頂B555L1W1Hn,當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)減小了9.17-22.40%。
　　5.室內(nèi)外溫差對空心

5、箱體當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的影響非常小。當(dāng)建筑室內(nèi)外溫差為20℃、50℃時(shí)，與室內(nèi)外溫差為40℃時(shí)相比，空心屋頂B552L1W1Hn當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)分別相差0.30%-0.97%和0.08%-0.34%。
　　6.箱體內(nèi)輻射換熱加強(qiáng)了空心屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。對于B552L1W1Hn、B555L1W1Hn兩種外形尺寸的空心屋頂，箱體和隔板表面發(fā)射率為0時(shí)，空心屋頂?shù)漠?dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)比表面發(fā)射率為0.85時(shí)分別小3.85%-7.38%，以及7.07%-