空心砌塊通風墻體傳熱特性研究.pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，能源短缺的問題越來越嚴重。這些年，建筑行業(yè)規(guī)模越來越大，能耗也隨之大幅增加，導(dǎo)致建筑節(jié)能成為至關(guān)重要的問題。在建筑外圍護結(jié)構(gòu)中，通過外墻的負荷占據(jù)了很大一部分，具有很大的節(jié)能潛力。因此，改善建筑外墻結(jié)構(gòu)就成了建筑節(jié)能的重要舉措。
　　本課題以空心砌塊通風墻體為研究對象。這種墻體是利用空心砌塊孔洞上下貫通的特點，構(gòu)建成通風墻體，夏季在空腔內(nèi)通入冷風，冬季通入熱風，改善墻體的熱特性。同時，通過墻體通風移除夏季和冬季

2、室外環(huán)境作用于圍護結(jié)構(gòu)的熱量或冷量，可大大降低甚至消除建筑的冷熱負荷。除此之外，還能減小墻體內(nèi)表面與室內(nèi)空氣的溫差，從而使墻體能夠有更好的熱舒適性。
　　本文首先介紹了空心砌塊通風墻體的結(jié)構(gòu)和傳熱模型。在此基礎(chǔ)上，首先采用Fluent數(shù)值模擬的方法，研究武漢市夏季工況時空心砌塊通風墻體的熱工性能，并與普通墻體進行比較，分析空心砌塊通風墻體的節(jié)能性能。然后，研究了影響墻體傳熱性能的主要因素：空腔的尺寸以及空腔內(nèi)氣體的速度；其次在頻域

3、上采用頻域有限差分法對墻體傳熱過程進行了理論分析計算，并假設(shè)了振幅為1的溫度波作為外擾輸入，計算出在不同外擾的條件下墻體各表面的熱流。然后與相同條件下墻體傳熱過程的Fluent模擬結(jié)果作了對比，以考察頻域計算的準確性。最后研究了在不同的外界擾動下墻體熱工性能的頻率響應(yīng)。
　　本文主要得到以下結(jié)論：（1）空心砌塊通風墻體相對于普通墻體而言，熱工性能大大改善：當空腔內(nèi)氣流速度為0時，空腔厚度為80mm的墻體24h的熱流密度為普通墻體的

4、46％，空腔厚度為100mm的墻體24h的熱流密度為普通墻體的39%，空腔厚度為120mm的墻體24h的熱流密度為普通墻體的33%；（2）墻體的傳熱受到空腔厚度和空腔內(nèi)氣體速度的影響，其保溫隔熱性能隨空腔內(nèi)氣體速度的增加和空腔厚度的增加而增加；（3）在以假定溫度波作為擾動輸入時，利用頻域有限差分法計算出來的結(jié)果和用Fluent模擬出來的結(jié)果吻合較好。誤差在10%左右；（4）當外擾的頻率變化時，墻體各個表面熱流密度的頻率特性在低頻區(qū)域響應(yīng)