空心砌塊通風(fēng)墻體熱交換模型及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、建筑能耗的持續(xù)增加使人們意識(shí)到采用新的技術(shù)手段去實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的緊迫性和重要性，著眼于建筑節(jié)能的目標(biāo)和要求，本文研究一種新型的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)——空心砌塊通風(fēng)墻體?？招钠鰤K通風(fēng)墻體利用墻體自身的空腔，搭建成通風(fēng)墻體，夏季通入冷空氣，冬季通入熱空氣，實(shí)現(xiàn)墻體內(nèi)部冷、熱量傳遞與轉(zhuǎn)移。該技術(shù)將熱回收或可再生能源利用與降低墻體內(nèi)部冷、熱量相結(jié)合，可有效減弱室外氣候?qū)κ覂?nèi)環(huán)境造成的影響，減小墻體內(nèi)表面溫度的波動(dòng)，提高人體的熱舒適性。本文針對(duì)空心砌塊通風(fēng)

2、墻體的傳熱問題，采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法進(jìn)行探討，主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）建立了空心砌塊通風(fēng)墻體的簡化動(dòng)態(tài)熱網(wǎng)模型（RC模型）并利用遺傳算法（GA）辨識(shí)了其參數(shù)。簡化模型的重點(diǎn)在于熱阻和熱容參數(shù)的確定，為了得到合理準(zhǔn)確的熱阻熱容參數(shù)，本文以空心砌塊通風(fēng)墻體的頻域有限差分模型（FDFD模型）為理論模型，將其計(jì)算得到的墻體各表面的熱流幅值和熱流相角作為理論頻域特性，利用遺傳算法（GA）辨識(shí)了空心砌塊通風(fēng)墻體的熱阻和熱容

3、參數(shù)。結(jié)果表明，根據(jù)理論模型的計(jì)算結(jié)果，采用遺傳算法辨識(shí)空心砌塊通風(fēng)墻體簡化動(dòng)態(tài)熱網(wǎng)模型的參數(shù)十分可靠。
　?。?）建立了空心砌塊通風(fēng)墻體的熱交換模型。該模型為簡化動(dòng)態(tài)熱網(wǎng)模型（RC模型）和傳熱單元數(shù)模型（Number of Transfer Units模型，即NTU模型）的耦合模型。采用該熱交換模型能夠求得空心砌塊通風(fēng)墻體在砌塊高度方向上的傳熱特性。本文利用該模型計(jì)算了通風(fēng)墻體空腔空氣的出口溫度，墻體內(nèi)外表面的溫度和熱流以及空腔

4、空氣帶走的熱量。結(jié)果表明，空心砌塊通風(fēng)墻體的熱交換模型可以很好地分析該結(jié)構(gòu)沿砌塊高度方向的傳熱。
　?。?）搭建了空心砌塊通風(fēng)墻體的熱特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。利用實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，主要選取了三種典型實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行分析，以空腔空氣的出口溫度作為比較對(duì)象，據(jù)此驗(yàn)證空心砌塊通風(fēng)墻體的熱交換模型的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在三種典型工況下，采用熱交換模型計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法得到的空腔空氣的出口溫度，二者吻合很好，誤差都在5.0％之內(nèi)，這