南墙总传热系数不同对冬季太阳能吸收量的影响

发布时间：2020-08-24 14:56

【摘要】：我国经济的迅速发展将我国的城镇化建设也推到一个新的发展阶段,然而建筑行业的蓬勃发展也带来了一系列问题。例如由于建筑行业对能源的需求量增大,建筑能耗在我国全部能源的消耗中所占的比例也越来越大。当前,随着供暖行为在夏热冬冷地区逐渐普遍,供暖能耗的增长速度也在加快。但由于地理位置等综合因素导致的该地区的室内外温差明显小于北方地区,故太阳能对减少供暖能耗所起的作用也应该比较大。在冬季,南墙能够有效吸收太阳能对减少建筑的能耗具有重要意义。当太阳能同样以热量的形式进入室内时就会减少建筑的能耗。为此,本文将针对不同太阳辐射强度和不同围护结构总传热系数的情况,分析研究太阳能对夏热冬冷地区冬季建筑节能的影响。本文以长江中下游地区的典型城市上海为代表,使用CFD数值模拟的方法,讨论研究在不同墙体保温方式、不同太阳辐射强度(阴天、多云、晴天)以及四种不同围护结构总传热系数时,南墙得到太阳能的情况。研究结果表明,南墙在吸收太阳能后,其外表面温度升高,因此有部分被墙体吸收的太阳能通过对流换热散失到大气中。虽然南墙总传热系数越大将导致室内外由温差驱动的传热量更大,但是南墙整体温度越低,这有利于墙体对太阳能的实际吸收效果,故虽然传热系数越大,南墙的温差传热损失越多,但传热系数增大四倍时,南墙外表面的全天热损失仅高出1.5倍。因此在这一地区提高南墙保温性能至一定程度后,将可能抑制对太阳能的实际吸收量,故夏热冬冷地区建筑南墙的保温性能设计时,应兼顾到对太阳能的实际吸收效果。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU111.195
【图文】：

示意图,墙体结构,建筑模型

（a）建筑模型（b）内保温（c）外保温图 2-1 建筑模型和墙体结构图 2-1(b)给出的是南墙内保温时墙体结构示意图，最右侧是室内环境，从右到左依次是保温层、结构层，左侧是室外环境。图 2-2（c）给出的是南墙外保温时墙体结构示意图，左侧是室外环境，从左到右依次是砂浆层、保温层、结构层，最右侧是室内环境。假设室内一直持续供暖，室内空气温度为恒定的 18℃。表 2-1 墙体结构材料的物性参数材料名称导热系数λW/m·k密度Ρ kg/m3热容cpJ/kg·K厚度m砂浆层 0.93 1800 1050 0.02结构层 1.74 2500 920 0.20保温层 0.03 35 1380 0.022.3 计算方法及边界条件的设定2.3.1 计算方法

太阳辐射热,围护结构,外表面,传热方式

2-2 围护结构外表面太阳辐射热平衡种传热方式分别为热传导、热对流存在，而是以多种传热方式组合的量，文献[34]定义热量从固体壁面过程称为传热过程。它由三个基本热量传递；（2）热量从壁面高温侧到从壁面低温侧到冷流体的传递。当即可。假设平壁两侧的流体温度以上述三个环节的热流量表达式，如 1 1 1=f w Ah t tw1 w2t tA

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