建筑保温墙体薄空气间层空气湿度对传热影响的实验研究

发布时间：2017-10-11 07:29

  本文关键词：建筑保温墙体薄空气间层空气湿度对传热影响的实验研究

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【摘要】：随着城镇化建设的逐步推进,我国的建筑数量大幅上升,随之带来的建筑能耗已经成为国家能源消耗的主力军。因此建筑行业全面节能势在必行,到“十二五”期末,我国建筑节能要形成1.16亿吨标准煤节能能力;到2015年,北方严寒及寒冷地区、夏热冬冷地区全面执行新颁布的节能设计标准,执行比例达到95%以上,城镇新建建筑能源利用效率与“十一五”期末相比,提高30%以上。论文以铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统为实验对象,选择合肥地区某典型建筑为实验基地,设计实验方案,安装测试仪器进行数据采集,采集数据时间包含2013和2014两个年度,共有两个完整的四个季度的实验周期。采集的物理参数包括复合保温墙体各层壁面温度,室内外温度,空气间层温度,空气间层湿度,空气间层气流速度,墙体及各层热流密度。将采集的实验数据进行方差分析发现,空气间层温度、湿度均与墙体热流密度存在某种相关性,采集的空气间层气流速度在保温一体化系统的尺寸下流速几乎为零,说明其内部没有对流传热。回归分析还发现,空气间层的温度与墙体热流密度有正相关的特点;而空气间层湿度与墙体热流密度却是负相关的关系。这里湿度与热流密度关系的发现比较新颖,之前并未见有关文献研究过,这也是论文的创新之处。针对统计分析的结果,论文进行了传热机理的分析,由于温度对热流密度的影响早在傅里叶定律理就有所阐述,实验结果前人早有成熟的论证。因此,传热机理的分析重点在湿度影响热流密度的讨论上。论文分别从导热、对流、辐射三种传热方式上对空气间层湿度影响传热进行讨论,结论是对于铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统的保温结构,由于空气间层仅有30mm,且密封较好,对流传热可以忽略,导热就是纯气体的导热问题,而辐射是空气间层传热的主要方式,湿度对空气间层传热的影响主要是影响了辐射传热。那是因为当空气间层湿度变化时,空气间层内的水蒸气含量也发生变化,由于水蒸气对长波辐射有很好的吸收特性,而常见的建筑材料其辐射热又是长波辐射,所以水蒸气阻隔了空气间层两墙壁间的辐射传热。当湿度越大,水蒸气就会越多,其阻隔辐射传热的能力也会越强;反之,则阻隔能力减弱。这正符合湿度影响传热呈负相关特性的统计分析结果。论文针对空气间层湿度与热流密度关系进行了经验方程的总结。首先对复合保温结构进行了模型化处理,认为复合保温结构墙体传热为一维平壁导热问题,墙体导热由非稳态导热简化为稳态导热,空气间层传热以导热方式等效辐射及对流传热方式等,然后建立带有一、二类边界条件的导热数学模型,利用实验数据最终求解出函数方程。论文最后得出结论,空气间层湿度影响墙体的传热。其意义主要是应用在潮湿多雨地区复合保温墙体综合传热系数的计算上,其空气间层不能只简单的看成空气传热问题,还要考虑到水蒸气对辐射传热的影响,从而对空气间层传热系数做出修正,使其计算热负荷更为精确,为建筑能耗的计算,采暖空调系统的设计提供基础的研究资料。
【关键词】：空气间层 湿度 复合保温墙体 热流密度
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU111
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 课题研究背景12-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.3 论文研究内容概述20-22
• 第二章 空气间层传热分析模型22-29
• 2.1 复合保温墙体基本构造22-24
• 2.2 复合保温墙体薄空气间层传热物理模型24-26
• 2.3 复合保温墙体薄空气间层传热数学模型26-29
• 第三章 空气间层湿度对传热影响的实验研究29-51
• 3.1 实验方案的设计29-30
• 3.2 实验仪器安装与数据采集30-33
• 3.3 实验数据的统计分析33-44
• 3.3.1 实验数据的误差分析34-36
• 3.3.2 湿度的单因素统计分析36-38
• 3.3.3 温湿度的双因素统计分析38-44
• 3.4 实验结果传热分析44-46
• 3.5 经验方程归纳46-51
• 结论与展望51-53
• 参考文献53-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王培铭,胡成德,朱艳芳;上海地区外墙外保温体系节能效果的研究[J];墙材革新与建筑节能;2003年06期

2 王苏颖,狄洪发;美国、加拿大窗户能耗等级评价体系综述[J];太阳能学报;2002年04期

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本文编号：1011260