运行模式论文:间歇空调运行模式下住宅墙体热工性能研究
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夏热冬冷地区居住建筑保温墙体节能效果分析对于居住建筑的墙体保温,北方一直推行墙体外保温并且取得了很好的节能效果,但是将其推广到夏热冬冷地区的居住建筑,节能效果却不甚理想。
这是因为夏热冬冷地区的用能模式与北方供暖模式完全不同,因此需要结合夏热冬冷地区的用能特点,找到合适的墙体保温体系。
本文针对夏热冬冷地区间歇分室用能的特点,以房间为分析单元,选取杭州某居民楼一房间作为夏热冬冷地区用能模型,利用数值计算的方法,使用编制matlab程序,计算了基准墙体、自保温、外保温、内保温在夏季单次间歇式用能在三种工作环境下空调的耗冷量,证实自保温和内保温具有更好的,且内保温更好,而外保温墙体基本没有节能效果。
通过分析能耗流向,推论出分户间歇式用能墙体蓄热对能耗有巨大影响的结论,也解释了外保温在南北方收效差异大的原因。
通过小比例模型测试,对比了内保温比外保温节能效果,并与理论分析用能关系进行了对比,证实了两者的一致性;同时通过大比例模型,对理论与实测值的误差进行了定量分析,证实了所用计算方法以及相关结论的正确合理性。
除了单次用能时间对不同墙体节能效果的影响,同时考虑了长期用能导致的不同保温墙体的节能效果的差异。
长期用能中外保温墙体室内初始温度低,基于此计算得到,外保温墙体在夏热冬冷地区的长期用能过程中,是会发挥出节能作用的,但是节能效果仍旧不如内保温和自保温,当室内温度降低了5℃时,才可能与两者节能效果相当的情况。
考虑了墙体厚度在140mm—300mm范围内变化时耗冷量,得到墙体厚度对单次8h用能基本没有影响的结论。
分析了窗墙比变化对冷量的影响,得到窗墙比增大时,对于单次8h用能,基准墙体和外保温墙体耗冷量减小,自保温和内保温墙体,窗墙比增大时耗冷量增加,基准墙体和外保温减小的速率大于自保温和内保温增加的速率的结论。
同时得到墙体厚度和窗墙比的变化对并不影响保温墙体节能效果的优劣性的结论。
夏季空调间断运行建筑物室内空气温度特性数值模拟分析韩漪
【期刊名称】《建筑节能》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】空调器已经成为人们日常工作和生活中的必需品。
随着空调器拥有率的不断上升,空调的能耗在不断增加,因此空调运行时的节能问题成为目前研究的重点问题之一。
利用数值计算中的有限容积法,对夏季建筑物室内空调器间断运行室内温度特性进行了数值模拟,并将该数值模拟的结果与空调器间断运行室内温度特性的实验结果进行比较,证实了空调房间动态数学仿真模拟的正确性,对今后空调器的节能运行具有一定的指导意义。
【总页数】4页(P20-22,32)
【作者】韩漪
【作者单位】陕西职业技术学院,西安 710100
【正文语种】中文
【中图分类】TU831
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住宅家用空调运行状况的调查分析摘要:本文根据99年夏季对北京市区42户安装空调住宅的调查结果以及空调房间室温的测试数据,分析和了解住宅家用空调主要在晚上间歇运行以及空调启动温度与控制温度不一致的运行特点,并依据热舒适理论的研究成果,确定出房间空调的启动温度为29℃左右,而房间空调的控制温度则为26℃。
本文的工作为住宅建筑的能耗分析以及住宅热性能的分析评价提供了基础。
关键字:住宅家用空调运行状况启动温度控制温度1.引言住宅家用空调的运行状况主要包括空调运行方式、空调开启时刻的房间室温以及空调的控制温度等方面的信息,它在较大程度上决定了住宅的空调能耗状况,而国内外有关家用空调运行状况的研究报道尚不多见。
同时,随着家用空调的全面普及,家用空调的能源消耗已愈来愈引起人们的重视。
因此,了解现有住宅家用空调的实际运行状况,对于合理地预测住宅能耗状况以及评价住宅热性能是十分有必要的。
本文根据99年夏季对北京市区42户安装空调住宅的调查结果及住宅内空调房间的室温测试数据,从定量的角度分析现有住宅家用空调实际运行状况的变化规律,为节能住宅的深入研究提供基础。
2.调查对象和调查方法99年夏季(时间为99年7月15日至8月9日),清华大学对北京地区住宅室内热环境的状况做了广泛的调和查测试,调查和测试数据有效的样本容量共有140户,它们主要分布在北京市的海淀区、西城区、宣武区、朝阳区及丰台区等,其中42户的住宅内装有家用空调,空调测试房间总数为42间,房间功能为卧室、客厅和餐厅。
室温的连续测试是本次调查的主要内容,将Rhlog温度自记仪置于住宅的空调测试房间内,房间的室温数据每隔30分钟可自动读取并记录于Rhlog温度自记仪内,自记仪的测试精度为0.3℃。
同时,在室温测试过程中,避免了太阳辐射和房间内照明灯具、电器设备等内热源对温度自记仪读数的影响。
研究的另一部分内容是住户对家用空调调节行为的调查,要求住户完成相关调查问卷的填写,主要包括:住户对家用空调的态度(满意空调的原因和不满意空调的原因)、空调控制温度的大小、空调的开启运行状况以及大致的运行时间范围等。
节能建筑外墙的热工性能摘要随着社会经济的发展,新建建筑物的不断增多,在能源短缺严重的今天,建筑能耗引起极大关注。
在众多解决方法中,改善建筑物围护结构的热工性能是实现建筑节能的有效途径之一,而外墙是建筑围护结构的主要组成部分,据统计通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑外围护结构总能耗的35%--45%,因此研究外墙热工性能具有重要而特殊的意义,而研究节能建筑外墙厚度优化是一门必不可少的课题。
本文以内蒙古中部地区常用的墙体材料、墙体结构、构造层次等为研究内容,结合当地的气候环境等条件,研究计算了内蒙古中部地区典型的已建和在建节能建筑外墙的热工性能,并运用热经济学,综合考虑建筑物能量消耗和墙体造价,对墙体材料的热工性能、造价进行了分析计算,并建立了墙体厚度优化的数学模型,确定了最佳墙体厚度和保温层厚度的优化公式。
提供了进行墙体选择,墙体尺寸优化的依据。
最后本文通过选取内蒙古中部地区常用的1种组合墙体类型,依据当地独特的气候特点和区域特征,运用已建立的墙体厚度优化数学模型,进行墙体材料热经济性分析和保温层厚度优化分析。
最终得出了页岩空心砖加胶粉聚苯颗粒保温墙体保温层的经济厚度。
并且与实际工程中保温层厚度进行比较分析。
结果表明:在实际工程中,外墙的厚度应根据各地区各建筑物的具体条件计算得到,而不应简单地直接取用推荐值或凭经验来确定,这样才能有效地提高建筑物的经济性。
本研究对我国节能建筑的工程设计具有一定的参考和应用价值。
关键词:建筑能耗,墙体材料,热经济性分析,墙体厚度优化AbstractWith the development of social economy, the new building has increased, and energy shortage serious today, building energy consumption attracted much attention. Improvements in building palisade structure of the thermal performance is to realize the energy conservation of the building one of the effective ways of exterior wall, and building palisade structure is the main part, according to statistics, the outside wall of the loss caused by heat transfer energy consumption accounts for about the total energy consumption structure building periphery of 35%--45%, so the study of exterior wall thermal performance has important and special significance, research and energy-saving building exterior wall thickness optimization is an essential task.In this paper, the commonly used in middle Inner Mongolia wall materials, wall structure, inferior as the research content, compatible with the local climate environment conditions, study the calculation in middle Inner Mongolia typical been built and energy-saving building under construction of exterior wall thermal performance, and the use of a hot economics, considering building energy consumption and wall body of walling material cost, the thermal performance, bearing capacity and cost is analyzed and calculated, and set up the wall thickness of the optimization mathematical model, the optimum wall thickness and the optimization of the insulation layer thickness formula. Provide a wall choice, wall body size optimization of basis. At last this paper through the selection in middle Inner Mongolia commonly used of wall type, based on the combination of the climate characteristics and local unique regional features, use of the established wall thickness optimization mathematical model, the wall material hot economic analysis and thermal insulation layer thickness optimization analysis. With the actual engineering thermal insulation layer thickness of comparison and analysis, the author puts forward his own ideas.The analysis results showed that in the actual project, the thickness of the wall should be according to the specific conditions of buildings are calculated in all localities, and should not simply direct access to recommend value or to determine by experience, so that we can effectively improve building efficiency. So our country power saving construction engineering design to have the certain reference and application value. Key Words:Building energy consumption, wall material, hot economic analysis, wall thickness optimization目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................ I I 第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2研究的目的和意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1国内研究现状 (2)1.3.2国外研究现状 (3)1.4研究的主要内容 (4)第二章内蒙古中部地区节能建筑外墙 (5)2.1内蒙古中部地区地理气候条件 (5)2.1.1内蒙古中部地区地理分布 (5)2.1.2内蒙古中部地区气候特征 (5)2.2内蒙古中部地区外墙技术 (6)2.2.1 墙体的基层材料 (7)2.2.2常用保温材料 (7)2.2.3 常用墙体的保温方式 (7)2.3本章小结 (8)第三章外墙厚度优化设计 (9)3.1围护结构传热系数限值设计 (9)3.1.1 建筑物耗热量指标计算 (9)3.1.2单位建筑面积的空气渗透耗热量计算 (10)3.2 墙体材料优化设计 (11)3.2.1墙体材料热经济性分析 (11)3.2.2墙体材料的选择 (11)3.3保温层厚度优化 (12)3.3.1年度总负荷的计算 (12)3.3.2建立数学模型 (13)3.4本章小结 (15)第四章建筑外墙厚度优化应用与讨论 (16)4.1墙体材料和墙体结构 (16)4.2讨论与应用 (18)4.3本章小结 (19)结论 (20)致谢................................................................................................................... 错误!未定义书签。
住宅建筑的节能与热工性能优化1. 背景随着社会经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,建筑能耗逐年增加住宅建筑作为能源消耗的重要领域之一,其节能与热工性能优化具有重要意义本文将从住宅建筑的节能和热工性能优化两个方面展开讨论,分析影响因素,并提出相应的改进措施2. 住宅建筑节能的重要性节能减排是我国可持续发展的重要战略,住宅建筑节能是其中不可或缺的一环据统计,住宅建筑能耗占我国建筑总能耗的比重较大,且随着人们生活水平的提高,这一比重还在不断上升因此,提高住宅建筑的节能水平,对缓解我国能源压力、减少环境污染具有重要意义3. 住宅建筑节能与热工性能优化的影响因素3.1 建筑材料建筑材料是影响住宅建筑节能与热工性能的关键因素之一不同的建筑材料具有不同的热工性能,如导热系数、蓄热系数等选用高性能、环保、节能的建筑材料,可以有效降低住宅建筑的能耗3.2 建筑结构住宅建筑的结构设计对热工性能有很大影响合理的建筑结构可以有效减少热量传递,提高住宅建筑的节能性能如采用保温隔热性能较好的墙体、屋面和地面结构,以及合理设置窗户尺寸和位置,降低窗户传热损失等3.3 建筑设备住宅建筑中的供暖、空调、照明等设备对能耗有很大影响选用高效、节能的设备,可以降低住宅建筑的能耗此外,合理设计建筑设备系统,提高系统运行效率,也是节能的重要途径3.4 建筑环境住宅建筑所在地的气候、地形、周边环境等因素也会影响热工性能如在寒冷地区,应加强建筑的保温隔热性能;在炎热地区,应加强建筑的遮阳、通风等措施,降低建筑能耗4. 住宅建筑节能与热工性能优化措施4.1 优化建筑材料选用在住宅建筑中,应选用高性能、环保、节能的建筑材料,如保温隔热材料、低导热系数材料等此外,还可以采用新型建筑材料,如相变材料、纳米材料等,以提高建筑的热工性能4.2 改进建筑结构设计住宅建筑的结构设计应考虑热工性能,如采用保温隔热性能较好的墙体、屋面和地面结构,合理设置窗户尺寸和位置,降低窗户传热损失等此外,还可以采用双层墙体、空气层等结构,以提高建筑的保温隔热性能4.3 提高建筑设备效率选用高效、节能的供暖、空调、照明等设备,降低住宅建筑的能耗此外,还可以采用智能家居系统,实现建筑设备的精细化管理,提高设备运行效率4.4 加强建筑环境设计根据住宅建筑所在地的气候、地形、周边环境等因素,进行建筑环境设计如在寒冷地区,加强建筑的保温隔热性能;在炎热地区,加强建筑的遮阳、通风等措施同时,还可以采用绿化、水体等手段,提高建筑周围环境的舒适度5. 结论住宅建筑的节能与热工性能优化是提高建筑能源利用效率、减少环境污染的重要途径通过优化建筑材料、改进建筑结构设计、提高建筑设备效率、加强建筑环境设计等措施,可以有效降低住宅建筑的能耗,提高建筑的热工性能因此,在住宅建筑设计过程中,应充分考虑这些因素,以实现建筑的可持续发展1. 背景在现代社会,住宅建筑的舒适度要求和能源效率问题日益受到关注随着建筑技术的不断进步,住宅建筑的节能与热工性能优化已成为建筑行业的重要研究方向本文主要目的是探讨住宅建筑的节能与热工性能优化策略,分析其影响因素,并提出相应的改进措施2. 住宅建筑节能的重要性住宅建筑能耗占到了总建筑能耗的一大部分,因此提高住宅建筑的节能性能对于节能减排具有重要意义住宅建筑的节能不仅可以降低能源消耗,减少环境污染,还可以提高居住舒适度,降低居民生活成本3. 住宅建筑热工性能优化的影响因素3.1 建筑朝向与布局建筑的朝向和布局对热工性能有很大影响合理的建筑朝向可以充分利用自然光和热,减少能源消耗建筑布局应考虑采光、通风和保暖的需求,以达到最佳的热工性能3.2 窗墙比与窗户性能窗墙比和窗户性能是影响住宅建筑热工性能的重要因素合理控制窗墙比可以减少室内热量损失窗户的保温隔热性能、遮阳系数和通风性能等都会影响热工性能3.3 建筑通风设计建筑通风设计对热工性能和室内空气质量有很大影响合理的通风设计可以有效排除室内的湿度和污染物,提高室内空气质量,同时也可以调节室内温度和湿度,提高居住舒适度4. 住宅建筑节能与热工性能优化策略4.1 建筑设计的优化在建筑设计过程中,应充分考虑建筑的朝向、布局、窗墙比和窗户性能等因素,以提高热工性能此外,还可以采用双层墙体、蓄热材料等先进技术,进一步提高保温隔热性能4.2 建筑材料的选用选择高性能、环保、节能的建筑材料是提高住宅建筑热工性能的关键可以选用保温隔热性能好的材料、吸声隔音性能好的材料等同时,也可以采用新型建筑材料,如相变材料、纳米材料等,以提高热工性能4.3 建筑设备与系统的优化选用高效、节能的供暖、空调、照明等设备,并优化设备系统的设计和运行,可以有效降低能耗此外,采用智能家居系统和建筑物联网技术,实现建筑设备的精细化管理,提高设备运行效率4.4 建筑环境的改善根据住宅建筑所在地的气候、地形、周边环境等因素,进行建筑环境的改善如在寒冷地区,加强建筑的保温隔热性能;在炎热地区,加强建筑的遮阳、通风等措施同时,也可以采用绿化、水体等手段,提高建筑周围环境的舒适度5. 结论住宅建筑的节能与热工性能优化是提高建筑能源利用效率、减少环境污染的重要途径通过建筑设计优化、建筑材料选用、建筑设备与系统优化、建筑环境改善等措施,可以有效降低住宅建筑的能耗,提高建筑的热工性能因此,在住宅建筑设计过程中,应充分考虑这些因素,以实现建筑的可持续发展应用场合1.住宅建筑设计阶段:在住宅建筑设计初期,就需要考虑如何通过合理的建筑设计来提高建筑的节能性能和热工性能这包括对建筑的朝向、布局、窗墙比、窗户性能等因素的细致规划2.建筑材料选择:在建筑材料的选用上,适用于需要提高建筑的保温隔热性能、吸声隔音性能等情况新型建筑材料的运用,如相变材料、纳米材料等,可以在这一阶段得到体现3.建筑设备与系统设计:在建筑的供暖、空调、照明等设备选择和系统设计时,适用于提高设备效率和系统运行效率的情况智能家居系统和建筑物联网技术的运用,可以显著提升建筑的自适应和管理能力4.既有住宅建筑的节能改造:对于已经建成的住宅建筑,进行节能改造时,上述的优化策略同样适用通过改造,可以提升既有住宅建筑的节能性能和热工性能5.绿色建筑与可持续发展研究:在推动绿色建筑和可持续发展方面,住宅建筑的节能与热工性能优化策略具有重要的应用价值这不仅有助于减少建筑对环境的影响,还能促进新能源技术的应用和推广注意事项1.综合考虑多种因素:在实施住宅建筑的节能与热工性能优化时,需要综合考虑地理位置、气候条件、周边环境等多种因素,以确保优化措施的有效性2.遵循标准和规范:在进行建筑设计、材料选择、设备选用等时,应遵循相关的国家建筑标准和规范,确保建筑的安全性和可靠性3.注重用户体验:在优化过程中,不仅要考虑建筑的节能性能和热工性能,还要注重用户的居住体验例如,在提高保温隔热性能的同时,也要保证室内的舒适度和空气质量4.科技创新与传统技术的结合:在应用新型建筑材料和先进技术的同时,也要充分挖掘和利用传统建筑技术的优势,实现科技创新与传统技术的有机结合5.持续监测与评估:住宅建筑的节能与热工性能优化是一个持续的过程,需要对建筑的能耗和性能进行长期的监测和评估,以便及时调整和优化措施6.教育培训与普及:提高建筑行业从业人员的专业素质,加强他们对住宅建筑节能与热工性能优化重要性的认识,同时也要普及相关知识给广大居民,提升他们的节能意识和参与度7.政策支持与推广:政府的政策支持和推广对于住宅建筑的节能与热工性能优化至关重要通过政策引导、补贴激励、示范项目推广等方式,可以有效推动建筑行业的节能减排工作通过上述的应用场合和注意事项,可以更系统地理解和应用住宅建筑的节能与热工性能优化策略,以实现建筑的可持续发展,降低能源消耗,减少环境污染,提高居民的生活质量。
文章编号:ISSN 1005-9180(2009)03-0064-05Ξ空调建筑复合墙体热工性能的计算分析刘后根(广州市设计院,广东广州510620)[摘要]本文首先对夏热冬暖地区空调建筑复合墙体的研究及应用情况进行了调查分析,然后对该地区常用的外墙主材与保温材料EPS 板和X PS 板进行复合计算,得出了这些复合墙体的热工性能参数,并结合《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的墙体热工要求,对其进行了节能性分析。
[关键词]复合墙体;热工性能;分析[中图分类号]T U 831;TK 12 [文献标识码]BCalculat ion and Analysis on the Ther mal Perfor mance forComposite Wall of Air -Co nditioned BuildingsLI U H ougen(G uang zh ou Design Institu te ,G uangd ong G uang zh ou 510620)Abstra ct :T he paper firs tly surveys the applicati on and research s ituati on o f air -cond iti oned bu ildings composite wall in the h ot summer and w arm w inter zone 1Subsequ ently ,the thermal insulation materials EPS plastic boards and X PS plastic boards are re 2spectively comp ounded w ith the common us e w all materials in the z one ,and the thermal performance of com pounded walls are calculated 1Furthermore ,according to the requirement of wall ’s thermal performance in the Energy E fficiency Design Standard of Residential Bu ildin gs in H ot Summer and W arm W inter Z one ,th e energ y efficiency of composite w alls is analy zed 1K eyw or ds :Comp osite w all ;T hermal performance ;Analysis 空调建筑外墙的热工性能直接关系到空调建筑的能耗和室内空气环境的热舒适性。
空调间歇运行模式下室内热环境测试研究Study on Testing of Indoor Thermal Environment with the Mode of Intermittent Operation of Air-conditioners■李海峰 LI Haifeng【摘 要】 分散式空调是上海地区住宅建筑典型的采暖空调形式,并呈现部分时间、部分空间的间歇运行特征,进而影响室内热环境。
通过选取三户不同类型的住宅,进行连续的全年室内热环境的测试,依托测试数据,对热环境的时间和空间变化特征、户间对比等开展量化分析,揭示住宅空调间歇运行时室内热环境特性,以期为上海地区住宅节能和热环境改善提供基础性的研究支撑。
【关键词】住宅;空调;间歇运行;室内热环境【Abstract】 Distributed air-conditioner is a kind of typical heating air-conditioner for residential architecture in Shanghai and shows the characteristics of intermittent operation of part of time and part of space which affects indoor thermal environment. By selection of three different types of residences, it conducts continuous testing to indoor thermal environment in the whole year, carries out quantitative analysis to thermal environment's time and space change characteristics and comparison to different residences based on testing data, and reveals the characteristics of indoor thermal environment at the time of intermittent operation of residential air-conditioner, so as to provide basic study support for energy saving of residence and improvement of thermal environment in Shanghai.【Keywords】 residence, air-conditioner, intermittent operation, indoor thermal environment0 引言在上海地区的住宅中,依靠分体空调或多联机等分散式空调设备来解决全年采暖空调需求的住户占据大多数。
建筑节能对建筑墙体热工性能的要求与应用【摘要】随着世界能源问题的日益严峻,国家对节约能源工作越来越重视。
在建筑节能方面,检测其节能的一个重要的因素就是确定其建筑墙体的围护结构的热工性能。
针对建筑墙体热工能性能进行相关的检测,根据我国现行的相关法律法规对其提出要求,并且在我国西北某地区进行实际上的应用。
本文就此简单阐述了建筑节能方面对建筑墙体热工性能的要求与应用。
【关键词】建筑节能;建筑墙体;热工性能;维护结构在能源消耗中,建筑能耗约占总数的35%,而在建筑能耗中,暖通方面有占据了其中的65%。
为了改善居住及公共建筑物的内热环境质量,提高人民的生产、生活水平,提高取暖、御寒等的能源利用效率,根据我国现行的《建筑节能标准》提出了节能50%,并且对建筑物的墙体即维护结构的热工性能等进行了相关的要求。
1 我国某地区的概括和建筑节能现状1.1 我国某地区的概况该地区处于我国西北部,地域辽阔,跨越了寒冷和严寒两个建筑气候区,夏冬温差较大,每年采暖时间最长达到180天,对供热能源的消耗很大。
1.2 我该该地区贯彻执行国家建筑节能相关政策主要经历了以下三个阶段:1.2.1 1998年前为学习阶段,这时国家刚颁布了节能标准。
该地区地处偏远、资源丰富,并没有很好的贯彻落实。
1.2.2 1999年~2002年为试验阶段,这时该地区引进了当时较为先进的墙体保温系统进行试点,获得了不错的效果。
1.2.3 自2003年起,全面实施节能,印发了相关细则,积极发展节能建筑。
其中某小区顺利通过了国家建筑节能示范工程的检验,被评为全国严寒地区的先进节能小区。
2 建筑节能对建筑墙体热工性能的要求在我国该地区的节能建筑中,墙体所采用的材料并不是单一,大部分都是两种或者两种以上组合而成的复合墙体。
其都是有绝热材料和传统墙体材料以及某些新型的墙体材料组合而成,主要有内保温、中间保温及外保温三种形式。
外保温将保温系统置于墙体外侧,因此相对于前两者保温方法,其保温效果更好,结构稳定性更高,使用寿命更长。
分室间歇用能对墙体内外保温节能效果的影响阮方;钱晓倩;朱耀台;吴敏莉【摘要】为了探究适宜夏热冬冷地区的围护结构保温形式,针对该地区居住建筑间歇式和分室用能特点,以户(室)为研究单元建立二维传热模型,逐秒动态分析居住建筑的能量耗散方式和墙体内外保温方式的节能效果.在分室用能特点下,两面内墙总耗能份额占总能耗的45%左右,该地区建筑节能必须兼顾外墙保温和内墙保温.在间歇式用能特点下,采用外墙外保温方式可以降低空调热负荷,但在夏季夜间制冷时,墙体温度既高于室内温度又高于环境温度,外保温阻碍了墙体向外界散热,存在“反节能”现象;采用内保温方式可以降低空调热负荷和冷负荷.【期刊名称】《浙江大学学报(工学版)》【年(卷),期】2016(050)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】建筑节能;间歇用能;分室用能;墙体保温;动态热特性;Fluent【作者】阮方;钱晓倩;朱耀台;吴敏莉【作者单位】浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058;浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】TU111在我国夏热冬冷地区,夏季闷热难受,冬季潮湿寒冷.随着人们经济生活水平的提高,对室内热环境的要求也越高,空调制冷和制热成为主要的改善手段[1].随之带来的建筑能耗增高,尤其是居住建筑能耗,与日益严峻的能源短缺问题成为阻碍社会发展的主要矛盾之一.建筑节能是当前我国的一项重要的国家战略,而围护结构的节能是建筑节能最有效的途径之一[2-5].我国夏热冬冷地区居住建筑普遍采用分室、间歇式用能.分室用能是相对整栋建筑用能而言,是以房间为用能单位,即部分空间用能;间歇用能是相对连续用能而言,即部分时间用能.我国夏热冬冷地区居住建筑节能设计,往往忽略了分室、间歇式这一用能特点,目前的节能模式很大程度上平移了北方采暖地区的模式,采用的是全空间全时间或全空间部分时间的研究模式,基本沿用了外墙外保温的墙体保温形式,但实际推广效果不理想,节能率远低于预期[6].在连续用能方式下,外墙外保温对建筑采暖及制冷均有节能效果.Kossecka等[7]采用DOE-2.1E软件分析美国6种气候地区单层住宅建筑在连续用能模式下的冷热负荷.结果表明,外墙外保温既能降低建筑热负荷,又能降低冷负荷.在间歇用能方式下,已有的研究结果表明,外墙外保温可以降低建筑热负荷,却不一定能够降低建筑冷负荷[8-17].Masoso等[8]在非洲博茨瓦纳,Bojic等[9-11]在香港,Tummu等[12-13]在泰国,Ihara等[14]在日本均发现在间歇用能方式下,建筑外墙外保温会出现“反节能”特性.保温措施的节能效果与当地的气候条件有关.Pan等[15]对中国的北京、上海和广州3种不同气候地区的外墙外保温节能特性进行研究.结果表明,在建筑热负荷占据主导的北京,外墙外保温节能效果最佳;在上海,外墙外保温节能临界厚度为26 mm;在广州,外墙外保温具有明显的“反节能”特性.在分室用能特点下,非空调控温的房间与室外空气温度相差较小,在极端设定情况下,内部围护结构的耗能约占总能耗的70%[16];因此,仅仅针对外墙进行保温对总能耗降低的实际效果较小.在分室与间歇式的用能2种方式综合影响下,墙体保温,尤其是外墙外保温方式,对夏热冬冷地区建筑冷负荷和全年总能耗的影响,是否同样存在“反节能”特性,值得深入研究.已有的相关研究结果,主要是基于DOE-2、EnergyPlus等建筑能耗分析软件进行全年冷热负荷计算;诸如围护结构表面温度、热流等过程量未能输出,未能深入分析墙体保温的节能效果产生的根本原因.Fluent软件具有强大的解决流动传热耦合问题的功能,且一般可以以秒为计算时间步长,从而较精确地获得各个围护结构内外表面的温度和热流.本文基于夏热冬冷地区居住建筑的间歇式、分室用能特点,选取杭州市某住宅区的一典型二室一厅居室为物理模型,以户(室)为研究单元,利用Fluent 12.0软件建立二维传热模型,对这一地区建筑的能量耗散方式进行逐秒动态分析,研究基于分室间歇用能特征下墙体内外保温的节能效果.选取杭州市某住宅区的一典型二室一厅居室为数值分析物理模型,利用Fluent 12.0软件建立二维传热模型,研究夏热冬冷地区基于间歇式、分室用能特点下的建筑能耗、温度场及热流分布等.该两室一厅户型的示意图如图1(a)所示,主要包括卧室B1、卧室B2、卫生间W、厨房C以及客厅D,其中窗墙比为0.4,户型总面积为90.2 m2.卧室B1和卧室B2均具有两侧外墙、两侧内墙.数值建模分析时,对选取的住宅模型进行网格划分,如图1(b)所示.主要考虑3种不同墙体保温方式下的建筑能耗差别,分别如下.1)不保温,即墙体仅为KP1型多孔砖,不包覆任何保温材料;2)外保温,即墙体与室外接触壁面加贴30 mm厚挤塑聚苯板;3)内保温,即墙体与室内接触壁面均加贴30 mm厚挤塑聚苯板,与室外接触壁面不贴任何保温材料.围护结构的热工参数如表1所示.表中,Δx为厚度,ρ为密度,c为比热容,λ为导热系数.为了简化模型,进行如下合理的假设.1)忽略柱子、梁等的影响,建立二维导热模型,假设楼上、楼下房间均用能,不考虑向楼上和楼下空间的传热.2)各层材料为均质,且各向同性;各层材料的热物性参数不随温度变化.3)保温材料与墙体紧密接触,不考虑接触热阻.4)不考虑太阳辐射和地板辐射的影响.5)房间内部无质量源,不考虑家具蓄热作用的影响;不考虑人员、灯光及家电设备的热扰.建筑围构件的传热可以视为二维、无内热源的非稳态传热,导热微分方程为外墙外表面与室外环境只考虑对流换热,不考虑辐射,因而表面热流为墙体内表面及两种围护构件交界面采用热流及温度分布连续处理,即在对物理模型进行计算分析时,针对夏热冬冷地区居住建筑的4个主要用能特点(①分室用能;②间歇式用能;③以空调为主;④集中于夏季制冷)相应地进行如下设定:1)选取卧室B1为唯一用能房间;2)根据城镇居民主要间歇性用能特性,选取每天晚上22:00至早上6:00为用能时间;3)采用空调用能,空调系统的额定能效比为2.3,夏季空调设定温度为26 ℃,冬季为18 ℃;4)选用夏热冬冷地区夏季和冬季典型气候特征分别进行计算.根据夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[18](JGJ134-2010)可知,杭州夏季单天最高气象温度θmax取为37.2 ℃,最低温度θmin取为27 ℃,日平均温度为32.1 ℃;冬季单天最高温度θmax为6.2 ℃,θmin取为1.2 ℃,日平均温度为3.7 ℃.假定一天内的室外温度随时间周期性正弦变化[19],采用下式计算可知,下午两点温度最高,凌晨两点温度最低.当空调开启时,设置门、窗户均关闭;当空调关闭时,门、窗户均打开,外界空气以较小的速度流入室内.相对于墙体,空气热容较小,对最终结果的影响较小,门窗周期性开启和关闭采用用户自定义程序(user defined functions, UDF)进行设置,通过周期性改变门窗的边界条件达到门窗开启和关闭的效果.在空调用能时段,模型出现门窗这一边界条件,将门窗考虑为薄壁热阻,热阻为Δx/λ,其中Δx为厚度.在非用能时段模型中取消门窗边界条件,实现门窗开启的控制.所有的计算工况表如表2所示.该模型采用变频空调原理进行控温,空调运行时制冷(热)能力取2.5 kW,系统额定能效比为2.3.通过修改Fluent能量方程中的源项给入的制冷(热)量,以内热源形式均匀耗散在用能房间内.以夏季制冷工况为例,在空调规定的运行时段内,当用能房间内温度高于空设定温度时,空调自动启动.根据室温的变化情况,以20 s为步长统计空调的开关频次.如在某20 s时间间隔内,后序时刻温度低于前序时刻,记该20 s空调一直开启.在已知空调功率的情况下,可以计算空调能耗.累计8 h内(22:00—06:00)的空调总能耗成为单日空调运行能耗.为了直观反映空调制冷和制热时的间歇式用能特点,取B1室内温度及环境温度随时间的变化,如图2所示.图中,θ为气温.图2中,斜线阴影部分为用能时间,此时B1室内温度在空调设定温度上下波动,这主要与空调启动频率有关.由图2可知,冬季制热时室、内外温差较大,而夏季夜间制冷时,室、内外温差相对较小;当打开窗户通风时,B1室内温度逐渐向环境温度靠近,但由于围护结构的存在,B1室内温度的变化滞后于环境温度的变化,且振幅小于环境温度振幅.为了直观地反映空调制冷和制热时的分室用能特点,分别取不保温方式下墙体温度稳定变化后的凌晨2点空调制冷和制热时室内温度θi分布云图进行说明,如图3所示.如图3(a) 所示为空调制冷时室内温度分布,卧室B1内空调开启,B1内温度明显低于其他非用能房间.在卧室B1内,由于墙体温度高于室内温度而向室内散热,因此,靠近墙体壁面处的温度高于房间中心温度,且窗户边界处温度更高.如图3(b) 所示为空调制热时的室内温度分布,卧室B1内空调开启,B1内温度明显高于其他非用能房间.在卧室B1内,由于室内温度高于墙体温度,因此,靠近墙体壁面处的温度低于房间中心温度.在分室用能特点下,非用能房间与外界环境温度相差较小,用能房间不仅与外界环境之间产生对流换热,还会与非用能房间产生对流换热.由于假设楼上、楼下房间均用能,不考虑楼板热流,墙体耗能可以分为外墙总耗能和内墙总耗能,而在当前夏热冬冷地区的墙体保温体系里,以外墙外保温为主,较少考虑内墙的保温.为了详细比较外墙耗能和内墙耗能的差异,图4给出不保温方式下夏季晚间制冷时墙体温度稳定变化后的墙体耗能Lw及内墙耗能份额φ.外墙和内墙耗能够在空调开启的几分钟内,均达到最大,此后逐渐降低.这主要是因为当空调开启后,室内温度一般在几分钟内达到空调设定温度,随着室内空气温度与墙体温度温差的增大,墙体耗能增大;当空气温度不变后,墙体温度逐渐降低,温差减小,墙体耗能逐渐降低.从图4可以看出,内墙耗能仅稍低于外墙,内墙耗能份额约占总能耗的45%,在第3小时左右内墙耗能份额最低.在该研究的户型中,用能房间B1卧室有两面外墙、两面内墙;在实际的居民住宅建筑中,有很多户型的用能房间仅一面墙为外墙,楼顶和地板也存在耗能,内墙耗能份额更大,甚至可以预见将远大于外墙耗能.在夏热冬冷地区的分室用能特点下,仅对外墙进行保温的节能效果不够理想,需要兼顾外墙保温和内墙保温. 为了探索最适合于夏热冬冷地区建筑节能的墙体保温体系,研究3种不同保温方式的空调能耗,分别为不保温、外墙外保温和外墙内墙均内保温等.表3给出不同保温方式对空调冷负荷和热负荷的影响,通过空调负荷的差异直观地反映墙体耗能的差异.表中,Δθ为室内、外空气平均温差,QNI为不保温空调负荷,QEXT为外保温空调负荷,QINT为内保温空调负荷.由表3可知,与不保温相比,内保温可以降低20.5%的空调冷负荷,也可以降低48.2%的空调热负荷;外保温可以降低22.3%的空调热负荷,但会增加21%的空调冷负荷.由此说明,外墙外保温方式在夏季制冷时存在“反节能”现象.该研究将从墙体耗能及墙体温度两方面分别进行分析.夏季制冷时,不同墙体保温方式下的墙体耗能如图5所示.由图5可知,在不保温和外保温方式下的内墙耗能相差较小,而内保温的内墙耗能相对小一些;在计算外墙耗能时发现,内保温方式最小,外保温方式最大.由此可见,3种保温方式对空调冷负荷影响差异的原因主要来自于外墙耗能.墙体耗能主要与墙体和室内的温差有关,对不同墙体保温方式下的墙体温度进行分析.为了避免墙体初始假定温度的影响,以下分析中的墙体温度均为空调连续间歇式运行模式下达到“稳态”变化后的温度.图6给出夏季制冷时不同保温方式下的外墙体平均温度在一天内的变化.从图6可知,不保温和内保温方式下的外墙温度变化基本吻合,而外保温方式下的外墙温度变化非常小,受环境温度变化的影响很小.3种保温方式下的外墙体平均温度在用能时间内均高于环境温度,此时墙体表面热流将表现出“双面性”,即墙体既向外界空气散热,又向室内散热.此时,若采用外墙外保温方式,则会阻碍墙体向外界环境的散热,增加了墙体向室内散热,从而增加空调冷负荷,表现出“反节能”特性.当采用内保温方式时,则与外墙外保温不同,保温材料阻断的是墙体向室内的部分散热,增加的是墙体向外界空气的散热,从而可以降低冷负荷.由此可知,“反节能”特性的根本原因为间歇式用能特性.在非用能时间,由于空气对流作用于墙体,使得墙体温度在用能时高于环境温度.根据墙体耗能和墙体温度可以对冬季热负荷进行分析.冬季制热时,不同保温方式下的墙体能耗如图7所示.由图7可知,外保温方式下的外墙耗能低于不保温,略高于内保温,而外保温方式下的内墙耗能与不保温基本吻合,内保温方式下的内墙耗能则低于外保温与不保温方式.与夏季制冷时不同,无论内墙还是外墙,墙体温度均远低于空调设定温度,但高于环境温度,如图8所示.热流的方向是单向的,均为由室内流向室外,无论是外保温还是内保温均可以有效地阻碍部分热流,从而降低空调热负荷.综上所述,在夏热冬冷地区外墙外保温的墙体保温模式的实际效果推广不理想的主要原因为该地区用能方式为分室间歇用能.1)分室用能特点下,在具有两面外墙的房间,墙体耗能中的内墙耗能占据重要比重,若房间仅有一面外墙,则内墙耗能将占据主要部分.若仅仅考虑外墙保温,则对总的建筑能耗的节能效果将低于预期.2)在间歇式用能特点下,尤其是在居住建筑的晚间用能特点下,采用外墙外保温技术虽然可以降低冬季热负荷,但对夏季空调冷负荷存在“反节能”现象.根据本课题组对以浙江地区为代表的夏热冬冷地区居住建筑电耗的调查结果[1]可知,该地区居住建筑的夏季制冷时间和频率远高于冬季制热.必须正视外墙外保温技术在夏热冬冷地区的应用误区,针对该地区特有的建筑用能特点,寻求最适合的建筑节能方式.根据本文的研究结果可知,采用墙体内保温技术既能够降低空调热负荷,又能够降低空调冷负荷,值得推广.(1)在夏热冬冷地区的分室用能特点下,两面内墙总耗能仅稍低于两面外墙,内墙总耗能份额占总能耗的45%左右,该地区建筑节能必须兼顾外墙保温和内墙保温. (2)内保温相比不保温可以降低空调20.5%冷负荷,又可以降低48.2%空调热负荷;外保温可以降低22.3%空调热负荷,但会增加21%空调冷负荷.在夏热冬冷地区间歇式用能特点下,外墙外保温方式在夏季制冷时存在“反节能”现象.(3)夏季晚间制冷时,外墙温度高于环境温度,因而增加外保温会阻碍墙体向外界环境的散热,增加了墙体向室内散热,因而表现出“反节能”特性;在内保温方式下,保温材料阻断的是墙体向室内的部分散热,因而可以降低冷负荷.(4)冬季制热时,内外墙墙体温度均远低于空调设定温度,高于环境温度,热流单一由室内流向室外.无论是外保温还是内保温均可以有效地阻碍部分热流,从而降低空调热负荷.本文采用的CFD模拟方法与已有的诸如EnergPlus、DeST等建筑能耗模拟软件形成了有效互补,可以从机理上清晰地阐明间歇与局部用能特点下不同保温方式的不同节能效果的具体原因.限于Fluent计算量的原因,本文只能采取简化建筑模型的方式,比如内保温热桥对能耗的增加值在文中未能考虑.相对于严寒及寒冷地区,夏热冬冷地区的局部用能方式使得房间的内墙及楼板成为了新的能量耗散途径.内保温形式在柱梁板处形成的热桥面积相对内外墙及楼板的总面积非常小,所以在局部用能方式下,热桥附加能耗对总能耗的影响较小.该模型假设对最终结论的影响不大,本文结论能够为夏热冬冷地区外墙保温方式的选择起到一定的参考作用.。
建筑热工性能分析与改进设计研究随着环保意识的日益增强,建筑热工性能分析与改进设计成为了建筑设计领域中的重要一环。
本文将探讨建筑热工性能分析与改进设计的理论基础、方法以及其在实际中的应用。
建筑热工性能可以用于评估建筑物在保温、通风、空调、采暖等方面的表现。
在建筑设计阶段,通过热工性能分析可以预测建筑物在不同季节和环境条件下的能源消耗情况,从而提供有关改进设计的参考依据。
同时,热工性能分析也能够帮助设计师了解建筑物中不同元素(例如建筑结构、外墙、窗户等)之间的热传导特性,进而优化建筑设计。
在建筑热工性能分析中,最基本的参数之一是热传导系数,它用于衡量材料的绝热性能。
根据热传导系数的大小,可以确定不同材料在热量传递方面的表现。
另一个重要的参数是热阻,它用于评估建筑物中不同构件的绝热性能。
热阻的大小决定了热量在建筑物中的传导速度,从而影响能源的消耗和室内温度的稳定性。
为了进行建筑热工性能分析,研究人员通常借助计算机模拟软件,例如热工性能分析软件。
这些软件可以基于已知的建筑材料参数和环境条件,通过数值模拟来预测建筑物的热工性能。
通过对模拟结果的分析,设计师可以了解建筑物在不同条件下的热量传递情况,并根据需要进行改进设计。
例如,在冬季,通过增加保温材料的厚度和改进窗户的绝热性能,可以减少能源的消耗和室内温度的波动。
除了计算机模拟,实验测试也是建筑热工性能分析的重要手段之一。
在实验中,研究人员会利用热工性能测试设备对不同的建筑材料和构件进行测试,以获取其传热特性。
通过实验数据的分析,设计师可以进一步优化建筑设计,提升建筑的热工性能。
在实际应用中,建筑热工性能分析与改进设计的方法已经得到了广泛的应用。
例如,在高热性能建筑设计中,通过采用隔热材料、优化墙体结构和采暖通风系统,实现了能源的节约和室内舒适度的提升。
在城市规划中,利用建筑热工性能分析可以优化建筑布局和立面设计,以减少城市热岛效应,改善城市的气候环境。
尽管建筑热工性能分析与改进设计在实践中取得了显著的成果,但仍存在一些挑战。
夏季空调房间间断运行室内温度特性及节能潜力的
理论与实验研究的开题报告
一、选题背景
随着经济快速发展,人们的生活水平逐渐提高,空调在夏季越来越
成为家庭生活中不可缺少的设施。
空调对于改善室内空气质量、提高室
内舒适度、保护人们的健康十分重要,但是其高耗能、高电费等问题也
成为人们关注的话题。
因此,在提高夏季室内舒适度的同时,节能节电
成为了一个必须要解决的问题。
二、选题目的
本论文旨在实现夏季空调房间间断运行的室内温度特性分析及节能
潜力研究。
通过对实验室进行温度实验及对实验数据分析处理,研究夏
季空调房间间断运行的室内温度特性,以及间断运行下的节能潜力。
三、研究内容及方法
本论文将研究夏季空调房间间断运行的室内温度特性及节能潜力。
首先,进行实验室温度实验,测量实验室室内温度及空调功率变化情况,分析间断运行下室内温度的变化规律。
同时,通过对实验数据的统计分析,计算间断运行下的能源消耗量,从而得出间断运行下的节能潜力。
在实验过程中,可采用设计实验方法,采用单因素试验法、多因素试验
法等方法进行实验,得出实验数据后采用SPSS等数据分析软件进行数据处理。
四、预期研究成果及意义
通过对夏季空调房间间断运行的研究及实验,预期可得出:1、间断运行下的室内温度变化规律及趋势;2、间断运行下的空调能源消耗量及节能潜力;3、间断运行对室内温度的影响因素;4、推荐间断运行的最
佳实践方案。
研究成果可为夏季空调房间的节能与环境保护提供一定的指导意义。
上海低密度住宅墙体热工性能分析_工程建筑论文上海低密度住宅墙体热工性能分析_工程建筑论文瞿燕潘毅群黄治钟摘要:本文立足于上海地区,根据该地区的实际情况和低密度住宅现状的调查结果,以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》为参考,借助于能耗分析软件TRACETM 700对目前低密度住宅的一些常见墙体形式和新型墙体材料进行热工性能模拟,并进行简单的经济分析,得出一些结论和提出建议。
关键词:建筑节能低密度住宅热工性能0 引言建筑能耗的剧烈增长引发了一系列环境、能源和社会问题。
我国的建筑能耗占全国能耗量的1/4以上,其中建筑采暖、空调、照明占14%,建筑建造能耗为11%[1]。
而且在我国经济比较发达的中心城市中建筑能耗还会有很大的增长空间。
因此实施建筑节能不仅可以有效地节约能源,减少对环境造成的直接或间接的压力,而且还能降低电网的负荷,保证社会的稳定。
在本文中,笔者着重讨论建筑围护结构部分的外墙体热工性能。
墙体是建筑围护结构的主要组成部分,在建筑物采暖、空调负荷中,围护结构的传热占了很大一部分比重,通过外墙传热所造成的能耗损失约占建筑的外围护结构总能耗损失的48%[2]。
墙体热工性能直接影响着建筑的能耗水平,对于建筑节能有着极其重要的意义。
上海不属于冬季采暖区,历年来建筑设计对于围护结构的保温隔热性能没有给予特殊重视,因此该地区建筑围护结构的保温隔热性能要比采暖地区差很多。
本文所研究的对象——低密度住宅因其自身的特点,与其他类型的住宅建筑相比建筑能耗较高,笔者认为对低密度住宅的墙体进行热工性能分析有着迫切的现实意义。
因此,笔者针对上海地区2003年新建低密度住宅的墙体材料的使用现状做了详细的调研,并根据调研结果,采用美国特灵公司开发的能耗模拟软件TRACETM 700,模拟一幢典型的两层独立式住宅,分析由于不同墙体形式对建筑负荷与能耗的综合影响,并选择几种墙体进行了简单的经济分析。
1 上海整体环境以及低密度住宅材料使用现状的调研结果1.1 上海整体环境上海属于夏热冬冷地区,夏季连晴的高温天气中,室内温度超过30℃,冬季室内外温差只有1~4℃,室内阴冷,温度不到12℃,人在室内坐久,则感到寒气袭人。
关于住宅供暖空调技术方案与运行模式的分析我国地处温带大陆性气候大部分地区夏热冬冷,夏季气温普遍偏高、冬季气温较为寒冷,面对恶劣的室外气候,人们对室内环境也有较高的供冷、供热、除湿与通风并存的需求。
近年来随着经济水平的快速提高,我国住宅供暖空调普及率越来越高,与之而来的是供暖空调能耗迅速增长。
因此,研究住宅供暖空调方式与运行模式,将会为我国住宅供暖空调技术可持续发展提供重要的技术支撑。
标签:住宅供暖空调;地板辐射供暖系统;间歇模式1、住宅供暖空调方案筛选方法的构建住宅供暖空调方案筛选是住宅供暖空调系统最基础却有至关重要意义的一环,是关系到空调系统能否健康、高效运行的关键,是设计人员和用户共同关注的重要问题之一。
对于具体的项目,可供采用的住宅供暖空调方案较多,差异显著,方案筛选工作困难复杂,如何科学地从诸多方案中筛选合适的方案,是一个令人头疼的实际问题。
可见,寻找一种令人信服和值得推广的住宅供暖空调方案筛选方法,对不同的设计方案进行科学的评估決策,为广大设计者和用户提供适宜的决策方法,有着十分重大的现实意义。
首先,我们根据住宅供暖空调方案筛选的目的和特点,确定了住宅供暖空调方案筛选的方法为:搜索可用的所有方案建立全面的方案集,然后按照初步筛选条件从中选出可用的备选方案集,再采用综合评价方法对备选方案集进行排序,从而确定最优方案。
其次,我们根据评价指标体系的建立原则和影响住宅供暖空调方案筛选的因素,从经济性、舒适性和节能性三方面出发,建立了比较全面、客观的住宅供暖空调方案综合评价的指标体系。
再次,我们通过比较AHP法和TOPSIS法的优劣,发现TOPSIS法更符合“寻找简单有效的评价方法”的初衷,所以最终确定采用TOPSIS法作为综合评价方法,从而确定了基于TOP-SIS法的住宅供暖空调方案筛选方法。
2、综合评价指标体系的构建如何建立一个合理的、科学的评价体系,直接影响着方案决策的结果。
对于住宅供暖空调系统这样比较复杂的评价体系,主要考虑怎样选择合理的评价指标。
190a bc d图1 空斗墙下面青砖实砌图2 空斗墙断面照片图3 大块水泥砖图4 煤渣砖空心砌块图5 黟县屏山农民自建房图6 统一规划的“水墨宏村”小区绿色设计 建筑研究1912 温度测试方法与结果分析根据《采暖居住建筑节能检测标准》(JGJ132-2001),选择热流计法进行温度测试。
测试时间为12月19~26日。
测试时在内墙和外墙布置三个温度测试点,最后取三点平均值,以减少测试误差,12月19~26日室外气温在-5℃~15℃之间,温箱加热温度设定为35℃。
实验连续测试一周时间且没有间断,最后根据温度计算出墙体的热阻 R 0(m 2·k/W):式中:q i 为热流密度的第i 次测量值(W/m 2),θIi 为围护结构内表面温度第i 次测量值(℃),θEi 为围护结构外表面温度第i 次测量值(℃),均从传感器中得到。
由于墙体的热惰性,墙体达到稳定需要很长一段时间,所以排除安装和卸除仪器这两天的数据,取中间21~25日比较稳定的数据进行研究,保证了测试的准确性。
由每天测得的每种墙体的平均温度数据,再根据热阻计算公式,得出每种墙体每天的平均热阻,最后得出墙体热阻的平均值大小排序:1号墙体(R=0.384)>2号墙体(R=0.205)>4号墙体(R=0.199)>3号墙体(R=0.128)。
根据墙体导热系数 K=1/(R i +R+R e ),R i 为内表面换热阻,根据国家标准选用0.04m 2·k/W,R e 为外表面换热阻,根据国家标准一般选用0.11m 2·k/W [1]。
围护结构热阻越大,导热系数越小,则材料的保温性能越好,可以初步得出结论:青砖空斗墙的保温性能最好,水泥砖实砌墙体的保温性能最差。
根据水泥砖空斗墙和青砖空斗墙体在同一天中的实测温度,绘制墙体的温度及热流逐时变化图(图7,8)。
青砖空斗墙一天中内表面温度变化范围在25.7℃~26.6℃,平均温度为26.13℃;外墙温度波动范围为2.2℃~8.5℃,平均温度为7.64℃。
运行模式论文:间歇空调运行模式下住宅墙体热工性能研究【中文摘要】墙体的热工性能是影响建筑能耗的一个重要因素,它不仅与自身材料的热阻、蓄热系数等热工参数有关,还与它的构造方式有一定的关系,同时,不同的空调系统运行模式对墙体的热工性能也存在一定的影响。
通过对夏热冬冷地区典型上班族空调运行模式的测定和课题组前期关于夏热冬冷地区人员行为模式的调研,结合课题研究的需要和实验平台试验时间的限制,确定本课题研究的五种空调运行模式。
以重庆地区为例,在深入调查该地区墙体材料使用现状以及标准中关于墙体热工性能和保温材料使用规定的基础上,选择了外保温、内保温、自保温墙体类型,搭建了实验研究所需要的实验平台,进行间歇空调运行模式下住宅墙体热工性能的实验测试。
提出谐波反应法中一种较为符合实际条件的计算方法。
通过此理论计算方法与实测分析表明,外保温墙体的内壁面对室外空气综合温度波具有较好的衰减和延迟作用,在相同的室内外边界条件下,其内壁面峰值比内保温墙体低0.3℃,比自保温墙体低0.2℃。
通过对墙体各材料层在不同空调运行模式下的蓄热量计算,表明各层墙体基本在白天蓄热、夜间散热;结合墙体内部温度分布,外保温墙体的隔热性能优于内保温墙体和自保温墙体。
不同墙体在不同空调运行模式下的内壁面温度不同,对室内热环境的舒适性影响不同,从内壁面温度的稳定性及大小上看,外保温墙体的舒适性较好;对墙体内壁面的热流及负荷量分析表明,除了卧室间歇空调运行模式下外保温墙体在空调运行期间的负荷量稍大于内保温墙体外,其它空调运行模式下外保温墙体单位时间、单位面积向室内的传热量最小,自保温墙体最大。
通过对比分析,给出三种墙体的综合热工性能评价:外保温墙体最好,自保温与内保温墙体的优劣视空调运行模式而定。
为夏热冬冷地区住宅建筑墙体的选型提供依据。
【英文摘要】Thermal characteristics of the wall is an important effect factor on building energy consumption, it is not only related with its own thermal resistance, thermal coefficient of materials, but also has a certain relationship of its structure, at the same time, there is a certain influence of different modes of operation of the air-conditioning system on thermal characteristics of wall.Through the determination of the air conditioning operation mode of the typical office worker and investigation about personnel behavior patterns in hot summer and cold winter, this subject get the air conditioning intermittent operation mode are common status quo in hot summer and cold winter. Combined with the needs of the subject research and experimental platform test time limit, five kinds of air conditioning operating mode are determined in the subject.Take Chongqing as an example, through the investigation of the wall materials current situation as well as standard on thermal performance of the wall and heatpreservation material use policy, external, internal and self thermal insulation wall are selected to build the experimental platform to do experiment research of intermittent air conditioning operation mode of the thermal performance of the wall.A more realistic calculation method of the harmonic response method is proposed. Theory calculation and measurement analysis of the wall transient thermal performance in summer shows that, attenuation and delay of outdoor temperature in the external thermal insulation wall is greatest, whose peak temperature of inside surface is 0.3℃lower than internal thermal insulation wall, and 0.2℃lower than self thermal insulation wall with the same room inside and outside boundary conditions.The calculation of heat storage of wall material layer in the different run modes of the air conditioning shows that each layer of the wall most storage heat in the daytime and release heat in the night; the insulation performance of external thermal insulation wall is better than internal insulation wall and self thermal insulationwall.Different wall has different inside surface temperature and different indoor thermal comfort in different running modes of the air conditioning, seeing from inside surface temperature stability of the wall, the comfort of the external thermalinsulation wall is better; Through the analysis of the heat flow and heat gain of the wall, it shows that, the heat gain of the external thermal insulation wall is less than internal thermal insulation wall except bedroom intermittent air conditioning running modes, the heat gain of the external thermal insulation wall is least and the heat insulation wall is the largest in other air conditioning run modes.Through the contrast analysis, give the comprehensive thermal performance evaluation of three examples of the wall, that is, external thermal insulation wall is best, it determines by the air conditioning run modes whether the insulation heat preservation wall is better compared with the external thermal insulation wall. This subject provides the basis for residential building’s wall selection in hot summer and cold winter.【关键词】运行模式墙体类型热工性能现场测试综合评价【英文关键词】Run mode Wall types Thermal performance Field testing Comprehensive evaluation【目录】间歇空调运行模式下住宅墙体热工性能研究中文摘要3-4英文摘要4-5目录6-9 1 绪论9-19 1.1 课题的研究背景9-10 1.2 相关领域研究进展及成果10-15 1.2.1 墙体非稳态导热与热工特性研究10-13 1.2.2 间歇空调运行模式下墙体热工性能的研究13-14 1.2.3 国内外研究现状综述14-15 1.3 我国住宅建筑的发展状况及用能特点15-17 1.3.1 住宅建筑的发展状况15-16 1.3.2 住宅建筑的用能特点16-17 1.4 课题研究的目的及意义17-18 1.5 课题研究的内容及方法18-19 2 墙体非稳态传热过程的理论研究19-41 2.1 墙体蓄热性能对传热过程的影响19-32 2.1.1 墙体传热过程的谐波分析法19-20 2.1.2 通过复合墙体的传热衰减、延迟分析20-28 2.1.3 影响墙体频率响应的因素分析28-32 2.2 间歇空调运行模式下房间的热平衡32-40 2.2.1 空调房间的热平衡32-35 2.2.2 间歇空调运行模式下房间热平衡研究35-40 2.3 本章小结40-41 3 住宅空调间歇运行模式的探讨41-51 3.1 典型上班族间歇空调运行模式的测试分析41-47 3.1.1 测试住宅建筑概况及测点布置41-42 3.1.2 测试仪器主要技术参数42 3.1.3 测试期间的室内外温湿度状况42-43 3.1.4 测试结果分析43-47 3.2 夏热冬冷地区人员行为模式的调查研究47 3.3 间歇空调运行模式的确定47-49 3.4 本章小结49-51 4 实验研究平台的搭建51-69 4.1 实验示范楼概述51-52 4.2 实验平台检测房概述52-53 4.3 热电偶的制作53-54 4.4 实验平台墙体材料的选择54-59 4.4.1 重庆市墙体材料的使用现状54-55 4.4.2 标准规定重庆市墙体材料热工性能55-56 4.4.3 实验平台墙体材料的选择56-59 4.5 实验平台建设方案的设计59-63 4.5.1 实验平台搭建方案59-60 4.5.2 各种墙体类型的尺寸及温度监测布点60-62 4.5.3 各种墙体类型的热工性能62-63 4.6 墙体一维传热过程的验证63-66 4.6.1 参数假设检验的基本原理和步骤63-66 4.6.2 参数检验法对墙体一维传热的验证66 4.7 本章小结66-69 5 间歇空调运行模式下墙体热工性能实验测试69-79 5.1 墙体热工性能测试方案69-75 5.1.1 测试目的69-70 5.1.2 测试内容70 5.1.3 测试条件70 5.1.4 测试仪器70-73 5.1.5 测试方案73-75 5.2 实验测试误差分析75-76 5.2.1 室内空气温度测量误差75 5.2.2 室外空气温度测量误差75 5.2.3 墙体壁面及内部温度测量误差75-76 5.2.4 墙体内壁面热流量测量误差76 5.3 本章小结76-79 6 间歇空调运行模式下墙体热工性能实验结果与计算分析79-129 6.1 室外气象状况79-80 6.2 热惰性指标及室内空气温度波动对墙体温度波的影响80-90 6.2.1 夏季墙体非稳态热工性能的计算80-85 6.2.2 夏季墙体非稳态热工性能的测试分析85-90 6.3 不同空调运行模式下各墙体的蓄热量计算及对比90-106 6.3.1 不同空调运行模式下各测点的温度90-101 6.3.2 非稳态传热墙体蓄热公式的推导101-103 6.3.3 不同空调运行模式下墙体蓄热量对比分析103-106 6.4 不同空调运行模式下各墙体对室内舒适性的影响对比106-121 6.4.1 数据分析方法106-107 6.4.2 不同空调运行模式下墙体内壁面温度分析107-119 6.4.3 不同空调运行模式下各墙体对室内舒适度的影响119-121 6.5 不同空调运行模式下各墙体传热量计算对比121-125 6.5.1 不同空调运行模式下各墙体的热流对比121-123 6.5.2 不同空调运行模式下各墙体向室内的传热量123-125 6.6 不同空调运行模式下各墙体综合热工性能对比125-126 6.7 本章小结126-1297 结论与展望129-1317.1 结论129-1307.2 展望130-131致谢131-133参考文献133-137附录137【备注】索购全文在线加好友QQ:139938848同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务。