围护结构传热系数现场检测及热量传递过程分析

摘要

能源危机和环境恶化已经成为威胁人们日常生活的两个最重要的因素。随着我国进入工业化、城镇化快速发展时期，人口、资源、环境与其之间的矛盾也越来越明显。依据2012年《中国统计年鉴》，我国建筑能耗从2000年的2.8亿吨标煤，增长到2010年的6.2亿吨标煤，且建筑在制造和使用过程中对环境也造成了很严重的后果。能源消耗、废弃排放、生态环境恶化，全人类赖以生存的地球已不堪重负，节能、减排已迫在眉睫。
　　暖通空调能耗占社会总能耗的20％以上。建筑物室内采暖、空调冷热负荷主要由外围护结构传热负荷、内热源散热负荷和新风负荷三部分组成的，其中最重要的部分是由建筑物的围护结构传热引起的负荷，因此建筑围护结构传热系数的大小，影响到室内外热量的传递过程。对于建筑节能的评估，工程质量检测是一个非常重要的环节。
　　本课题研究的目的是为了解决过度季节及南方地区，建筑物围护结构热工性能进行现场检测，减少现场检测时间，提高成功率的问题。
　　本课题首先对典型墙体在不同地区、不同季节进行现场检测，收集大量数据。运用ANSYS软件模拟墙体内热量的传递过程，与实验数据进行对比分析，得出对于典型墙体，开始检测的前24h的数据对于数据处理来说，意义不大，去掉之后反而能更快、更准确的得到传热系数值。然后对常用检测方法进行比较分析，突出本课题所选用设备的优势。对墙体传热过程进行了理论分析，为下文数据分析提供了理论基础。最后，对现有的数据处理方法进行了详细的探讨与分析比较，对动态分析法进行了改进，可以更快、更准确的得到墙体的传热系数值，以改进现有的建筑围护结构热工性能参数现场检测设备，提高现场检测成功的几率。
　　本课题的研究过程主要是使用新型检测设备对墙体进行现场检测实验，对得到的大量数据进行分析，及ANSYS的热分析，改进的动态分析法相对于其他方法，处理起来更复杂。但是对于中、重型结构元件的性能检测，以及周围环境发生变化的情况下，可以缩减检测时间，快速得到准确值。再加上随着计算机的发展，动态分析法的优势也越来越明显。
　　本文进行数据处理选取的典型数据是：上海市初夏和广州市初冬两组现场检测数据。通过各个数据处理方法进行处理，以及误差分析，动态分析法相对于其他数据处理方法来说，能更快得到准确的检测值，检测时间缩短了近1天。对于气候多变的南方，运用动态分析法对现场检测数据进行数据处理分析，提高测试成功的几率。

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第一章：绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 建筑节能的内容

1.3 国内外研究发展现状

1.4 本文研究内容及相关技术

第二章：建筑墙体瞬态传热特性模拟

2.1 ANSYS软件介绍及其在热分析领域的应用

2.2 ANSYS软件在本课题中的应用

2.3 本章小结

第三章：建筑墙体传热系数检测方法概述

3.1 国内常用检测方法

3.2 本课题采用的新型检测设备

3.3 本章小结

第四章：建筑墙体传热过程分析

4.1 建筑墙体传热的基本原理

4.2 建筑墙体传热的数学模型

4.3 建筑墙体传热的影响因素

4.4 本章小结

第五章：建筑墙体现场测试实验数据处理与分析

5.1 传热系数K的数据处理方法

5.2 传热系数K的数据处理方法的比较

5.3 运用改进的动态分析法进行数据分析的过程

5.4 运用改进的动态分析法进行数据分析的结果

5.6 误差分析

5.5 本章小结

第六章：结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢