墙体K值检测的热膜-热流计法适用性研究

摘要

随着我国经济的快速发展，人们对生活环境的要求也越来越高，伴随而来的是建筑能耗逐年急剧攀升，建筑节能工作迅速有力的开展在当下就显得尤为重要。建筑围护结构墙体传热系数K值的现场检测作为建筑节能工作的重要一环，对于新建建筑整体能耗评估有不可替代的作用。传统墙体传热系数现场检测方法主要针对北方供暖地区建筑，对于南方不供暖地区，建筑墙体传热系数的检测仍然没有现行法规的支持。本文主要是在前人所提出的热膜-热流计法的基础上通过实验和数值模拟探究该方法的适用性。主要研究内容如下:
　　(1)选择7种不同热惰性指标墙体，利用FLUENT模拟各墙体在夏季典型日采用热膜-热流计法检测时的传热过程，得到不同热惰性指标、不同保温类别墙体在不同传热温差下的传热稳定时间和检测结果精度。得到热膜-热流计法对不同墙体、季节的适用性。
　　(2)针对现场检测过程中太阳辐射的影响，本文在实验中采用热辐射照射墙体的方式进行研究。利用黑球温度计原理，设计出采用黑球温度计和热舒适仪测量热辐射强度和实验墙体吸收系数的方法。研究了在等量热辐射强度、不同传热温差下，墙体的传热过程和检测精度。实验结果表明热辐射的存在一定程度上提高了最终检测结果的精度。
　　(3)采用数值模拟研究了热膜-热流计法在成都夏季的适用性。模拟结果和实验结果吻合较好，显示太阳热辐射对热膜-热流计法检测结果精度有一定提升，可以不考虑太阳辐射对检测的影响。
　　(4)模拟研究了不同类型墙体在不同对流换热系数下，采用热膜-热流计法检测时的热传递过程，间接得到室外风速对墙体检测过程的影响。计算结果显示在不同传热温差下风速对检测结果影响较小，在检测过程中可以忽略风速的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 建筑节能的提出及发展

1．1．2 建筑节能与围护结构热阻

1．2 本课题研究的意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内研究现状

1．3．2 国外研究现状

1．4 本文的研究内容

第2章 墙体热阻检测方法的分析比较

2．1 热流计法

2．1．1 热流计法测试原理

2．1．2 热流计法的改进

2．1．3 热流计法的特点

2．2 热箱法

2．2．1 热箱计法测试原理

2．2．2 热箱法的改进

2．2．3 热箱法的特点

2．3 非稳态检测法

2．3．1 非稳态检测法的原理

2．3．2 非稳态法的特点

2．4 红外热成像法

2．5 新的现场检测方法

2．5．1 热膜-热流计法测试原理

2．5．2 热膜-热流计法的特点

2．6 本章小结

第3章 墙体热惰性对热阻检测的影响分析

3．1 墙体热阻的实验验证

3．2 墙体的热惰性指标

3．3 墙体非稳态传热的数值模拟

3．3．1 墙体三维传热数学模型

3．3．2 计算模型验证

3．4 计算结果分析

3．4．1 墙体热阻的计算方法

3．4．2 墙体传热稳定性判定条件

3．4．3 墙体热惰性对传热稳定时间的影响

3．4．4 墙体热惰性引起的检测误差分析

3．5 热膜-热流计法在冬季的适应性研究

3．6 本章小结

第4章 太阳辐射对热阻检测的影响分析

4．1 太阳辐射对检测过程的辐射热作用

4．1．1 墙体传热模型

4．2 热辐射强度、吸收系数的测定

4．2．1 黑球温度计

4．2．2 热辐射强度及墙体吸收系数的测量

4．3 太阳热辐射对现场检测影响实验研究

4．3．1 实验操作过程

4．3．2 实验结果研究与分析

4．4 墙体传热数值计算研究及分析

4．4．1 传热数值模拟验证

4．4．2 夏季室外空气综合温度

4．4．3 太阳辐射影响的数值研究

4．5 计算结果分析

4．6 本章小结

第5章 外界风速对热阻检测的影响分析

5．1 外界风速与对流换热系数之间的关系

5．2 风速影响的数值计算及分析

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文