超低能耗建筑陽臺(tái)板保溫效果分析

采用Fluent以有限元分析陽臺(tái)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體傳熱，研究對(duì)陽臺(tái)圍護(hù)結(jié)構(gòu)加保溫材料和不加保溫材料兩種情況進(jìn)行對(duì)比，分析熱橋部分溫度及熱流分布規(guī)律。

1 基本參數(shù)及邊界條件

本文以上海地區(qū)為例，查閱《實(shí)用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選取采暖期舒適性溫度 20℃為室內(nèi)計(jì)算溫度，選取冬季的曰均溫度 0℃為室外計(jì)算溫度。第三類邊界條件取內(nèi)表面換熱系數(shù)8.7W/(㎡·k1)，外表面換熱系數(shù)23.0W/(㎡·k)進(jìn)行模擬計(jì)算。

圖2 陽臺(tái)節(jié)點(diǎn)邊界

2 陽臺(tái)模型及網(wǎng)格劃分

為了保證計(jì)算精度同時(shí)節(jié)約計(jì)算時(shí)間，本文計(jì)算中時(shí)間步長采用0.01s。本文采用Icem軟件對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散，采用非等距劃分網(wǎng)格的方法生成非均勻六邊形非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如圖3所示，采用行列式Determinant 2×2×2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行度量，網(wǎng)格質(zhì)量取值為0~1，當(dāng)值為1時(shí)表示質(zhì)量很好。

圖 3 陽臺(tái)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分

本文所有網(wǎng)格質(zhì)量取值為1，說明網(wǎng)格質(zhì)量符合要求。

圖4（1）為單層鋼筋混凝土墻體，圖4(2)為鋼筋混凝土加硅墨烯保溫板墻體。

圖4（1）無保溫時(shí)熱流仿真效果圖

由圖4（1）可以得到，熱橋熱流損失主要集中在室內(nèi)墻體與陽臺(tái)的連接處，熱橋部分由主要由鋼筋混凝土組成，墻體平均傳熱系數(shù)為1.36W/(㎡·k)，混凝土導(dǎo)熱系數(shù)大，進(jìn)而熱阻較小，所以，熱橋段熱流損失較大，總熱流損失也較大，其中，靠近內(nèi)墻側(cè)陽臺(tái)板上方和下方的混凝土墻體，熱流損失分別為0.46W、0.62W，陽臺(tái)板下方墻體面積大，與室內(nèi)換熱更強(qiáng)，熱流損失比陽臺(tái)板豎向上側(cè)墻體大34.5%，對(duì)熱橋附近的熱流損失影響較大；陽臺(tái)板左側(cè)的混凝土墻體，熱流損失占總損失的4.6%。

圖4（2）有保溫?zé)崃鞣抡嫘Ч麍D

由圖4（2）可以得到在外部墻體相同的條件下，加保溫材料后，熱橋部分由保溫板和混凝土墻體組成，墻體傳熱系數(shù)為平均0.45W/(㎡·k)，靠近內(nèi)墻側(cè)加保溫材料混凝土墻體熱流總損失為0.36W，熱阻增大，墻體平均傳熱系數(shù)減小，熱橋段熱損失減小，室內(nèi)墻體壁面熱流損失減少了66.6%。因此，在墻體不同組合情況下，墻體貼保溫材料能夠有效的減小熱橋?qū)ㄖ阅艿挠绊懀档徒ㄖ芎摹?/span>