超低能耗建筑陽臺板保溫效果分析

采用Fluent以有限元分析陽臺外圍護結(jié)構(gòu)墻體傳熱，研究對陽臺圍護結(jié)構(gòu)加保溫材料和不加保溫材料兩種情況進行對比，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《實用暖通空調(diào)設(shè)計手冊》，選取采暖期舒適性溫度 20℃為室內(nèi)計算溫度，選取冬季的曰均溫度 0℃為室外計算溫度。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)進行模擬計算。

圖2 陽臺節(jié)點邊界

2 陽臺模型及網(wǎng)格劃分

為了保證計算精度同時節(jié)約計算時間，本文計算中時間步長采用0.01s。本文采用Icem軟件對計算區(qū)域進行離散，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的標準進行度量，網(wǎng)格質(zhì)量取值為0~1，當值為1時表示質(zhì)量很好。

圖 3 陽臺節(jié)點網(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)，混凝土導熱系數(shù)大，進而熱阻較小，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，陽臺板下方墻體面積大，與室內(nèi)換熱更強，熱流損失比陽臺板豎向上側(cè)墻體大34.5%，對熱橋附近的熱流損失影響較大；陽臺板左側(cè)的混凝土墻體，熱流損失占總損失的4.6%。

圖4（2）有保溫熱流仿真效果圖

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?，降低建筑能耗?/span>