空心砌塊通風墻體熱交換模型及實驗研究.pdf

1、建筑能耗的持續(xù)增加使人們意識到采用新的技術手段去實現(xiàn)建筑節(jié)能的緊迫性和重要性，著眼于建筑節(jié)能的目標和要求，本文研究一種新型的建筑圍護結構——空心砌塊通風墻體。空心砌塊通風墻體利用墻體自身的空腔，搭建成通風墻體，夏季通入冷空氣，冬季通入熱空氣，實現(xiàn)墻體內(nèi)部冷、熱量傳遞與轉(zhuǎn)移。該技術將熱回收或可再生能源利用與降低墻體內(nèi)部冷、熱量相結合，可有效減弱室外氣候?qū)κ覂?nèi)環(huán)境造成的影響，減小墻體內(nèi)表面溫度的波動，提高人體的熱舒適性。本文針對空心砌塊通風

2、墻體的傳熱問題，采用理論分析和實驗研究相結合的方法進行探討，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）建立了空心砌塊通風墻體的簡化動態(tài)熱網(wǎng)模型（RC模型）并利用遺傳算法（GA）辨識了其參數(shù)。簡化模型的重點在于熱阻和熱容參數(shù)的確定，為了得到合理準確的熱阻熱容參數(shù)，本文以空心砌塊通風墻體的頻域有限差分模型（FDFD模型）為理論模型，將其計算得到的墻體各表面的熱流幅值和熱流相角作為理論頻域特性，利用遺傳算法（GA）辨識了空心砌塊通風墻體的熱阻和熱容

3、參數(shù)。結果表明，根據(jù)理論模型的計算結果，采用遺傳算法辨識空心砌塊通風墻體簡化動態(tài)熱網(wǎng)模型的參數(shù)十分可靠。
　?。?）建立了空心砌塊通風墻體的熱交換模型。該模型為簡化動態(tài)熱網(wǎng)模型（RC模型）和傳熱單元數(shù)模型（Number of Transfer Units模型，即NTU模型）的耦合模型。采用該熱交換模型能夠求得空心砌塊通風墻體在砌塊高度方向上的傳熱特性。本文利用該模型計算了通風墻體空腔空氣的出口溫度，墻體內(nèi)外表面的溫度和熱流以及空腔

4、空氣帶走的熱量。結果表明，空心砌塊通風墻體的熱交換模型可以很好地分析該結構沿砌塊高度方向的傳熱。
　?。?）搭建了空心砌塊通風墻體的熱特性實驗測試平臺。利用實驗測量數(shù)據(jù)對數(shù)學模型進行了驗證，主要選取了三種典型實驗工況進行分析，以空腔空氣的出口溫度作為比較對象，據(jù)此驗證空心砌塊通風墻體的熱交換模型的準確性。實驗結果表明，在三種典型工況下，采用熱交換模型計算和實驗測試方法得到的空腔空氣的出口溫度，二者吻合很好，誤差都在5.0％之內(nèi)，這