三种围护结构热桥传热特性数值分析
建筑物理
露点温度：某一状态空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度，称为该状态下的露点温度。
冷凝：由于温度降到露点温度一下，空气中水蒸气液化析出的现象
蒸汽渗透：当室内、外空气的水蒸气含量不等时，在围护结构的两侧存在着水蒸气分压力差，水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围护结构向较低的一侧渗透扩散
3、 室外综合温度并非完全客观
4、 平屋顶、东、西、西南、东南向室外综合温度高
围护结构隔热措施
1、 屋顶隔热：采用浅色外饰面，减小当量温度；增大热阻与热惰性；通风隔热屋顶；水隔热屋顶；种植隔热屋顶
2、 墙体隔热：西墙隔热处理，粘土墙，双排混凝土空心砌块，钢筋混凝土大板
自然通风的原理
1、 热压作用：大小取决于室内外空气温度差所导致的空气密度差和进出气口的高度差
采光质量：采光均匀度（室内照度最低值与室内照度平均值之比0.7）；防止眩光（减少避免阳光直射；视觉背景不宜为窗口；可采取室内外遮挡设施减少光亮度或窗视域；窗内表面面和周围内墙采用浅色饰面）；合适的光反射比；减少紫外线的进入
采光计算所需数据：房间尺寸；采光口材料和厚度；承重结构形式和材料；表面污染程度；室内表面反光程度
简谐热作用下，材料和围护结构的热特性指标：
1、 S材料蓄热系数（半无限厚物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅的比值S）S越大，表面温度波动越小，反之S小，表面温度波动大
2、 D热惰性指标（表示围护结构在谐波热作用下反抗温度波动的能力）D越大，距离表面x处的温度波动越小
3、 材料层表层蓄热系数
云状：南方低云，北方高中云
轻钢围护结构线性热桥及传热系数研究
PREFABRICATED BUILDING装配式建筑48墙材革新与建筑节能 2019.08轻钢围护结构线性热桥及传热系数研究*轻钢围护结构存在大量由于结构和构造产生的热桥，本研究通过理论计算、模拟计算、构件实测和现场实测，对轻钢结构热桥及其对围护结构整体传热系数的影响进行对比分析，提出建议，可为实际工程的热工设计、能耗计算、绝热性能评价提供参考。
轻钢围护结构；线性热桥；结构热桥；传热系数；集装箱式房屋徐洪涛1 马瑞江1 张萍萍2 周辉1 张起维1摘 要：关键词：（1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300；2.中国建筑发展有限公司，北京 100037）*课题项目：“十三五”国家重点研发计划“建筑全性能联合仿真平台内核开发”(项目编号：2017YFC0702200)资助。
0 引言轻钢围护结构一般由轻型压型钢板、龙骨和檩条等金属构件、连接件、面层材料组成，种类较多。
由于其构造原因，轻钢围护结构存在大量热桥，大致可分成以下3类。
（1）结构性线性热桥：由于建筑围护结构的形状、构造截面变化形成的热桥，比如转角、对接或拼接部位。
常规的建筑构造中，屋面包括屋脊、屋檐（与天沟、山墙交接处）、内天沟等；墙面包括墙体与基础（或地面）交接处、阳角、门窗口的窗檐、竖向窗框和窗台等。
由构造或结构产生的线性热桥不可避免，在进行热桥处理时可以通过提升细节性能将热桥的影响降低。
在实际工程中，一般通过保证保温层的连续性、调节保温层的厚度、采用导热系数更低的材料、降低空腔的存在等措施改善线性热桥的影响。
（2）单元组件拼接产生的线性热桥：如金属面夹芯板的接缝、单元构件拼装的接缝、金属面板和其他系统的交接部位。
这类线性热桥也不可避免，但可以通过合理的构造措施将热桥的影响降低。
（3）单元组件内的热桥：由金属构件、檩条等穿过保温层或造成保温层压缩引起的热桥，如现场拼装构件中的檩条压缩保温棉、金属檩条和固定面板的龙骨、空气层、空腔等影响。
三种围护结构热桥传热特性数值论文
三种围护结构热桥传热特性数值分析【摘要】本文基于fluent软件，采用三维非稳态导热模型来模拟研究传统典型围护结构及节能建筑维护结构的传热特性，对比分析了室外环境温度周期性变化条件下，37墙、49墙及节能墙墙体热桥与主墙体处的传热规律。
对比分析表明，节能型围护结构具有温度衰减倍数大、延迟时间长、内表面温度高等优良的性能。
【关键词】数值模拟；围护结构；热桥传热特性；动态分析0.概述本文使用fluent软件及其相关技术、结合相关理论，尝试对传统建筑围护结构及节能建筑围护结构的热桥传热特性进行对比研究。
1.物理模型的建立及简化1.1物理模型的建立三种墙体主墙体均宽为3m，高为4m；窗宽为1.5m，高为1.6m；圈梁宽度为4m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；过梁宽度为2.5m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；外抹水泥砂浆厚与内抹石灰水泥砂浆均为0.02m；发泡聚乙烯苯板厚为0.08m；普通玻璃宽与高同窗一样，而厚为0.01m，节能中空玻璃宽与高同窗一样，厚度为0.02m。
坐标原点位于砖墙中心点，墙体模型如图1所示：图1 墙体模型1.2物理模型的简化（1）不考虑流体对墙体的辐射作用。
（2）仅以一面外墙作为研究对象，不考虑墙角处的柱。
（3）墙四周作为绝热壁面处理。
（4）室外温度按余弦函数变化，即：t=245+7×cos（2×3.14159×t/24×3600） (2.1)室内环境温度恒为291k(18℃)。
2.数值计算过程2.1 fluent模拟计算过程（1）在gambit软件中创立37墙、49墙及节能墙体的几何模型和网格模型，并指定边界。
（2）启动fluent求解器。
（3）在fluent中导入网格模型。
（4）检查网格模型是否存在问题。
（5）选用稳态非藕合隐式求解器。
（6）确定计算模型——三维非稳态导热方程。
（7）设置材料特性参数。
（8）设置边界条件。
（9）调整用于控制求解的有关参数。
供热工程常用设计参数
3.5
2.8
10.0
6.5
5.0
4.6
3.5
13.0
8.0
6.0
5.6
4.2
16.0
各地区冷风渗透量的朝向修正率m
地区
北
东北
东
东南
南
西南
西
西北
齐齐哈尔
哈尔滨
沈阳
呼和浩特
兰州
银川
西安
北京
0.90
0.25
1.00
0.90
0.75
1.00
0.85
1.00
0.40
0.15
0.90
0.45
1.00
0.80
1.00
0.45
0.10
0.15
0.45
0.35
0.95
0.45
0.70
0.20
0.15
0.45
0.60
0.10
0.50
0.35
0.35
0.10
0.35
0.60
0.75
0.20
0.25
0.30
0.65
0.20
0.40
1.00
0.65
0.30
0.25
0.25
0.75
0.15
0.70
0.80
0.50
0.70
供热工程常用设计参数
常用围护结构传热系数K（W/m2·℃）
名称
K
名称
K
外砖墙（内抹灰）一砖
2.08
实体木外门二层
2.33
外砖墙（内抹灰）一砖半
1.56
带玻璃的阳台门一层
5.82
外砖墙（内抹灰）二砖
保温建筑围护结构热桥传热分析
保温建筑围护结构热桥传热分析发布日期：2010-04-03 点击次数：780摘要：随着建筑节能工作的开展，新型保温建筑大量涌现，热桥在新型保温建筑中的影响远远大于传统建筑。
本文分析了建筑中的热桥类型及其能耗，提供了在住宅建筑的节能设计中热桥传热系数计算方法。
通过热桥传热计算的方法，分析并准确把握建筑围护构件的热工性能，从而指导围护结构的节能方案设计。
关键词：围护结构热桥传热系数引言研究表明，目前，我国在节能建筑中，墙体耗热占总能耗的比例已经由40％下降到15％，而热桥耗热占总能耗的比例却由7％提高到20％。
热桥的危害还在于其增加了墙体局部传热，降低了墙体平均热阻，恶化了围护结构内表面的温度环境，节点处内表面温度有可能低于室内露点温度，使得墙体内表面结露，传热在湿工况下进行，形成恶性循环。
热桥影响着围护结构的整体保温效果，有必要对热桥进行准确的分析，采取各种技术措施降低热桥能耗，以促进保温结构的进一步完善。
热桥是指建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集、内表面温度较低的区域，这些部位成为传热较多的桥梁，故称为热桥，有时又可称为冷桥。
热桥往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致，在围护结构中这是一种十分常见的现象。
我国对热桥的研究较少，建筑设计者在进行热负荷计算及节能工作者在计算建筑耗热量时，对热桥热损失很难进行定量分析，一般经常经验地假定一个热桥附加耗热系数，其结果使得热负荷计算值不准确，因此对热桥进行准确的计算分析，有利于更好地了解热桥能耗对整个建筑传热的影响。
1热桥主要类型及其能耗分析根据建筑结构和构造特点，将热桥分为九大类：内墙角、外墙角、窗左右侧、窗上下侧、阳台、屋顶、地角、其他。
各类型热桥由于结构不同对建筑热负荷的影响也不同。
内墙角和外墙角统称为阴角，此部位的受热面积小于放热面积，我国以放热面积为准计算传热量是比较安全的。
在墙体结构局部不发生变化的情况下，计算得出的传热量大于实际传热量；当有构造柱穿过外墙时或由于构造上的要求保温层出现断点(内保温间墙)的情况下，计算得出的传热量要小于真实传热量。
三种围护结构热桥传热特性数值分析
三种围护结构热桥传热特性数值分析【摘要】本文基于FLUENT软件，采用三维非稳态导热模型来模拟研究传统典型围护结构及节能建筑维护结构的传热特性，对比分析了室外环境温度周期性变化条件下，37墙、49墙及节能墙墙体热桥与主墙体处的传热规律。
对比分析表明，节能型围护结构具有温度衰减倍数大、延迟时间长、内表面温度高等优良的性能。
【关键词】数值模拟；围护结构；热桥传热特性；动态分析0.概述本文使用FLUENT软件及其相关技术、结合相关理论，尝试对传统建筑围护结构及节能建筑围护结构的热桥传热特性进行对比研究。
1.物理模型的建立及简化1.1物理模型的建立三种墙体主墙体均宽为3m，高为4m；窗宽为1.5m，高为1.6m；圈梁宽度为4m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；过梁宽度为2.5m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；外抹水泥砂浆厚与内抹石灰水泥砂浆均为0.02m；发泡聚乙烯苯板厚为0.08m；普通玻璃宽与高同窗一样，而厚为0.01m，节能中空玻璃宽与高同窗一样，厚度为0.02m。
坐标原点位于砖墙中心点，墙体模型如图1所示：图1墙体模型1.2物理模型的简化（1）不考虑流体对墙体的辐射作用。
（2）仅以一面外墙作为研究对象，不考虑墙角处的柱。
（3）墙四周作为绝热壁面处理。
（4）室外温度按余弦函数变化，即：T=245+7×cos（2×3.14159×t/24×3600）(2.1)室内环境温度恒为291K(18℃)。
2.数值计算过程2.1 FLUENT模拟计算过程（1）在GAMBIT软件中创立37墙、49墙及节能墙体的几何模型和网格模型，并指定边界。
（2）启动FLUENT求解器。
（3）在FLUENT中导入网格模型。
（4）检查网格模型是否存在问题。
（5）选用稳态非藕合隐式求解器。
（6）确定计算模型——三维非稳态导热方程。
（7）设置材料特性参数。
（8）设置边界条件。
（9）调整用于控制求解的有关参数。
围护结构及传热系数1
16层塔楼
外墙保温厚度
mm
外墙传热系数
W/（m2·K）
耗热量指标
W/m2
热负荷指标
W/m2
外墙保温厚度
mm
外墙传热系数
W/（m2·K）
耗热量指标
W/m2
热负荷指标
W/m2
0
1.04
19.63
37.71
0
1.02
18.67
38.64
15
0.82
17.64
35.46
30
0.92
17.98
38.24
30
0.68
16.94
34.49
50
0.70
16.26
35.45
50
0.55
15.32
32.06
70
0.56
15.17
33.56
80
0.43
14.16
29.78
100
0.44
14.22
32.36
建筑耗热量与热负荷指标随外墙传热系数减小比例表4
外墙传热系数减小
耗热量减小
热负荷减小
外墙传热系数减小
耗热量减小
0.647
0.82
屋顶
加气混凝土保温屋面
0.607
0.54
加气混凝土保温屋面
0.607
0.54
楼地
混凝土保温楼地
3.239
0.29
混凝土保温楼地
3.239
0.29
楼板
钢筋混凝土保温楼板
1.895
0.32
钢筋混凝土保温楼板
1.895
0.32
门
双层实体木制外门
围护结构传热系数检测方法分析及应用探讨
围护结构传热系数检测方法分析及应用探讨摘要：摘要:随着国家对有关建筑工程质量验收要求的提高,并且关于建筑节能及绿色建筑法律法规及相关技术标准要求,对于建筑材料的热工数据检测也成为国家及地方验收标准的必检项目,建筑材料如何能在满足安全强度的大前提之下做到节能减排也成为各大材料生产厂家及施工单位的重点考虑要素。
基于此,对围护结构传热系数检测方法分析及应用进行研究，以供参考。
关键词：围护结构；传热系数；检测方法；应用引言现有研究大多以围护结构热工参数的理论值为基础,对墙体保温结构及材料、改造效果进行了研究,但对农村住宅建筑围护结构热工性能的实测研究以及改造优先性的研究较为缺乏,忽略了即有农村居住建筑的实际围护结构热工性能,从而影响改造后的实际效果。
1围护结构传热系数的热工意义对建筑的围护结构节能保温措施是否能够满足需要,可从其构造材质和防护主体的热工参数进行测试分析,热工参数主要为:导热系数、蓄热系数、热电阻、传热阻导温系数、传热系数。
传热系数是在稳态传热条件,当建筑围护结构二端的空气温度差约为1K(1℃)时,单位时间内透过单位平方米围护结构面积所能传导的热能,单元为W/(㎡K),同时传热系数还包括了建筑围护结构本身的砌筑构造,以及建筑构件二端空气层之间的热能传导性能。
传热系数与传热阻是倒数关系的,其传热阻与其建筑围护结构中的建筑材料导热系数和相关厚度有关,导热系数与导温系数及比热容有关,所以综合其计算方式可以知道建筑物中围护结构传热系数是判断其保温效果的最终参数之一。
传热系数是围护结构系统中热工性能的表现,许多实验也表明了围护结构传热系数的降低可以明显减少建筑能耗,通过达到良好的围护结构传热系数可以让建筑物在夏天及冬天减少空调能量的损失,降低其总体耗电量。
研究表明现代建筑空调耗电量的占比越来越大,如何有效利用及减少排放是当代绿色建筑重要的评价之一。
作为建筑表面积占比最大的围护结构如何能通过其构造、材料等多方面降低其传热系数从而达到节能环保，是建筑学中一项重要的研究课题之一。
围护结构传热系数
一、围护结构热阻的计算1、单层结构热阻R=δ/λ A (K/w)式中：δ—材料层厚度（m）λ—材料导热系数[W/(m.k)]2、多层结构热阻A—平壁的面积，m2R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻（m2.k/w）δ1、δ2、---δn—各层材料厚度（m）λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)]二、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri —内表面换热阻（m2.k/w）（一般取0.11）Re—外表面换热阻（m2.k/w）（一般取0.04）R —围护结构热阻（m2.k/w）三、围护结构传热系数计算K=1/ R0 (w/(m2.k))式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/（m2.k）]Kp—外墙主体部位传热系数[W/（m2.k）]Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/（m2.k）] Fp—外墙主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积四、铝合金门窗的传热系数的计算Uw =（Af*Uf+Ag*Ug+Lg*Ψg)/(Af+Ag)式中:Uw —整窗的传热系数W/m2·KUg —玻璃的传热系数W/m2·KAg —玻璃的面积m2Uf —型材的传热系数W/m2·KAf —型材的面积m2Lg —玻璃的周长mΨg —玻璃周边的线性传热系数W/m2·K。
上海建筑围护结构热桥分析
上海建筑围护结构热桥分析热桥是指建筑围护结构中热传导能力较高的部位，导致热量的不连续传递和聚集，在寒冷季节会导致冷桥效应，增加室内冷热负荷，影响室内热舒适性和节能效果。
本文将对上海建筑围护结构中常见的热桥进行分析。
一、上海建筑围护结构中的热桥类型1.混凝土梁柱交接处：上海建筑多采用混凝土结构，梁柱交接处由于混凝土的导热性较高，会形成热桥。
2.墙体开孔：如门窗洞口、插花洞口等，由于砖、玻璃等材料的导热系数较高，容易形成热桥。
3.装饰层：上海建筑采用大量的外墙装饰材料，如外墙保温板外贴砖、石材等，装饰层的热桥可以通过装饰层的导热系数较高来识别。
4.窗台石：窗台石由于其导热系数较高，容易形成热桥。
二、上海建筑围护结构热桥的影响1.室内热舒适性下降：热桥会导致室内空气温度不均匀，局部温度较低，增加室内冷热负荷，降低室内热舒适性。
2.增加能耗：热桥会导致建筑围护结构的热量流失增加，增加建筑的冷热负荷，使制冷、供暖设备的能耗增加。
3.给排水系统结露：热桥会导致建筑围护结构局部温度较低，使给排水系统中的水蒸汽凝结，导致结露问题。
三、热桥分析及改善措施1.热桥分析方法：通过热成像摄像机或温度数据记录仪等工具对建筑围护结构进行温度测量，识别出热桥部位。
2.热桥改善措施：(1)优化设计：在建筑设计中，应合理配置建筑围护结构，避免或减少热桥的发生。
(2)采用隔热材料：在热桥部位采用隔热材料，如聚苯板、聚氨酯等，减少热桥的传导。
(3)加装隔热层：对于已建成的建筑，可以在热桥部位加装隔热层，减少热桥的传导。
(4)优化窗台设计：窗台设计中考虑热桥问题，采用隔热材料覆盖窗台石，减少热桥效应。
(5)加强施工质量：施工过程中加强对热桥部位的检查，确保施工质量，减少热桥的发生。
四、上海建筑围护结构热桥防治的重要性上海气候典型的温暖湿润季风气候，冬季寒冷，夏季炎热，能源消耗大。
而热桥作为能量流失的通道，增加了建筑的能耗，降低了室内热舒适性。
钢结构住宅楼外墙围护结构热桥传热分析
钢结构住宅楼外墙围护结构热桥传热分析发表时间：2020-08-20T01:53:07.387Z 来源：《建筑细部》2020年第11期作者：曹猛苏艳芹[导读] 针对优化方案（改变外墙中钢龙骨间距、改变钢龙骨层的保温填充材料、钢龙骨腹板开孔）进行外墙节点处延厚度方向的传热分析，并对模拟结果进行比较分析，阐述优化方案对于削弱外墙中的热桥效应的影响。
山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛 266590摘要：本文介绍了以实测住宅的外墙热桥节点部位为研究对象建立模型，利用ANSYS有限元分析软件，针对优化方案（改变外墙中钢龙骨间距、改变钢龙骨层的保温填充材料、钢龙骨腹板开孔）进行外墙节点处延厚度方向的传热分析，并对模拟结果进行比较分析，阐述优化方案对于削弱外墙中的热桥效应的影响。
关键词：热桥，ANSYS，优化分析1引言热桥的定义为：依据国际标准的定义，建筑围护结构中，某处被另一种不同导热系数的材料完全或部分的穿透，导致该处热阻被明显改变，此部分即称为热桥。
2热桥传热理论通过设定如下假设条件，简化建立外墙的传热模型：①热桥部位为连续介质，且传热方向相同。
（各项同性）②外墙各层的材料的导热系数、比热容、密度等物理、热工参数不随温度发生变化。
③热荷载只存在于沿厚度方向的内外表面，且其换热系数固定，即模型边界条件不变。
根据热力学第一定律与傅里叶导热定律，其传热的数学方程如下：3ANSYS软件在外墙围护结构热桥传热方面介绍ANSYS软件能够根据能量守恒热平衡方程进行有限元分析，对每个节点进行温度有限元计算。
ANSYS热分析主要应用于热传导、对流及热辐射3种传热模式，其计算结果可采用直观、易懂的云图表达。
通过ANSYS有限元分析软件，模拟该建筑外墙围护结构中沿厚度方向的温度分布情况，从而对该外墙体系进行热桥传热研究。
根据外墙中的温度分布云图，可以判断热桥的影响区域、外墙保温性能的好坏，有无结露可能，以此为依据，对其热桥处的构造形式进行优化方案讨论，得出更有效的外墙保温形式。
围护结构的传热系数
供暖室外计算温度
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
地 名 温 度/℃ 序 号
北京 上海 天津 哈尔滨 齐齐哈尔 海拉尔 长春 延吉 沈阳 锦州 大连 承德 保定 石家庄 唐山 太原 呼和浩特 锡林浩特
-9
19Biblioteka -220-9
21
采暖系统设计热负荷
定义：在设计室外温度下，为了达到要求的室内温 度，保持房间热平衡时，采暖系统在单位时间内向建筑物 供给的热量。
第2页/共36页
目录
9.1 围护结构的耗热量 9.2 加热进入室内的冷空气所需要的热量 9.3 采暖系统热负荷的概算 9.4 高层建筑采暖热负荷计算的特点
第3页/共36页
第32页/共36页
热压作用原理图
㈡热压作用规律
r＞０时:室外压力高于室内压力，冷风由室外渗入室内， 这时h＜hz,即这种现象产生于建筑物的下层部分。
r＜０时：室外压力低于室内压力，被房屋加热的空气 由室㈢内热渗压出与室风外压，的这综时合作h＞用h（z。供（暖季上节层）部分）
供暖季节热压与风压总是同时作用在建筑物外围护结构上。 高层建筑外门，外窗的两侧的压力差是两者同时作用的结果。
4.5～10
>10
25
35
40
20
30
35
15
25
30
第24页/共36页
民用建筑及工业辅助建筑冷风渗透耗热量占围护结构基本耗热量的百分数（% )
玻璃窗性质 单层 双层
一面有窗的房间 二面有窗的房间
10
15
5
8
三面有窗的房间
20 10
建筑围护结构传热测试实验报告
实验报告实验二建筑围护结构传热测试（综合性）试验时间：2013.06.17实验目的：围护结构的传热系数是建筑设计工作者在进行建筑热工设计时所需掌握的重要热工指标之一，对于一实际建成的建筑物，其围护结构的传热系数（热阻）不仅与组成的材料导热系数有关，而且与其构造，材料含湿态，砂浆性能和砌筑质量等有关。
因此要鉴定一幢建筑物的热工性能时，通常采取实测手段，而对围护结构的传热系数测试是主要的内容之一。
通过本实验了解实验原理，热电偶测温方式，热流计原理及使用，并能初步掌握建筑热工实测的基本方法。
实验装置及仪器：1、JTNT-C多通道温度热流测试系统2、JTRG-I建筑围护结构保温性能检测装置3、温度传感器4、热流传感器实验原理：围护结构在稳定温度场中，由于两壁面存在热传导的动力即温差，所以有热量将从围护结构内表面通过围护结构传导至围护结构外表面。
温差θi-θe：温差越大，热传导动力就越强，传导的热量就越多厚度d：厚度越大，热流传导过程中的路径就越长，遇到的阻力就越大，传导的热量就越少。
面积F：围护结构面积越大，传导的热量就越多。
时间τ：时间越长，传导热量积累就越多。
材料种类：材种不同，导热能力则不同。
表征此能力的热工量即导热系数λ。
实验过程：1、安装软件2、连接设备3、仪器设置4、开始实验，记录数据实验数据：建筑热工温度与热流检测记录表创建时间：2013-06-1711:31:42数据分析：由表中所示可以知道我们所采用的实验围护结构的内表面换热阻是0.11，外表面换热阻是0.04，热阻为0.581，传热系数为1.368.心得体会：通过本实验的测定与验证，让我们对建筑物的围护结构有了进一步的认识和研究，虽然叫做建筑围护结构，但是它所起到的作用就不仅仅是围护而已，还有保温防寒等一系列作用。
表 1 建筑主要围护结构和传热系数
表 1 建筑主要围护结构和传热系数1. 引言建筑主要围护结构和传热系数是建筑工程中非常重要的参数。
它们直接影响建筑物的保温性能和能源消耗。
在本文中，我们将详细介绍表 1 中列出的建筑主要围护结构以及它们的传热系数。
2. 建筑主要围护结构根据表 1，建筑主要围护结构包括墙体、屋面、地板和窗户。
下面将对每种结构进行详细介绍。
2.1 墙体墙体是建筑物的外部边界，起到隔热、防水和承重的作用。
根据材料不同，墙体可以分为砖墙、混凝土墙和钢结构墙等。
这些不同类型的墙体具有不同的传热系数。
•砖墙：砖墙通常由砖块组成，其传热系数取决于砖块材料的导热性能以及空腔填充物的导热性能。
•混凝土墙：混凝土墙是由混凝土浇筑而成，其传热系数较低，但可以通过增加保温层来提高隔热性能。
•钢结构墙：钢结构墙由钢材构成，其传热系数相对较高，需要采取保温措施来降低能量损失。
2.2 屋面屋面是建筑物的顶部覆盖物，起到防水和保温的作用。
根据材料不同，屋面可以分为瓦片屋面、金属屋面和混凝土屋面等。
•瓦片屋面：瓦片屋面一般由陶瓷或水泥制成，其传热系数取决于材料的导热性能以及空腔填充物的导热性能。
•金属屋面：金属屋面通常由铁、铝或钢制成，其传热系数较高，需要采取保温措施来提高隔热性能。
•混凝土屋面：混凝土屋面是由混凝土浇筑而成，其传热系数较低，在一定程度上具有保温效果。
2.3 地板地板是建筑物的底部结构，承受人们行走和家具等负荷。
根据材料不同，地板可以分为木地板、石质地板和混凝土地板等。
•木地板：木地板通常由实木或复合材料制成，其传热系数较低，但需要注意保温层的设置以提高隔热性能。
•石质地板：石质地板一般由大理石或花岗岩等材料制成，其传热系数较高，需要采取保温措施来减少能量损失。
•混凝土地板：混凝土地板是由混凝土浇筑而成，其传热系数较低，在一定程度上具有保温效果。
2.4 窗户窗户是建筑物的开口部分，起到采光和通风的作用。
根据材料不同，窗户可以分为单层玻璃窗、双层玻璃窗和多层玻璃窗等。
多层建筑围护结构外墙角热桥传热分析的开题报告
多层建筑围护结构外墙角热桥传热分析的开题报告一、研究背景及意义随着城市化进程的不断加快，建筑的高度逐渐增加，多层建筑的出现成为一种趋势。
多层建筑的围护结构中，由于外墙角处存在不同材料的接口，易形成围护结构外墙角热桥，导致建筑能耗增加、空调负荷加大、温度不均匀等问题。
针对这些问题，研究多层建筑围护结构外墙角热桥传热机理及其影响因素，对于优化建筑设计、提高建筑能耗性能、降低能耗和减少环境污染具有重要的意义。
二、研究内容本文将针对多层建筑围护结构外墙角热桥传热进行分析，具体内容如下：1、围护结构外墙角热桥产生机理分析；2、基于传热原理，建立多层建筑外墙角热桥传热分析数学模型；3、分析外墙角热桥对建筑热环境的影响，并采用数值模拟方法对不同建筑方案在不同季节进行对比分析；4、探究改善外墙角热桥的方案及其效果评估。
三、研究方法本文将采用以下方法进行研究：1、文献综述法：通过查阅相关文献和资料，分析已有研究成果，明确多层建筑围护结构外墙角热桥传热机理、影响因素及其热环境效应等问题，为研究提供参考和依据；2、数学模型法：基于传热原理，建立多层建筑围护结构外墙角热桥传热数学模型，利用数值模拟方法对模型进行求解，分析外墙角热桥传热特性及其影响因素；3、实验方法：采用热像仪等测试设备对已有的多层建筑进行实测，验证模型准确性和理论计算结果的可靠性；4、分析方法：根据模型和实验结果，分析外墙角热桥对建筑热环境的影响，探讨改善外墙角热桥的技术方案及其实施效果。
四、预期研究成果本文将研究多层建筑围护结构外墙角热桥传热机理及其影响因素，建立数学模型并进行数值模拟求解，实测并验证模型准确性和理论计算结果的可靠性。
通过对传热特性及其影响因素的分析，探讨改善外墙角热桥的技术方案及其实施效果，为优化建筑设计、提高建筑能耗性能、降低能耗和减少环境污染提供参考和依据。
建筑围护结构热工特性设计的数值方法
原有 的原 则下进 行相应 的变化 处理 ，使 得在 不影 响最终所 得数 ３结 语
值精确 度的前提 下 ，计算工程 更加简单 。
通过 研 究对 建筑 围护 结构 热工 特性 ，不难 发现 ，在 实 际的
１．２建 筑 围护 结构 传 热过 程
建筑 耗 能评估时 的实 际应 用 中相 关的数 值方法 ，能够 使我 们的
等 平 面还 包括 弯 度跨越 很 大 的穹顶 等 结构 都称 为 “平 壁 ”。在 研究 方面献 出了 自己的一份 力量 。
“平 壁 ”结 构 中 ，当建筑 的室 内外 存 在温 度差 时 ，从 建筑 围护 结 构温 度偏 高 的一方 向温度 较低 的一方 进行热 量的 交换现 象 ，为 传 热现 象 。根 据室 内外温 度存在 温度差 的特 点 ，建筑 结构传 热 一 般分 为两 种 方式 ：稳定 传热 和 不稳 定传 热 ，两 种传 热 的方 式 的区 别在 于 不稳 定传 热具 有 一定 的 周期性 。当室 内外 存在 温 差 时 ，室 内外温 度随 着 时 间而 不 断变 化 ，所 以一 般 冬季 的需 要 采 暖 的房 屋 ，在 设计 建 筑外 围护 结构 的保 温项 目时 ，常 按稳 定 传热 计算 公式 来计算 。当建筑两 侧存在 温差 ，温 差的 方 向温 度 随着 时 间的变化而变 化 ，是 一个相对 灵活 的存 在 。
温 、隔热 、防潮等 性能 的为建 筑外 围护结 构 ；在 室内起 到 分割空 构热 阻计算 法 ，外表面 换热 阻是 其本 身的倒数 。 当然材 料之 间
间增 大 实用性 ，具有 隔声 、隔视 线等 性能 的为建 筑 内围护 结构 ， 的差异 是 由于材料本 身密度 的问题 导致的 ，建筑 材料的 密度和
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三种围护结构热桥传热特性数值分析
【摘要】本文基于FLUENT软件，采用三维非稳态导热模型来模拟研究传统典型围护结构及节能建筑维护结构的传热特性，对比分析了室外环境温度周期性变化条件下，37墙、49墙及节能墙墙体热桥与主墙体处的传热规律。
对比分析表明，节能型围护结构具有温度衰减倍数大、延迟时间长、内表面温度高等优良的性能。
【关键词】数值模拟；围护结构；热桥传热特性；动态分析
0.概述
本文使用FLUENT软件及其相关技术、结合相关理论，尝试对传统建筑围护结构及节能建筑围护结构的热桥传热特性进行对比研究。
1.物理模型的建立及简化
1.1物理模型的建立
三种墙体主墙体均宽为3m，高为4m；窗宽为1.5m，高为1.6m；圈梁宽度为4m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；过梁宽度为2.5m，高为1.2m，厚为砖墙厚度；外抹水泥砂浆厚与内抹石灰水泥砂浆均为0.02m；发泡聚乙烯苯板厚为0.08m；普通玻璃宽与高同窗一样，而厚为0.01m，节能中空玻璃宽与高同窗一样，厚度为0.02m。
坐标原点位于砖墙中心点，墙体模型如图1所示：图1墙体模型
1.2物理模型的简化
（1）不考虑流体对墙体的辐射作用。
（2）仅以一面外墙作为研究对象，不考虑墙角处的柱。
（3）墙四周作为绝热壁面处理。
（4）室外温度按余弦函数变化，即：
T=245+7×cos（2×3.14159×t/24×3600）(2.1)
室内环境温度恒为291K(18℃)。
2.数值计算过程
2.1 FLUENT模拟计算过程
（1）在GAMBIT软件中创立37墙、49墙及节能墙体的几何模型和网格模型，并指定边界。
（2）启动FLUENT求解器。
（3）在FLUENT中导入网格模型。
（4）检查网格模型是否存在问题。
（5）选用稳态非藕合隐式求解器。
（6）确定计算模型——三维非稳态导热方程。
（7）设置材料特性参数。
（8）设置边界条件。
（9）调整用于控制求解的有关参数。
（10）初始化流场。
（11）开始求解。
（12）在稳态基础上进行非稳态求解。
（13）开始求解并显示求解结果。
（14）保存计算结果。
上述步骤本文不再一一介绍，下面重点介绍GAMBIT造型、边界条件的设置等几个主要步骤。
2.2几何模型构造及网格划分
首先，构造37墙、49墙及节能墙墙体模型。
其次，划分网格。
在网格数量的选择上，一定要考虑计算精度的要求。
网格划分情况如下：在x轴方向37墙、49墙及节能墙体的水泥砂浆与石灰水泥砂浆的网格尺寸为0.4cm，37墙、49墙砖墙网格尺寸为1cm，节能墙砖墙的网格尺寸为2cm，保温苯板的网格尺寸为1cm，37墙、49墙玻璃网格尺寸为0.2cm，节能墙玻璃网格尺寸为0.4cm；y轴方向三种墙体各部分网格尺寸均为3cm；z 轴方向三种墙体的网格尺寸为5cm。
2.3材料物理参数及边界条件的设置
首先，对材料的物理参数进行设置。
操作：Define-Materials…，选择材料类型为Solid，给各材料进行命名，并输入各种材料的计算参数。
其次，对边界条件进行设置。
操作：Define-BoundaryCondition，对各边界进行设置，特别需要注意的是内、外表面边界条件采用的是第三类边界条件。
采用导热第三类边界条件：对于表面换热系数，外墙表面取23.26W/（m2·K），内表面取8.74W/（m2·K）。
室内温度为恒温291K，室外温度按余弦函数T=245+7×cos （2×3.14159×t/24×3600）变化。
3.数值计算结果及分析
3.1周期性外扰条件下热桥温度变化分析
图3.149墙温度随时间变化曲线
图３.2节能墙温度随时间变化曲线
观察图３.1～图３.2。
可以看出，相同的室外温度条件下，节能墙体内表面温度最高，为288K左右，49墙体温度为285K左右，而37墙最小，为282K左右。
另外，从图中还可以看出节能墙体从点1到点2之间温度变化幅度特别大。
这都是因为节能墙体存在保温板的原因，保温板导热系数小，热阻大，传递的热量少。
其次，从温度波动周期分析曲线，可以看出温度波幅衰减值。
围护结构减弱温度波幅的能力，可用衰减倍数v表示[1]。
对于整个结构来说，其传热衰减倍数vy是指围护结构减弱外扰波动的能力。
室外环境温度波幅为14℃，三种墙体热桥处的衰减倍（下转第355页）（上接第91页）数如下：Point1 37墙 1.52 49墙 1.56 节能墙 1.02；
Point2 37墙 5.38 49墙8.75 节能墙28.00；
Point3 37墙14.00 49墙28.00 节能墙70.00。
可以看出，对于同种墙体，外表面点point1、中截面点point2与内表面点point3的衰减程度是依次增大的。
对于point1，37墙与49墙的衰减程度差不多，而节能墙体的较小，这主要是因为节能墙体保温板导热系数小，热阻大，室内热量导不出来，节能墙体受室内温度影响较小而受外界环境温度波动影响较大。
对于point2与point1，49墙的衰减倍数大于37墙，这是由于49墙比37墙厚的原因，而节能墙体的衰减倍数远远大于49墙，这要是保温板的导热系数小，热阻大，外界温度对保温板后的节点温度影响较小的原因。
3.3同种墙体热桥与主墙体温度变化对比分析
周期性外扰条件下的主墙体的温度变化分析由上述模型同样可以模拟，在此不再赘述，给出如下分析结果。
首先，对于温度衰减，三种墙体主墙体内表面温度均比热桥处内表面温度要
大。
而且从温度衰减倍数上看，三种墙体热桥与主墙体处，外表面衰减倍数变化不大，37墙与49墙在主墙体处略有减小，这是因为外表面受到室内温度的影响的原因。
中表面与内表面衰减倍数增加较多，这是因为的梁的导热系数大，热阻小，室内向室外传递的热量较多，内表面受外界温度波动影响较大，而与梁相比砖的导热系数较小，热阻大，室内导出的热量较少，即内表面受外界温度波动影响较小，故衰减系数也大。
节能墙体导热系数更小，衰减倍数更大。
对于时间延迟，三种主墙体处的时间延迟均大于热桥处的时间延迟，这主要是因为保温板与砖的热扩散率小于梁的原因，因此时间延迟增大。
4.结论
本文基于FLUENT软件模拟研究了传统建筑(37墙与49墙)和节能建筑围护结构的热桥主与墙体在室外环境温度周期性变化条件下的传热特性，结论如下：
4.1墙体的温度衰减倍数
无论传统墙体还是节能墙体，内表面热桥处的温度衰减倍数小于主墙体处的温度衰减倍数，而外表面无论是在热桥还是在主墙体处温度衰减倍数均相差不大。
对于37墙、49墙与节能墙三种墙体，在相同位置处，内表面的衰减倍数依次增加，而外表面的衰减倍数相差不大。
4.2墙体的温度延迟规律
墙体外表面的延迟时间相差不大。
而对于内表面，同种墙体主墙体处的延迟时间要高于热桥处的延迟时间；不同墙体相同部位，37墙与节能墙延迟时间相差不大，而小于49墙，这主要是因为节能墙体比37墙与49墙薄，对于相同厚度的三种墙体，保温墙的延迟时间远远大于37与49墙。
这主要是由于保温苯板的导热系数远远小于砖与梁的导热系数。
总之，对比研究表明，节能墙体的传热特性明显优于传统墙体，这对于节能建筑的设计与推广都有十分重要的意义，热桥处加强传热，增加了热损失，应引起足够重视。
【参考文献】
［１］严启森,赵庆珠.建筑热过程[M].北京:中国建筑工业出版社,1991:42-44.
［２］樊洪明,曾剑龙,简毅文,江亿.维护结构三维导热数值仿真研究[J].建筑技术,2002,33(10):736-738.。