三种墙体保温隔热性能的数值分析

３２湖南大学学报（自然科学版）２００８越

拦Ｉ蹩．篓‰甜ｗａｌｌ）≯ｉ、ｎｔ嘲ｍ酣ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｄｂｅｄ）

表１墙体各层材料的物理参数

Ｔａｂ．１Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｌｉｓｔｓ

２室内传热和气体流动的数值方法

本文采用了流体流动数值计算和传热数值计算相结合的方法．

２．１物理模型及问题描述

为了符合实际建筑构造和方便不同墙体的动态传热性能比较。本文以对流传热为主，并构造了一个如图４所示的方形空腔，其长和宽为Ｈ×Ｈ（ｍ）．空腔右侧是被研究的各种墙体，左侧墙体维持常温￡。（Ｋ），上下及前后面为绝热面．夏季工况时，从右侧墙体外表面进入的热量，由于室内空气对流而被携带至温度为ｔ，的冷壁面并被吸收；冬季工况时，热量从温度为￡，的高温壁面由于室内空气对流而被输送到右侧墙体的内侧，再经各层直至外表面而传到室外．这样，墙体瞬态和周期的保温、隔热性能将可直接由模型各墙面的对流换热率来体现．

图４数值计算的物理模型

Ｆｉｇ．４Ｇｅｎｅｒａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅ

ｃｏｎｊｕｇａｔｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌ

右侧墙体外表面受户外空气对流传热和太阳辐射热的综合作用，其外表面的综合温度ｔ。呈周期性变化，即￡。＝￡。＋厂（ｒ），ｆ。为参考温度．以湖南长沙为例，其ｔ。的逐时变化如图５所示（西墙），这就是作为外边界的温度条件．考虑冬季建筑能耗远小于夏季空调能耗，故仅考虑稳态耦合对流及导热过程．

ｔ／ｈ

图５逐时变化的墙体外表面综合温度ｆ。

Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｐｕｌｓａｔｉｎｇｅｘｔｅｒｉｏｒｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

２．２数学模型

２．２．１控制方程

本文仅讨论二维层流及耦合传热过程，即空气和墙体的所有热物性参数都视为常数，基于这些假设。可以给出下列满足质量守恒动量守恒和能量守恒的无因次控制方程．

筹＋筹；ｏ．√ｌ＿）

ａＵ．ａｕｕ．ａｖｕ‘ａｐ．

＿，ｊ了十—万叉．。＋—ｒＦ’２一万又十

（宝）忱（祭＋挈）。．＿．㈤ａ￡，．ａ叽．ａⅦａｐ．

一＋一＂１－一＝一Ｉ－

ａｆ。ａＸ’ａＹａｘ。

（岳）∽（筹＋擎）ｎ㈤，筹ａ＋等ａ＋塑ａＹ＝（上ＲａＰｒ门祭＋ａ氅Ｙ）．一十一十一＝Ｉ—ｌＩ—１１．—１

Ｘ。＼／＼ａＸ２ｚ／’

（４）由于计算区域内的固体视为不渗透区域，其速度及动量为零旺’。ｌ，但是能量可以在固体内部输运，相应的能量控制方程为：

糍筹＝鲁（上ＲａＰｒ）加（磐ａｘ＋冬ａＹ）．㈥

（ＩＤＣＰ）ｆａｒ点ｆ＼／＼２／．…７

以上式中，角标ｆ和ｓ分别代表流体和固体区域．Ｔ为温度（Ｋ）；Ｕ，Ｖ为气体流速（Ｉｌｌ／ｓ）；Ｐｒ为普朗特准数；雷莱数尺口与（Ｇｒ，ｐｒ）数有关；Ｋ．，Ｋ．分

别为固体和流体的导热系数．

三种墙体保温隔热性能的数值分析

作者：汤莉， 汤广发， TANG Li， TANG Guang-fa

作者单位：汤莉,TANG Li(中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075)， 汤广发,TANG Guang-fa(湖南,大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082)

刊名：

湖南大学学报（自然科学版）

英文刊名：JOURNAL OF HUNAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES)

年，卷(期)：2008,35(2)

被引用次数：5次

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本文链接：/Periodical_hndxxb200802007.aspx