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自动式低能耗修筑外欢乐生肖注册体系夏季外部冷凝标题研讨
时间:2018-10-17 10:08:41源头:未知

1 小序

修筑能耗占社会总能耗比例在 30% 左右 [1],飞扬修筑能耗敷衍社会绿色可延续生长有告急意义。在此背景下德国 Feist 教授提出的自动式低能耗修筑理念,敷衍飞扬修筑能耗、减轻环境污染具有极大的积极作用。依据相关范例要求,自动式低能耗修筑采暖 / 制冷需求为 15W/(m²a),相较传统修筑其能耗明白飞扬 [2]。

飞扬修筑能耗关键在于飞扬修筑与环境之间的热量耗散,而外墙处热量耗散在修筑集团热量耗散中占比最大,改良外墙的欢乐生肖注册步伐可以明白提高修筑节能结果。如今外墙欢乐生肖注册多采取多孔质料,是指多孔固体骨架构成的孔隙空间中弥漫单相或多相介质,固体骨架普遍多孔介质所占据的体积空间,孔隙空间相互连通,其内的介质可以是气相流体、液相流体或气液两相流体 [1, 3]。其孔隙处水分的蒸发 - 冷凝进程,会对证料的欢乐生肖注册遵从孕育发生明白影响,并约莫对证料构成布局性粉碎,故需要对欢乐生肖注册质料外部冷凝标题举行研讨。

本文以成都、北京、哈尔滨代表三种典范的冬寒气候条件,研讨单层岩棉条结讨论岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局作为自动式低能耗修筑外欢乐生肖注册布局时,在三种典范气候条件下的夏季外部冷凝标题,欢乐生肖注册层厚度依据《自动式超低能耗绿色修筑技术导则 ( 试行 )》中对外墙传热系数的要求确定,为岩棉条和石墨聚苯板作为自动式低能耗修筑外墙欢乐生肖注册质料提供设计参考依据。

2 阐发要领及设战略略参数

2.1 欢乐生肖注册布局外部冷凝标题阐发要领

依据傅里叶定律谋略第三类边界条件下一维无热源热传导进程中各接壤面温度公式如下: 

此中 q 为热流强度,Tin、Tout 区分为室阁房外温度,hin、hout 区分为室表里墙壁处换热系数,n 为外墙欢乐生肖注册板层数,从 1 末端计数,δi 为第 i 层欢乐生肖注册板厚度,λi为第 i 层欢乐生肖注册板导热系数,ai 为第 i 层欢乐生肖注册板导热系数的修正系数,Tj 为第 j 界面温度,从 1 末端计数。

依据各界面温度谋略结果可进一步失失该界面处饱和蒸汽压 ps,即为该温度下所能包括的水蒸气最大批。

依据 Galser 提出的稳态蒸汽渗入渗出排泄模型 [4,5] 谋略水蒸气一维无源渗流进程中各界面的水蒸气压力公式如下:

此中 Pin、Pout 区分为室阁房外水蒸气分压力,可依据室表里温度及相对湿度谋略失失,μi 为第 i 层欢乐生肖注册板水蒸气渗入渗出排泄系数,Pj 为第 j 界面水蒸气分压力。

要是界面处水蒸气分压力谋略值大于该界面处饱和水蒸气分压力,则标明该界面处水蒸气出现冷凝征象。当出现冷凝征象时,依据公式 (4)、公式 (5) 谋略冷凝界面的冷凝强度和欢乐生肖注册层质料重量湿度增量。 

此中 ωj 为 j 界面的冷凝强度,Pj-1、Pj+1 区分为 j-1、j+1 界面的实际水蒸气分压力,Pj.s 为 j 界面饱和蒸汽压,δj-1、δj 区分为 j-1、j 层欢乐生肖注册板厚度,μj-1、μj 区分为j-1、j 层欢乐生肖注册板水蒸气渗入渗出排泄系数,∆ω 为欢乐生肖注册层质料重量湿度增量,Z 为采暖期天数,ρi 为欢乐生肖注册质料密度。

2.2 设战略略参数

颠末阐发要领可知,设战略略进程中需要确定室表里温度、相对湿度、表里墙面换热系数,可依据GB50176-2016《民用修筑热工设计模范》[5] 附录 A 选取三个都市的夏季室外征象参数,依据附录 B 选取墙面换热系数;依据《自动式超低能耗绿色修筑技术导则 ( 试行 )( 寓居修筑 )》[6] 的规矩,选取三个都市的外墙传热系数,作为设计围护布局各层厚度的依据,细致内容见表 1。 

 1 三个典范都市夏季室表里征象参数和热工设计参数 

2.3 质料物理性子

本研讨中所选取的质料种类及其物理性子见表 2,此中岩棉条和石墨聚苯板的导热系数相比低,是围护布局欢乐生肖注册的关键质料;但是岩棉条蒸汽渗入渗出排泄系数较高,倒运于防范水蒸气渗入渗出排泄,石墨聚苯板水蒸气渗入渗出排泄系数较低,有利于防范水蒸气渗入渗出排泄。

 2 欢乐生肖注册质料基本物理性子

3 谋略与阐发

3.1 围护布局详粗布局及热工遵从

围护布局布局中,非关键欢乐生肖注册质料厚度依据国度范例 GB 50011-2010《修筑抗震设计模范》[7] 和国度修筑范例设计图集 16J908-8《自动式低能耗修筑 - 严寒和严寒地域寓居修筑》[8] 确定,此中钢筋混凝土厚度200mm,聚合物抗裂砂浆厚度 5mm。

依据《自动式超低能耗绿色修筑技术导则(试行)(寓居修筑 )》[6] 中对外墙传热系数的要求设计关键欢乐生肖注册质料的厚度。敷衍单层岩棉条布局,仅需谋略岩棉条厚度;敷衍岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局,依据 GB50016-2014《修筑设计防火模范》[9] 的要求,岩棉条厚度设为50mm,仅需谋略石墨聚苯板的厚度。设战略略结果如表 3 所示,进而可谋略出各层质料的热阻、蒸汽渗入渗出排泄阻及围护布局总热阻、总蒸汽渗入渗出排泄阻,如表 4 所示。可见,在严寒地域和严寒地域,由单层岩棉条布局构成的围护布局中,岩棉条的厚度均已超越跨过 300mm;而石墨聚苯板的参与有利于淘汰围护布局总厚度,在三种典范气候区,由岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局构成的围护布局中,关键欢乐生肖注册质料总厚度均小于 300mm。

 3 围护布局布局及分层热阻和蒸汽渗入渗出排泄阻

 4 围护布局总厚度、总热阻及总蒸汽渗入渗出排泄阻

为了便于阐发说明,将围护布局界面由外向外依次编号,如图 1 所示。

 

 1 围护布局界面区分表现图

 2 单层岩棉条布局饱和蒸汽压及实际蒸汽压散布 

3.2 饱和蒸汽压和实际蒸汽压散布

依据夏季室表里温度Tin、Tout 和公式(1)、公式(2),确定两种围护布局各界面温度 Tw,颠末查 GB50176-2016《民用修筑热工设计模范》[5] 附录 B8 可得各界面饱和水蒸气分压力 Ps。再依据夏季室表里相对湿度 fin、fout确定夏季室表里实际水蒸气分压力,进而颠末公式(3)失失两种围护布局各界面实际水蒸气分压力 Pj。将 Tw、Ps 和 Pj 的谋略结果绘制成图表,如图 2 和图 3 所示。

4 结论

1)在外墙传热系数类似的环境下,石墨聚苯板的参与有利于淘汰围护布局总厚度;

2)围护布局质料的排序对外部冷凝征象有明白影响,最容易出现冷凝的界面位于关键欢乐生肖注册质料高温侧,故应在欢乐生肖注册质料前参与蒸汽渗入渗出排泄阻高的质料,有利于飞扬冷凝征象出现的约莫性;

3)在餍足自动式低能耗修筑外墙传热系数要求的环境下,由单层岩棉条结讨论岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局构建的自动式低能耗修筑外围护布局,在三种典范气候区夏季时,均未出现冷凝征象; 

 3 岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局饱和蒸汽压及实际蒸汽压散布

4)从外部冷凝角度阐发,单层岩棉条结讨论岩棉条 - 石墨聚苯板双层布局均可作为自动式低能耗修筑的外墙欢乐生肖注册布局。