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单一保温墙体中典型热桥柱的传热影响区域及其节点优化

2011-06-13毛伟文灵红许建明

重庆建筑 2011年12期
关键词:区域建筑

毛伟,文灵红,许建明

(1机械工业第三设计研究院建筑技术研究所重庆 400039 2重庆凯康科技有限公司 重庆 400010)

自保温体系是今后建筑围护结构节能的重要趋势[1],其中,热桥部位的热损问题是限制其发展重要因素。据研究[2],在夏热冬冷地区,采用自保温材料的墙体因热桥引起的传热系数增加比率可达2/3,即随着建筑围护结构热工性能的不断提升,热桥的附加热损占围护结构能耗的比例亦随之增大(节能建筑中,通过热桥的能耗可达20%[3])。另有研究[4]表明,随着热桥面积比的增大,能耗值大致成线性增长。此外,囿于一维传热之面积加权方法的误差(可达10%~30%[5]),近年有关热桥部位传热的研究多集中于二维[6][7]和三维[8][9]的传热分析,得出了等诸多有益成果[6][10]~[12]。热桥柱是热桥的重要组成部分,有必要就其传热影响区域展开专题研究。本文以重庆地区为例,通过有限体积法数值求解,分析典型热桥柱的影响区域,并据此提出若干优化思路,以期对专业工作者有所帮助。

1 典型热桥柱热桥柱

本文选取一典型单一保温墙体中框架柱节点作为研究对象,如图1所示。具体材料及相关参数见表1。

图1 典型热桥柱节点示意

表1 墙材的热物性指标

2 热桥柱传热模拟分析

2.1 二维非稳态导热的数值求解模型

热桥是由不同材料构筑的复合传热体,其传热过程较复杂,系三维非稳态导热。根据傅里叶定律[13],其导热微分方程可以用矢量的形式表示如下:

式中:ρ为密度,kg/m3;c为比热容,J/(kg·K);t为温度,℃;τ为时间,s;……

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