基于TRNSYS的外墻熱橋能耗分析.pdf

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1、２０１６年第１１期（總第１８８期）江西建材應(yīng)用研究基于ＴＲＮＳＹＳ的外墻熱橋能耗分析１２３■徐俊，張學(xué)順，王韻琪■１．安徽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院土木工程系，安徽合肥２３８０７６；２．安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，安徽合肥２３８０００；３．蘇州市職業(yè)大學(xué)，江蘇蘇州２１５０００摘要：本文以合肥地區(qū)某居住建筑為研究對象，通過改變外墻外保溫材料，在維持外墻總厚度基本不變的條件下，構(gòu)造４種不同的外墻形式。利用ＴＲＮＳＹＳ軟件計算了房間負(fù)荷，分析了在相應(yīng)空調(diào)運行模式下熱橋?qū)Ψ块g負(fù)荷的影響，并對比近似一維傳熱計算的結(jié)果，結(jié)果表明：不同外墻構(gòu)造對熱橋的影響很顯著，一維傳熱計算結(jié)果相差較大。關(guān)鍵詞

2、：熱橋ＴＲＮＳＹＳ房間負(fù)荷建筑能耗是我國能源消耗的重要組成部分。２０１４年，我國能源消耗總量為４２．６億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而建筑能耗總量在我國能源消費總量中的份額已超３０％，也就是１２．７億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。目前中國既有建筑已達(dá)到４００億平方米，但其中僅有１％為節(jié)能建筑。建筑物使用能耗占建筑總［１］能耗達(dá)到８８％，其中建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量占比７２％。因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為阻斷室內(nèi)外的直接熱交換和維護(hù)室內(nèi)熱濕環(huán)境的關(guān)鍵因素，對建筑的負(fù)荷和能耗有非常重要的影響。由于熱橋?qū)o(hù)結(jié)構(gòu)傳［２］熱系數(shù)的影響是顯而易見的，所以必須要考慮到熱橋能耗的情況。圖２信息流程圖１模擬軟件介紹１．１ＴＲＮＳＹＳ軟件簡

3、介ＴＲＮＳＹＳ軟件是模塊化的動態(tài)仿真軟件，所謂模塊化，即認(rèn)為所有系統(tǒng)均由若干個小的系統(tǒng)（即模塊）組成，一個模塊實現(xiàn)某一種特定的功能，因此，在對系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析時，只要調(diào)用實現(xiàn)這些特定功能的模塊，給定輸入條件，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析。１．２ＴＲＮＳＹＳ模擬計算熱橋原理在ＴＲＮＳＹＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｉｏ中對建筑物進(jìn)行建模，包括建筑的尺寸、方向、窗墻比、采光遮陽、通風(fēng)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并加載項目所在地的氣象文件。利用模塊Ｔｙｐｅ５６對建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行設(shè)置，包括各區(qū)域的采暖制冷、濕度、熱舒適度、房間通風(fēng)滲透以及內(nèi)部得熱信息等。在完成以上設(shè)置后，就可以完成對建筑物信息

4、的描述，進(jìn)行軟件運行模擬輸出結(jié)果。但是由于計算中缺少熱橋能耗部分的計算，需要對熱橋部分進(jìn)行補充。高巖、趙立華和Ｊ．Ｊ．Ｒｏｕｘ等人利用熱橋附加熱損失低階模型植入ＴＲＮＳＹＳ的計算組元，完成此部分的計算。圖３建筑平面圖形式。根據(jù)ＪＧＪ１３４－２０１０《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》［８］和ＤＢ３４／１４６６－２０１１《安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，設(shè)計了四種形式的墻體，其主體構(gòu)造、傳熱系數(shù)以及維護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部等參數(shù)如表１－表５所示。表１墻體一構(gòu)造的熱工參數(shù)及厚度墻體一厚度導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)熱阻值各層材料名稱（ｍｍ）Ｗ／（ｍ２·Ｋ）ａ（ｍ２·Ｋ）／Ｗ耐堿玻纖網(wǎng)格布－１０

5、０００－０．０００抗裂砂漿５０．９３１０．００５巖棉板３００．０４５１．２０．５５６界面劑－１００００－０．０００圖１ＴＲＮＳＹＳＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｉｏ建筑負(fù)荷模擬界面陶?；炷量招拇u２４００．６１．２５０．３２０２模擬內(nèi)容水泥砂漿２００．９３１０．０２２２．１建筑模型的選擇本文以合肥某小區(qū)的熱銷戶型為典型戶型，層高２．８ｍ，每戶建筑各層之和２９５０．９０２２面積約為８５ｍ左右。建筑朝向南偏東２０°，窗墻比：東西向０．２０，北向總熱阻Ｒｏ＝Ｒｉ＋ＥＲ＋Ｒｅ＝１．０６０．３５，南向０．４５。其平面圖如圖３所示。傳熱系數(shù)０．９４３２．２建筑模型的熱工參數(shù)模型中建筑外墻

6、基礎(chǔ)墻體選用常用混凝土結(jié)構(gòu)，外墻采用外保溫·２·表２墻體二構(gòu)造的熱工參數(shù)及厚度空調(diào)運行模式編號房間空調(diào)開啟時間空調(diào)關(guān)閉時間墻體二厚度導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)熱阻值運行模式２餐廳１７：００～１８：００１８：００～１１：００各層材料名稱（ｍｍ）Ｗ／（ｍ２·Ｋ）ａ（ｍ２·Ｋ）／Ｗ運行模式３客廳８：００～２０：００２０：００～８：００耐堿玻纖網(wǎng)格布－１００００－０．０００運行模式４臥室２０：００～８：００８：００～２０：００抗裂砂漿５０．９３１０．００５膨脹聚苯板（ＥＰＳ）３００．０４２１．２０．５９５本文采用以上四種運行模式對四種墻體分別進(jìn)行模擬計算，得到每個房間空調(diào)負(fù)荷。界面劑－１００

7、００－０．０００３模擬結(jié)果及分析煤矸石空心磚２４００．５８１０．４１４表７主體部分與熱橋部分傳熱系數(shù)水泥砂漿２００．９３１０．０２２墻體類型主體傳熱系數(shù)熱橋部分熱橋部分占比各層之和２９５１．０３６墻體一０．９４３０．１５２１６．１２％〗總熱阻Ｒｏ＝Ｒｉ＋ＥＲ＋Ｒｅ＝１．１９４傳熱系數(shù)０．８３８墻體二０．８３８０．０８３９．９％墻體三０．７３５０．０５６７．６２％表３墻體三構(gòu)造的熱工參數(shù)及厚度墻體四０．６１１０．０７４１２．１１％墻體三厚度導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)熱阻值各層材料名稱（ｍｍ）Ｗ／（ｍ２·Ｋ）ａ（ｍ２·Ｋ）／Ｗ根