保溫建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋傳熱分析

保溫建筑維護(hù)構(gòu)造熱橋傳熱分析隨著建筑節(jié)能工作的開展，型保溫建筑大量涌現(xiàn)，熱橋在型保溫建筑中的影響遠(yuǎn)能，從而指導(dǎo)維護(hù)構(gòu)造的節(jié)能方案設(shè)計(jì)。引言40％下降到15％，720％。熱橋的危害還在于其增加了墻體局部傳熱，降低了墻體平均熱阻，惡化了圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)外表的溫度環(huán)境，節(jié)點(diǎn)處內(nèi)外表溫度有可能低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，使得墻體內(nèi)外表結(jié)露，傳熱在濕工況下進(jìn)展，形成惡性循環(huán)。熱橋影響耗，以促進(jìn)保溫構(gòu)造的進(jìn)一步完善。熱橋是指建筑圍護(hù)構(gòu)造中的一些部位，在室內(nèi)外溫差的作用下，形成熱流相對(duì)密集、內(nèi)外表溫度較低的區(qū)域，這些部位成為傳熱較多的橋梁，故稱為熱橋，有時(shí)又可稱為冷橋。這是一種格外常見的現(xiàn)象。我國(guó)對(duì)熱橋的爭(zhēng)論較少，建筑設(shè)計(jì)者在進(jìn)展熱負(fù)荷計(jì)算及節(jié)能橋附加耗熱系數(shù)，其結(jié)果使得熱負(fù)荷計(jì)算值不準(zhǔn)確，因此對(duì)熱橋進(jìn)展準(zhǔn)確的計(jì)算分析，有利于更好地了解熱橋能耗對(duì)整個(gè)建筑傳熱的影響。1熱橋主要類型及其能耗分析陽(yáng)臺(tái)、屋頂、地角、其他。各類型熱橋由于構(gòu)造不同對(duì)建筑熱負(fù)荷的影響也不同。算傳熱量是比較安全的。在墻體構(gòu)造局部不發(fā)生變化的狀況下，計(jì)算得出的傳熱量大于實(shí)際傳熱量；當(dāng)有構(gòu)造柱穿過(guò)外墻時(shí)或由于構(gòu)造上的要求保溫層消滅斷點(diǎn)(內(nèi)保溫間墻)的狀況下，計(jì)算得出的傳熱量要小于真實(shí)傳熱量。窗左右側(cè)熱橋是由于窗洞口造成，窗框?qū)挾刃∮趬w厚度，形成熱流通路。窗上下側(cè)熱橋一方面是由于窗洞口造成，另一方面是由于窗上有過(guò)梁、窗下有窗臺(tái)板這也形成熱流通路。此外，復(fù)合墻體在窗洞口處，由于構(gòu)造及施工的要求，保溫層有可能消滅斷點(diǎn)，也是形成熱橋的緣由。通常設(shè)計(jì)時(shí)習(xí)慣承受的窗的傳熱系數(shù)[雙層木窗為2．91W／(m2?K)，雙層3．26W／(m2?K)]目前繁多的外墻形式和外窗形式狀況下，窗洞口的熱橋傳熱差異很大，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：荷明顯是不行的。計(jì)算窗熱負(fù)荷時(shí)必需考慮到窗口周邊熱橋的影響。陽(yáng)臺(tái)由于構(gòu)造上的要求，大量使用混凝土，尤其對(duì)于復(fù)合保溫墻體，陽(yáng)臺(tái)處外墻保溫材料被切斷，陽(yáng)臺(tái)門、陽(yáng)臺(tái)窗、陽(yáng)臺(tái)板處均存在著熱橋。同時(shí)，由于陽(yáng)臺(tái)的封閉及其他保溫措施的實(shí)行，陽(yáng)臺(tái)內(nèi)溫度提高，相對(duì)的陽(yáng)臺(tái)熱橋也得到了確定程度的緩解。屋頂熱橋指屋頂和外墻相交的部位，頂層房間過(guò)梁、圈梁離屋頂較近，將其歸類為屋頂熱橋一起考慮。屋頂處受熱面積小于放熱面積，同時(shí)屋頂內(nèi)角對(duì)流換熱和輻射換熱差，造成3％左右。2保溫建筑圍護(hù)構(gòu)造熱橋傳熱計(jì)算方法僅在于加大了建筑采暖熱負(fù)荷，還在于轉(zhuǎn)變房間之間的負(fù)荷比例，即各房間采暖熱負(fù)荷增好的供熱系統(tǒng)。針對(duì)以上的熱橋類型，有以下三種熱橋傳熱計(jì)算方法。數(shù)值傳熱計(jì)算方法值傳熱計(jì)算方法。有限元法是數(shù)值傳熱計(jì)算方法進(jìn)展熱橋傳熱分析較常用的方法之一。改進(jìn)為數(shù)值計(jì)算，特別適用于物體的外形簡(jiǎn)潔、變物性、非均質(zhì)或具有非線性邊界條件導(dǎo)熱問(wèn)題分析。有限元法導(dǎo)熱問(wèn)題求解步驟概括如下：①承受加權(quán)余量法將導(dǎo)熱問(wèn)題轉(zhuǎn)換為變分問(wèn)題；②將所分析的區(qū)域離散化；③構(gòu)造單元內(nèi)的溫度差值函數(shù)；④依據(jù)變分計(jì)算式導(dǎo)出單元變分計(jì)算的代數(shù)方程組；⑤進(jìn)展總體合成；⑥代數(shù)方程組求解。承受穩(wěn)態(tài)下的二維導(dǎo)熱過(guò)程，與外界的換熱僅發(fā)生在內(nèi)、外兩個(gè)外表上，其二維穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源導(dǎo)熱微分方程為：假設(shè)承受ANSYS要的步驟：①前處理：創(chuàng)立或讀入幾何模型，定義材料屬性，劃分網(wǎng)格(節(jié)點(diǎn)及單元)，施加載荷選項(xiàng)、設(shè)定約束條件。②求解：計(jì)算，查看分析結(jié)果(分析是否正確)。③后處理：依據(jù)需要做出各種圖像。用有限元分析單元網(wǎng)格計(jì)算時(shí)建議承受精度高、運(yùn)算時(shí)間短的三角形六節(jié)點(diǎn)等參單元進(jìn)展計(jì)算[4]。內(nèi)外表溫度驗(yàn)算方法幾種常用熱橋形式內(nèi)外表溫度計(jì)算2．2．2單一材料內(nèi)外表溫度計(jì)算有些建筑物的圍護(hù)構(gòu)造承受的是單一材料外墻板，在外墻轉(zhuǎn)角處，因吸熱面小，散熱面大而形成熱橋，內(nèi)外表溫度較低，簡(jiǎn)潔消滅結(jié)露，因而應(yīng)驗(yàn)算其內(nèi)外表溫度。依據(jù)外墻總熱阻的大小先確定一個(gè)比例系數(shù)值，然后計(jì)算內(nèi)外表溫度，再依據(jù)內(nèi)外表溫度和露點(diǎn)溫度(5)和式(6)計(jì)算：墻體平均傳熱系數(shù)計(jì)算方法外墻平均傳熱系數(shù)是外墻包括主墻體及其周邊構(gòu)造性熱橋(外墻局部等)系數(shù)作為外墻的一項(xiàng)熱工性能指標(biāo)和把握指標(biāo)，這是符合建筑物實(shí)際狀況的。因此，在進(jìn)展主墻體和周邊熱橋部位的傳熱系數(shù)計(jì)算主墻體和周邊熱橋均為建筑物外墻的組成局部，但兩者在構(gòu)造和用料上可能不同。如主墻體可承受混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚、加氣混凝土砌塊、粘土多孔磚等砌筑，或鋼筋混凝土現(xiàn)澆；而構(gòu)造柱、圈梁和樓板則大多為鋼筋混凝土構(gòu)造(目前已有少數(shù)承受鋼結(jié)構(gòu))。然而，對(duì)它們傳熱系數(shù)的計(jì)算在方法上是一樣的，都是通過(guò)對(duì)構(gòu)造熱阻R和總熱阻RoR0R與內(nèi)、外外表?yè)Q熱阻(Ri、Re)之和；而在一般狀況下，Ri、Re0．11m2?K／W0．04m2?K／W(按冬季條件)。因此，外墻各部位傳熱系數(shù)的計(jì)算式均可表達(dá)為：丁字墻構(gòu)造柱部位和樓板端頭部位傳熱系數(shù)的計(jì)算外墻主墻體的周邊熱橋主要包括構(gòu)造柱、圈梁和樓板端頭三局部。其中構(gòu)造柱位于有內(nèi)隔墻的丁字墻部位，而樓板端頭是與樓板整體相連，因而這兩個(gè)熱橋部位的傳熱系數(shù)計(jì)算有其確定的特別性(圈梁或如有位于主墻體中間的構(gòu)造柱，其計(jì)算與主墻體完全一樣)，其K值的計(jì)算應(yīng)明確以下二項(xiàng)要求：熱阻(R)的構(gòu)造計(jì)算厚度應(yīng)與主墻體一樣。如主墻體有內(nèi)保溫層或內(nèi)抹灰層，應(yīng)分別計(jì)人與內(nèi)保溫層或內(nèi)抹灰層一樣厚度的內(nèi)隔墻或樓板的熱阻；如主墻體有外保溫或外抹灰層．則熱橋部位也應(yīng)計(jì)入其熱阻(2)。(Ro)0．11+0．04=0．15m2K／W。2可列出丁字墻構(gòu)造柱部位傳熱系數(shù)(Ke，)和樓板端頭部位傳熱系數(shù)(KB3