【碩士】雙層屋面空氣層隔熱性能計算分析

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　　【學(xué)位年度】2008　　【摘要】　　 雙層屋頂是一種減少夏天太陽輻射熱量進(jìn)入室內(nèi)的有效的屋頂隔熱措施，傳統(tǒng)的措施主要關(guān)注屋頂?shù)摹皹?gòu)造節(jié)能”，在屋頂設(shè)置架空隔熱板利用空氣層隔熱，但是這種做法并沒有發(fā)揮空氣層隔熱的潛力，還存在防滲防漏問題。而新型的空腹結(jié)構(gòu)雙層通風(fēng)屋頂，更有利于發(fā)揮結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和保溫隔熱性能，可以集屋頂建筑功能與結(jié)構(gòu)受力性能于一體?？諝鈱痈魺嵝Ч睦碚撗芯可胁煌晟疲嬎惴治鱿嚓P(guān)設(shè)計參數(shù)對夾層中的空氣流動傳熱變化影響具有理論意義和工程指導(dǎo)意義。 本文在闡述了空腹夾層結(jié)構(gòu)雙層通風(fēng)屋頂?shù)谋馗魺嵝阅軝C理和熱傳導(dǎo)計算分析方法的基礎(chǔ)上，對空腹夾層結(jié)構(gòu)的間距、空氣流動速度以及通風(fēng)方式等因素對于雙層通風(fēng)屋面的保溫隔熱效果的影響進(jìn)行了分析。首先，利用有限封閉空間內(nèi)的自然對流理論，分析了封閉空氣層熱阻計算方法，給出了封閉空氣層最大熱阻值理論計算公式。其次，基于普朗特邊界層傳熱理論，歸納推導(dǎo)了在二維穩(wěn)態(tài)受迫流動情況下雙層通風(fēng)屋頂最優(yōu)空氣層高度的計算公式。最后，建立了雙層通風(fēng)屋面內(nèi)空氣的溫度場和速度場的數(shù)值計算模型，用k-ε湍流模型模擬雙層通風(fēng)屋面空氣的流動，通過數(shù)值迭代計算方法求解了自然對流與強制對流下夾層區(qū)域內(nèi)速度場、溫度場的分布，分析了空氣入口速度、雙層通風(fēng)屋面空氣層高度等因素對隔熱效果的影響，并與理論推導(dǎo)的最優(yōu)間距公式計算結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者結(jié)果較為一致。 計算結(jié)果表明，使用雙層通風(fēng)屋面后，空氣層帶走熱量隨著間距的增大而增大，當(dāng)間距大于0.3m的時所帶走熱量值的變化趨勢平緩。同時空氣層導(dǎo)熱效果隨著環(huán)境水平風(fēng)速的增大而增大，這一變化最終趨于平緩。因而風(fēng)口的型式、位置應(yīng)當(dāng)盡量設(shè)計成使入口風(fēng)速越大越好，夾層的高度設(shè)計應(yīng)大于空氣層最大熱阻值所決定的高度。本文給出的封閉空氣層、對流空氣層最大熱阻值及高度理論計算公式，可供工程設(shè)計參考使用。　　共77頁

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