【碩士】雙層屋面空氣層隔熱性能計算分析

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　　【學位年度】2008　　【摘要】　　雙層屋頂是一種減少夏天太陽輻射熱量進入室內(nèi)的有效的屋頂隔熱措施，傳統(tǒng)的措施主要關注屋頂?shù)摹皹嬙旃?jié)能”，在屋頂設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。而新型的空腹結構雙層通風屋頂，更有利于發(fā)揮結構的力學性能和保溫隔熱性能，可以集屋頂建筑功能與結構受力性能于一體。空氣層隔熱效果的理論研究尚不完善，計算分析相關設計參數(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意義。本文在闡述了空腹夾層結構雙層通風屋頂?shù)谋馗魺嵝阅軝C理和熱傳導計算分析方法的基礎上，對空腹夾層結構的間距、空氣流動速度以及通風方式等因素對于雙層通風屋面的保溫隔熱效果的影響進行了分析。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，歸納推導了在二維穩(wěn)態(tài)受迫流動情況下雙層通風屋頂最優(yōu)空氣層高度的計算公式。最后，建立了雙層通風屋面內(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、雙層通風屋面空氣層高度等因素對隔熱效果的影響，并與理論推導的最優(yōu)間距公式計算結果進行了比較，兩者結果較為一致。計算結果表明，使用雙層通風屋面后，空氣層帶走熱量隨著間距的增大而增大，當間距大于0.3m的時所帶走熱量值的變化趨勢平緩。同時空氣層導熱效果隨著環(huán)境水平風速的增大而增大，這一變化最終趨于平緩。因而風口的型式、位置應當盡量設計成使入口風速越大越好，夾層的高度設計應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，可供工程設計參考使用。　　共77頁

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