夏热冬冷地区光热建筑一体化trombe墙体保温隔热性能研究

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1、学校代码10530学号201510181918分类号TK519密级公开硕士学位论文夏热冬冷地区光热建筑一体化Trombe墙体保温隔热性能研究学位申请人阿勇嘎指导教师龙激波副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向建筑节能二零一八年五月StudyonThermalInsulationPerformanceofaTrombeWallinHotSummerandColdWinterZoneCandidateYonggaASupervisorAssociateProf.JiboLongCollegeSchoolofCivilEngineeringandMechanicsPr

2、ogramStructuralEngineeringSpecializationBuildingEnergyConservationDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018摘要我国已成为世界上最大的能源消费国，其中建筑能耗占了很大比重，且随着我国经济的进一步发展，建筑能耗强度将会继续增长。在能源日益紧张的全球环境下，推广太阳能光热利用技术与建筑一体化是解决我国建筑能耗不断增长，实现经济可持续发展的重要途径。我国夏热冬冷地区，建筑围护结构不仅需要满足冬季保温和夏季隔热要求，而且还需在过渡季节部

3、分时间加强散热，而太阳能利用技术与建筑一体化的应用，会使原有建筑围护结构的传热情况发生变化，因此，需要同时考虑光热利用效率、围护结构的保温隔热性能以及二者间的相互影响。为了改善建筑围护结构的保温隔热性能并利用太阳能，本文提出了一种能够满足夏热冬冷地区保温隔热要求的光热建筑一体化Trombe墙体，在墙体中设计了太阳能集热板、热辐射反射层和室内辐射板等部件。在湘潭气候条件下，对墙体在不同工况下的保温隔热性能进行了模拟和实验研究。模拟和实验结果表明：在太阳辐射作用下，空载工况集热板温度较高，对墙体的传热影响较大。冬季的空载工况的模拟与实验测试中，集热板最高温度分别达到了89.3℃和92

4、.2℃，集热板温度高于室内、外环境温度，冬季能够对室内起到较好的保温作用；墙体各材料层表面均产生竖向的温度差，且表面的竖向温度差随太阳辐射照度增大而增大，随空气夹层厚度增大而减小。夏季空载工况的模拟与实验测试中，集热板能达到最高温度分别为93.7℃和84.8℃，对应主墙层内侧最高温度分别为29.6℃和28.4℃，墙体隔热性较好；改变主墙层外侧反射率可以改善墙体隔热性能，而且集热板温度越高，主墙层外侧反射率对隔热性能影响越明显。对墙体参数的优化研究表明，增大主墙层厚度有利于减少通过主墙层的传热量，但主墙层厚度达到一定值后，如40℃集热板的主墙层厚度大于100mm、65℃集热板的主墙

5、层厚度大于140mm、90℃集热板的主墙层厚度大于180mm时，继续增大厚度对改善隔热性能的作用不明显；集热板与主墙层外侧距离宜大于100mm。对不同工况的实验测试表明，通过调整墙体的运行工况，可以有效改变集热板温度，达到调节通过主墙层的传热量和墙体保温隔热性能的目的。关键词：光热建筑一体化；保温隔热；Trombe墙体；夏热冬冷地区；温度IAbstractChinaistheworld'slargestenergyconsumer,wherebuildingenergyconsumptionaccountsforalargeproportion.Withthefurtherdev

6、elopmentofeconomy,China'sbuildingenergyconsumptionwillcontinuetogrow.Underthesituationofincreasinglytenseofglobalenergy,promotingsolarthermalenergyutilizationtechnologyandbuildingintegrationisanimportantwaytosolvethecontinuousincreaseinChina'sbuildingenergyconsumptionandachievesustainableecon

7、omicdevelopment.InhotsummerandcoldwinterzoneofChina,thebuildingenvelopesnotonlyneedtomeettherequirementsofwinterandsummerinsulation,butalsoneedtoenhanceheatdissipationduringtransitionalseasons.Applyingthetechnologyofsoalrthermalintegratedwith