286建筑物围护结构节能材料的优化设计分析

《286建筑物围护结构节能材料的优化设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、建筑物围护结构节能材料的优化分析长春工程学院马爽摘要：本文依据民用建筑节能设计标准，在实现总体节能50%，建筑物围护结构节能应达到30%的要求。以静态传热模型为基础，采用模糊综合评判的方法，建立以耗热量指标比、单位热阻造价比、材料的性能和环境影响品质值为变量的目标函数。编制计算模型，根据市场调研建立供计算模型使用的数据库，计算分析在三种不同约束条件下：窗墙面积比变化、定造价、定材料时最优围护结构的组合。关键词：围护结构组合；耗热量指标；经济性；劣度Optimizationanalyseofenergy

2、savingofconstructionenvelopconfigurationChangchunInstituteofTechnologyMAShuangAbstract:Thispaperaccordingtoconstructionenergyconservationcriterion,ifwanttoachieveenergyconservation50%intotal,thentheenvelopconfigurationofbuildingswhoseenergyconservationm

3、usttoreach30%.Baseondiathermanousstaticstatemodelestablishatargetfunctionwhichvariablesareindexofenergyconsumptionandcostofperheatbarrier,toanalyzetheindexesofvariableconditionsoftheconstruction,thenachievetheoptimalresultantsofenvelopconfiguration.Keyw

4、ords:envelopconfiguration;indexofenergyconsumption;economicalfactor;inferiordegree我国建筑目前普遍存在耗能大、效率低、围护结构的保温隔热性能差等问题，并具有夏季空调用电量大、冬季采暖能耗高的特点。由于采暖和空调能耗太高，我国房屋建筑普遍达不到节能要求。目前我国现有房屋建筑面积达到400亿m2，已超过所有发达国家。近几年每年房屋竣工面积约20亿m2，但只有5000~6000万m2是节能建筑，尚不足3%，也就是说有97%的房

5、屋属于高耗能建筑。因此如何实行建筑节能，降低能源消耗和环境污染，提高能源利用效率，是我国可持续发展必须研究解决的重大课题[1,2]。为了更好的发展建筑节能，真正做到有效的利用能源，不仅仅要在墙体、窗户亦或是地面或屋顶中的某一单方面上下功夫，更合理的节能措施是要综合起来，做到系统地节能，并且考虑节能性的同时，又不失对经济性的重视。本论文的出发点就在于此，通过全面地收集现阶段较为普遍应用的节能材料，将建筑节能的概念应用到整个建筑物的围护结构保温材料中。进行整体的评价，综合运用能量消耗、经济性、环境影响、材

6、料性能等方面来评价围护结构组合的优劣性。1围护结构模型1.1物理模型本文物理模型的建立是基于简化的原则，假设建筑物为典型的多层住宅楼，形状为规则的六面体，不同朝向的外墙上开有不同面积的窗户；屋面与室外空气直接接触，需要考虑保温处理的围护结构；地面与室外土壤直接接触，根据非保温地面的传热系数，只有第一地带的传热系数不满足节能要求，所以，只需对第一地带的地面进行保温处理，即是距外墙2m以内的地面。1.1目标函数的建立准则：围护结构组合优劣性，是建筑物围护结构的耗热量指标比值、单位热阻造价比值、围护结构材料

7、性能和环境影响四个因素的综合评价。解决问题的方法是引入一个新的无量纲数——，称其为劣度。为围护结构耗热量指标比值、单位热阻造价比值、材料性能品质和环境影响品质四者分别加权的和。耗热量指标比值，是由优化围护结构组合的耗热量指标与原始围护结构组合耗热量指标相比得出；单位热阻造价品质同理；材料性能和环境影响的数值，则由将定性的评价定量化得到。这四个变量，分别从不同的方面考察围护结构组合的品质。对于围护结构的节能性和经济性，相应比值越小表示节能性和经济性越好，其劣度越低，而材料性能因素和环境因素的品质值越大代

8、表材料越好，所以，将性能品质和环境影响品质的值分别取倒数，再进行加权，最终劣度的值的最小者，即为优化的最终结果。建立目标函数的数学形式如下：式中——劣度，由耗热量指标、单位热阻造价、材料性能和环境影响四者影响；——优化选用的围护结构的耗热量指标，W/m2；——原始围护结构的耗热量指标，W/m2；——耗热量指标比值的权重；——优化选用的围护结构系统单位热阻造价，元/m2·m2·℃/W；——原始围护结构系统单位热阻造价，元/m2·m2·℃/W；——单位热阻造