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当前,我国的经济正处于飞速发展的阶段,但是能源紧缺的问题却越来越严重,其中建筑能耗在其中所占的比例不容小觑:在2013年达到了28%,在2020年将达到35%。为了实现可持续发展,节源能源势在必行,而降低建筑能耗对于节约能源至关重要。建筑能耗的大小受很多因素的影响,其中墙体的热阻是最重要的因素之一,在很大的程度上影响着建筑的能耗,所以精准地测量墙体的热阻对减小建筑的能耗具有很大的意义。 在本文中,将会详细的介绍几种常见的现场测试围护结构热阻的方法,包括热箱法和热流计法,并且对它们各自的优点和缺点进行详尽的对比说明。除此之外,在以热流计法为基础的前提下,文章给出了一种新型的现场测量墙体热阻的方法—双面热流计法,并且介绍了一种新型的便携式的测量仪器。这在很大程度上方便了热阻的现场测量工作,同时使得测量工作的准确性和效率得到了提高。 新型的便携式测量仪器主要包括一个加热箱、一台多通道数据采集仪、温度传感器以及热流计四个部分。文章会对它们的结构组成以及工作原理进行详细的阐述。同时,会对它们的安装方法和使用方法进行说明以避免不正确的措施对测量结果造成不利的影响。另外,除了相关仪器的介绍说明外,文章会介绍采集到的数据的处理方法。 此外,文章将会介绍一款强大的数值模拟软件—ANSYS模拟软件,并且利用它对墙体的真实传热过程进行模拟。运用软件对墙体建立恰当的物理模型,包括合适的墙体结构、对应的边界条件以及正确的热物性参数,然后观察各个墙面的温度和热流分布情况,分析墙体中热流的分布规律,为墙体热阻的现场测量提供一定的理论支持。 在对实际墙体进行测量前,会将挤塑板作为受热对象,运用新型的热阻测量方法测量其热阻,来验证该方法的准确性。同时,观察挤塑板整体的热流分布情况,并与运用 ANSYS软件模拟的情况进行对比,验证模拟模型的准确性,使得后续墙体的模拟研究具备相当的理论基础。 在墙体热阻的实际测量中,选择不同类型的墙体运用双面热流计法(测试墙体的内墙和外墙都测量热流)进行测量。利用采集到的内外墙的热流值和温度值运用积分法计算墙体的热阻值。对于墙体的热阻而言,在温差相同的情况下,不同的内外墙热流比例会产生不一样的热阻,因此存在一个最佳比例使得所测得的热阻值最接近理论值。本文旨在将ANSYS模拟软件模拟的墙体传热情况和现场测量的数据进行整合对比,在基于积分法的基础上给墙体提供一个最优的热阻计算公式。而且研究表明,运用这个计算公式在保证测量热阻误差更小的同时,应用新型测量方法时实测热流的稳定时间比传统的单侧热流法所得的热流稳定时间短得多。换句话说,双面热流计法可以缩短测量时间,这对易受天气影响的测试来说意义重大。