平屋頂遮陽隔熱層熱工性能研究.pdf

1、我國夏熱冬暖地區(qū)及夏熱冬冷地區(qū)城市，夏季異常炎熱，太陽輻射強(qiáng)度大。由于傳統(tǒng)屋頂隔熱性能差，導(dǎo)致從屋頂進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境的熱量大。為了改善屋頂?shù)母魺嵝阅埽瑐鹘y(tǒng)架空板通風(fēng)屋面在我國已經(jīng)應(yīng)用多年，包括在夏熱冬冷地區(qū)及寒冷地區(qū)部分城市，旨在提高屋頂在夏季的隔熱性能，然而該類型屋面在氣流不暢時隔熱效果并不好。此外，國內(nèi)外尚缺乏關(guān)于架空板屋面冬季工作性能及全年的節(jié)能率方面的研究。因此，對這類屋面構(gòu)造的保溫隔熱性能開展進(jìn)一步的研究具有重要意義。
　　

2、本文首先利用Fluent12.0建立三維流固耦合傳熱模型，對傳統(tǒng)架空板通風(fēng)屋面內(nèi)部的傳熱規(guī)律展開深入的計(jì)算分析。結(jié)果表明:架空板通風(fēng)屋面的隔熱能力在入口風(fēng)度低于約1.0 m/s時，隔熱效果并不明顯;而入口風(fēng)速達(dá)到約2.0 m/s后企圖進(jìn)一步通過加大風(fēng)速來提高其隔熱能力的效果十分有限。當(dāng)風(fēng)速為0～1m/s時，架空板與樓板之間的輻射傳熱量約占其總傳熱量的79～47％，風(fēng)速越低，占的比重越大。在此基礎(chǔ)上，提出在低風(fēng)速下通過在通風(fēng)道的內(nèi)表面粘貼

3、鋁箔來降低輻射傳熱量的措施，并研究比較了不同鋁箔粘貼位置對改善屋面隔熱能力的差異，根據(jù)研究結(jié)果，建議將鋁箔貼在通風(fēng)道的上表面。
　　本文通過在傳統(tǒng)架空板通風(fēng)屋面的蓋板下表面貼鋁箔，構(gòu)造出一種新型平屋頂遮陽隔熱板屋面，并分析了其溫度場及溫度變化曲線，通過與傳統(tǒng)架空板屋面對比，結(jié)果表明:增加鋁箔后，樓板溫度場分布更為均勻，溫度值更低。為進(jìn)一步探究其在不同地區(qū)的工作性能，以杭州和廣州的4種典型天氣（夏季晴朗、夏季陰天、冬季晴朗和冬季陰天

4、）為氣候邊界條件展開初步研究。結(jié)果表明:新型平屋頂遮陽隔熱板屋面在夏季晴朗和夏季陰天里相比于普通架空板屋面和普通鋼筋混凝土板屋面，其隔熱能力均有較為明顯的改善;但是在冬季晴天時，新型平屋頂遮陽隔熱板屋面出現(xiàn)了“反節(jié)能”現(xiàn)象。
　　為考察新型平屋頂遮陽隔熱板屋面在不同地區(qū)全年的節(jié)能情況，本文選取杭州和廣州的典型氣象年氣象數(shù)據(jù)作為氣候邊界，并結(jié)合溫度頻率法原理，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與分析。結(jié)果表明:在夏熱冬暖地區(qū)（廣州），相對于普通鋼筋混凝

5、土板屋面，新型平屋頂遮陽隔熱板屋面的平均節(jié)電率為63.1％;在建筑的總能耗中，相對于普通鋼筋混凝土板屋頂可實(shí)現(xiàn)約4.3％的節(jié)能。在夏熱冬冷地區(qū)（杭州），相對于普通鋼筋混凝土板屋面，新型平屋頂遮陽隔熱板屋面的全年的平均節(jié)電率為26.5％;在建筑的總能耗中，相對于普通鋼筋混凝土板屋頂可實(shí)現(xiàn)約1.8％的節(jié)能?？梢姡瑥娜昕?，新型平屋頂遮陽隔熱板屋面在夏熱冬冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)均實(shí)現(xiàn)節(jié)能。采用溫度頻率法并結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算來研究類似屋面建筑構(gòu)件的

6、全年節(jié)能性問題的方法具有很好的參考價值。
　　最后，為了比較在夏季降溫過程中新型遮陽隔熱板屋面相對于普通屋面熱工性能的差異，通過在實(shí)大環(huán)境中建立足尺模型，以普通鋼筋混凝土板為基準(zhǔn)組，附加新型遮陽隔熱板的屋頂為實(shí)驗(yàn)組，開展了試驗(yàn)研究。研究表明:新型遮陽隔熱板屋面相對于普通屋面，其樓板內(nèi)、外表面溫度得到了大幅降低。同時，使用新型遮陽隔熱板后，也降低了樓板內(nèi)外表面溫差，新型遮陽隔熱板屋面的樓板內(nèi)外表面最大溫差僅約為2℃，而普通屋面的為2