夏热冬冷地区双层相变墙体与外保温墙体对比分析

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1、学校代号10532学号S150100117分类号TU52密级公开硕士学位论文夏热冬冷地区双层相变墙体与外保温墙体对比分析学位申请人姓名凌伟1培养单位土木工程学院2导师姓名及职称张泉教授授学科专业供热、供燃气、通风及空调工程程研究方向建筑节能新技术2论文提交日期2018年05月10日3学校代号：10532学号：S150100117密级：公开湖南大学硕士学位论文夏热冬冷地区双层相变墙体与外保温墙体对比分析学位申请人姓名：凌伟1导师姓名及职称：张泉教授培养单位：土木工程学院2专业名称：供热、供燃气、通风及空调工程3论文提交

2、日期：2018年05月10日3论文答辩日期：2018年05月20日4答辩委员会主席：李念平教授6Comparativeanalysisofdoublelayersphasechangematerialwallboardandexternalinsulationwallboardinhot-summerandcold-winterzonebyLINGWeiB.E.(ShandongJianzhuUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequir

3、ementsforthedegreeofMasterofEngineeringinHeating,VentilatingandAirConditioningEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHANGQuanMay,2018夏热冬冷地区双层相变墙体与外保温墙体对比分析摘要由石蜡混合物、高密度聚乙烯以及膨胀石墨等制成的定型相变墙体，既可以充分发挥相变材料蓄热能力大，相变过程近似恒温的特点，又能使融化状态的相变材料聚合不分散

4、，在改善房间热舒适性，降低空调能耗方面潜力巨大。然而，由于相变材料的相变温度具有单一性，单层相变墙体一般只能够在某一个特定季节充分发挥其相变作用，如夏季适用的相变材料冬季并不适用。因此，可以全年适用的双层相变墙体应运而生。双层相变墙体含有两层相变温度不同的定型相变墙板，一层相变温度较高，适用于夏季，另一层相变温度较低，适用于冬季。传统的节能建筑所采用的外保温墙体夏季能够减小房间日间得热，冬季能够增强房间保温性能，同样能够全年适用,但目前却鲜有对二者的对比研究。因此，本文以夏热冬冷地区长沙的办公建筑为研究对象，从无空调

5、工况和空调开启工况两个方面，分别对双层相变墙体和外保温墙体在改善房间全年热舒适性和减少房间空调能耗方面进行了对比分析，同时研究了双层相变墙房间的室温，相变材料平均融化率，夏季供冷量，冬季供热量，空调启动次数，日平均空调启动延迟时间等随相变墙体参数的变化关系。本文主要工作如下：首先，基于热平衡法，建立建筑动态热环境计算模型，并用建筑动态热环境模拟软件DeST-c对所建模型进行验证，模型预测的逐时室温与DeST-c的计算结果吻合良好，逐时室温偏差最大值为3.8%,平均值为1.3%,可用此模型对含外保温房间进行模拟分析。其

6、次，基于热容法建立了相变墙体的一维相变传热模型，并对该模型进行了验证，模型预测的结果与实验结果吻合良好，模拟点的最大误差率均不超过2.5%,误差平均值均不超过1%。再将该相变传热模型嵌入之前所建的建筑动态热环境计算模型中，形成双层相变墙房间模型，可用此模型对双层相变墙房间进行模拟分析。再次，对无空调工况下双层相变墙房间和含外保温房间进行热舒适性对比分析，并数值研究了双层相变墙房间的室温、相变材料平均融化率、夏季过热不舒适度Isum和冬季过冷不舒适度Iwin等性能与双层相变墙体厚度、相变材料相变温度之间的关系。模拟结果

7、表明，当外层相变墙体厚度为30mm、相变温度29℃时，夏季室内过热不舒适度Isum最小，为4958.8℃·h，比含外保温房间减少了6.94%；当内层相变温度为14℃、相变厚度为50mm时，冬季过冷不舒适度最小，为4518.7℃·h，比含外保温房间减少了4.73%。综合全年来看，双层相变墙体比含外保温墙体在改善房间热舒适方面更具优势。最后对空调开启工况下双层相变墙房间和含外保温房间的节能性进行了对比II硕士学位论文分析，并数值研究了夏季供冷量、冬季供热量、空调启动次数、日平均空调启动延迟时间等性能与双层相变墙体厚度、相

8、变材料相变温度之间的关系。当外层相变温度为29℃，外层相变墙厚度为40mm时相变墙房间的夏季供冷量最小，为1033.5kWh，比含外保温房间减小了1.34%，夏季空调启动次数也最少，为5806次，比含外保温房间降低了2.65%；当内层相变材料的相变温度为15℃，内层相变墙体厚50mm时，冬季供热量最小，为420.5kWh，比含外保温房间减少了2