基于ANSYS分析水电站厂房外墙外保温传热特性.pdf

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1、·20·水利水电_r程设计DWRHE·2015年第34卷第i期NSYS分析水电站嘞l生付兵王帅单信智摘要以海勃湾副厂房为例．分别建立了膨胀聚苯板EPS、胶粉聚苯颗粒ETIRS、岩棉板3种外墙外保温系统的数学模型，进行仿真模拟，求得了3种不同外保温系统保温层及内外表面的温度场分市，结果表明3种保温系统保温性能均优于普通黏土砖，其中膨胀聚苯板的保温性能最好。关键词水电站厂房外墙外保温ANSYS中图分类号TV735文献标识码B文章编号1007—6980(2015)0l一0020—02“节能减排”已成为国家可

2、持续发展规划的重材料和保温系统，本文比较了3种比较常见的保要目标，成为了现在各行业发展的重要前提水电温材料组成的外保温系统，并通过ANSYS有限元汁行业中，外墙在围护结构中所占比重最大，其散算软件进行了模拟分析。失的热量又占围护结构散热的30％左右，因此如13种外保温及1种非保温系统何提高外墙的保温隔热性能显得非常重要。外墙外保温相对于内保温优越性十分明显，它能避免本文选取胶粉聚苯颗粒外保温系统、膨胀聚建筑冷桥，避免墙面冬季结露，减少温度应力，外苯板薄抹灰系统、岩棉外墙外保温系统干u非保温保温技术是目

3、前为止应用最广泛的节能技术之一。系统进行对比分析，不同保温系统各层导热系数以海勃湾副厂房为例，为了选取合理的保温及厚度见表l表1不同保温系统各层的导热系数及厚度·+··+”+“+”十“+-+·+“+“+··+一+·+“+··+”+·+一十一++一+一+一+一+一十一+一+一+一+一+一十一+一+一——卜一十”十一+一+一—卜一—卜一十一+一—。+一”—一+一分考虑其材料的取材难易程度、运输成本、施工保的装饰装修材料，最低限度地影响周边环境，条件和施工技术水平等问题。还应根据当地气候也降低了建筑自身能耗

4、；同时也能给电站的运行特点．综合考虑通风、遮阳、保温、防水和采暖维护人员提供良好、舒适和健康的T作环境。等措施。建造一个“以人为本”的水利水电工程。作者简介3．4绿色环保陈楠男工程师中水北方勘测设计研究有限责任公设计过程中同时注重节能及环保的设计理念，司天津300222水利发电本身就属于可再生能源，将民用建筑中贾崖男工程师中水北方勘测设计研究有限责任公“绿色建筑”的理念融入水利工程中，两者“一拍司天津300222即合”。在满足使用功能的前提下，最高效率地利张糅男高级工程师中水北方勘测设计研究有限责任公

5、司天津300222用空间，从而节省了土地资源和建筑材料。设计(收稿日期20l4一l2一l6)中最大限度地利用自然通风与天然采光，采用环付兵等·基于ANSYS分析水电站厂房外墙外保温传热特性·21·根据表1中参数通过ANSYS有限元程序分析不同保温系统下的温度场，其流程为：定义单元、设定各墙体中各层的导热系数、创建几何模型、设定划分网格密度、施加空气对流边界和最后输出计算结果。2传热分析冬季房屋围护结构的保温设计按一维稳定传热计算。一定厚度的单层匀质材料，当宽与高的图1不同外保温系统测试结果尺寸比厚度大

6、得多时，则通过平壁的热流可视为由图1可见．图中所示起点、转折点及终点只有沿厚度一个方向，即一维传热；当平壁的内、依次为外墙内表面温度，保温层内侧温度，保温外表面温度保持稳定时，则通过平壁的传热情况层外测温度．可以看出在保温层的外侧部分温度亦不会随时问变化，这种传热称为稳定传热。稳为一4．791℃，内侧部分温度为17．137cc，温度提定传热的计算式可写为：高了22．108oC，由此可见，保温层大大增加了墙p=一A(t1一t2)／d(1)体的保温性能。对比分析3种外保温系统结果，式中A——材料的导热系数

7、，W／(m·K)；可以看出在相同厚度的前提下膨胀聚苯板薄抹灰t，、——低温和高温表面温度，℃；保温系统保温层内侧温度明显高于其余2种外保p——热流密度或热流强度，W／m；温系统。一一一一{i9(9f—9—6单4一0实2体4材6料8的厚度，In。鲫∞∞∞∞∞∞∞∞4结语多层围护结构的传热阻按下式计算：(1)增加保温层的墙体壁面温度远远大于未R0=RI+(E／Aj)+R(2)j=a增加保温层的墙体，第1种保温系统墙体表面温式中尺围护结构的传热组，(mz·K)／W；度为19．197℃，第2种为19．486o

8、C，第3种为19．387oC，而非保温系统的墙体表面温度仅仅为厂内表面换热阻，(m·K)，W；一外表面换热阻；14．679oC．由此可见墙体保温特性明显增加。——传热材料厚度，nl。(2)对比分析3种保温系统保温层内表面温在稳态条件下，围护结构两侧空气温差为lK度，膨胀聚苯板外保温系统保温层外侧壁面温度时．在单位时间内通过单位面积围护结构的传热为17．569oC．胶粉聚苯颗粒外保温系统保温层外量与传热组互为倒数，即：侧壁面温度为16．204℃，岩棉外保温