运用有限元法计算热桥对围护结构热工性能的影响（论文）.pdf

第43卷 第3期 2016年3月 建筑结构 Building Structure 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 运 用 有 限 元 法 计 算 热 桥 对 围 护 结 构 热 工 性 能 的 影 响 羊 烨 ， 鲍 莉 (1．上 海 朗绿 建 筑科 技 有 限公 司 ，上 海 200082；2．东南大 学建筑 学 院 ，南京 210096) [摘 要]热桥是围护结构保温系统中的热量流动发生突变的部分。基于软件 Therm的模拟，采用有限元法，本文首先分析 计算了L形墙角这一典型热桥的热流量。并以一栋公 寓楼为例，计算热桥阳台和热桥女儿墙的线性传热系数，计算结果表明，阳台、 女儿墙和墙角三种热桥形式使整体围护结构热损失增加约6％，其平均传热系数增加约0．05 w／(m2．K)。 [关键词 ]热桥 ；热损失 ；有限元法 ；线性传热系数 [中图分类号 ]TU522-3 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2016)03—0058~04 Calculating Im pact 0f Therm al Bridges 0n Therm al Perform ance of Envelope in Term s of Finite Elem ent M ethod Yang Ye，Bao Li 【Abstract J The Thermal bridges are the parts where heat flows change in the whole systems of the envelopes．Based on the TherlTl simulations，the finite element method is introduced and used to analyze the heat flows at the building comer of L forin．Taking an rdpartment as an example，the linear therma1 transmittances of the balconies and the parapet walls are also calculated．The results show that，the heat loss and the average thermal transmittance of the apartment’S envelope are increased by 6％ and 0．05 W／(m ．K) respectively due to the three kinds of thermal bridge． 【Keywords]thermal bridge；heat loss；finite element method；linear thermal transmittance 热桥以各种形式存在于建筑表皮之中，其形成原因分为 两类，一是几何变化，二是材料变化。前者如阳台挑板，女 儿墙部位等，后者材料变化产生的热桥包括窗户与墙体，填 充墙体与结构墙体之间的关系等。应当注意的是，多种热桥 往往都是两种因素综合作用产生的，以挑出阳台板构造为例， 其中既存在几何变化的关系，通常也存在多种材料的应用。 热桥对围护结构有两大影响，以冬季工况为例，一是降 低室内建筑表面温度，引起不舒适以及导致表面霉菌的产生 ； 二是造成额外的热损失，从而增加冬季的采暖能耗 ”】。一般认 为，热桥是围护结构保温系统中的薄弱部分，相比较非热桥 部位，更多的热量在此聚集和通过，因此，在冬季，热桥部 位的内表面温度较其他位置低，围护结构整体的热损失由于 热桥的存在而局部增大。 1 对节能计算的影响 关于热桥对建筑能耗增量影响的相关研究很多。董孟能等 通过计算机模拟，论证建筑能耗的增加与热桥面积的增加呈线 性关系。我国的GB50176--93《民用建筑热工设计规范》中针 对各种热桥形式，通过修正系数 计算确定热桥对围护结构内 表面温度的影响。而我国的节能规范中关于热桥对建筑能耗的 影响尚无明确规定。英国暖通设计手册 CIBSE Guide A认为， 普通的挑出构件 (fin construction)，如外挑的阳台板，对整体 围护结构的热损失存在影响，但当挑出构件的材料导热系数小 于2 W／m·K时，这个影响是可以忽略不计的_4]。德国建筑节能 规范Energieeinsparverordnung(EnEV)采用修正值 △UTB对热 桥的影响进行定量计算。△ 可以根据公式1计算 ]。 _H=A【 +∑ (1) 式中，‰ 表示热桥产生的热损失， 为围护结构各组成 部分的面积。 在