夏热冬冷地区绿色建筑外墙节能特性的LBM模拟及效益分析

针对夏热冬冷地区绿色建筑中外墙的典型保温方式和常见保温材料,采用多松弛时间格子玻尔兹曼方法建立瞬态共轭传热数值模型,分析间歇耗能条件下墙体的瞬态热传导过程,进而得出不同类型保温外墙的节能特性。在此基础上,发展保温墙体增量综合效益的计算方法,分析绿色建筑外墙的增量成本及其增量效益,进而建立外墙增量综合效益评价模型,获取保温外墙最优设计方案。研究数据表明,采取内保温方式的外墙在该地区具有最佳的节能特性,尽管采用不同保温方式和保温材料的外墙均具有一定的节能特性,然而,在其全生命周期内,使用外保温方式以及增量成本较高的保温材料的墙体的增量综合效益出现负值,因此,不适宜在工程实践中应用。此外,研究结果显示,尽管增加保温层厚度可以在一定程度上强化外墙的保温性能,然而,增加保温层厚度会产生额外的增量成本,因此,绿色建筑项目实践中应综合考虑墙体节能特性及其增量成本进而选取适宜的保温层厚度,从而实现其全生命周期内增量综合效益的最大化。

夏热冬冷地区相变储能屋面节能效益的LBM数值模拟

针对夏热冬冷地区绿色建筑相变储能屋面,采用基于焓法的多松弛时间格子玻尔兹曼法(LBM),计算太阳辐射影响下屋面的瞬态共轭传热和相变过程,探索相变材料融化温度对屋顶内表面温度变化的影响机理,得出间隙用能条件下相变储能屋面的节能特性,并与填充显热保温材料的屋面进行对比研究。在此基础上,采用增量综合效益计算模型,分析相变储能屋面和显热保温材料屋面全生命周期的增量成本和增量效益,进而对绿色建筑屋面的综合效益进行科学评估。