超低能耗建筑阳台板保温效果分析

采用Fluent以有限元分析阳台外围护结构墙体传热，研究对阳台围护结构加保温材料和不加保温材料两种情况进行对比，分析热桥部分温度及热流分布规律。

1 基本参数及边界条件

本文以上海地区为例，查阅《实用暖通空调设计手册》，选取采暖期舒适性温度 20℃为室内计算温度，选取冬季的曰均温度 0℃为室外计算温度。第三类边界条件取内表面换热系数8.7W/(㎡·k1)，外表面换热系数23.0W/(㎡·k)进行模拟计算。

图2 阳台节点边界

2 阳台模型及网格划分

为了保证计算精度同时节约计算时间，本文计算中时间步长采用0.01s。本文采用Icem软件对计算区域进行离散，采用非等距划分网格的方法生成非均匀六边形非结构化网格，如图3所示，采用行列式Determinant 2×2×2的标准进行度量，网格质量取值为0~1，当值为1时表示质量很好。

图 3 阳台节点网格划分

本文所有网格质量取值为1，说明网格质量符合要求。

图4（1）为单层钢筋混凝土墙体，图4(2)为钢筋混凝土加硅墨烯保温板墙体。

图4（1）无保温时热流仿真效果图

由图4（1）可以得到，热桥热流损失主要集中在室内墙体与阳台的连接处，热桥部分由主要由钢筋混凝土组成，墙体平均传热系数为1.36W/(㎡·k)，混凝土导热系数大，进而热阻较小，所以，热桥段热流损失较大，总热流损失也较大，其中，靠近内墙侧阳台板上方和下方的混凝土墙体，热流损失分别为0.46W、0.62W，阳台板下方墙体面积大，与室内换热更强，热流损失比阳台板竖向上侧墙体大34.5%，对热桥附近的热流损失影响较大；阳台板左侧的混凝土墙体，热流损失占总损失的4.6%。

图4（2）有保温热流仿真效果图

由图4（2）可以得到在外部墙体相同的条件下，加保温材料后，热桥部分由保温板和混凝土墙体组成，墙体传热系数为平均0.45W/(㎡·k)，靠近内墙侧加保温材料混凝土墙体热流总损失为0.36W，热阻增大，墙体平均传热系数减小，热桥段热损失减小，室内墙体壁面热流损失减少了66.6%。因此，在墙体不同组合情况下，墙体贴保温材料能够有效的减小热桥对建筑性能的影响，降低建筑能耗。