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从以上可见，简化法的优越性是显而易见的。一方面 的根易于用简单的编程即可求出；另一方面由于超越方程（3）的有周期性特点而不会丢根。其次，在计算程序上，计算量大大减少，计算过程简单，节省了计算机资源。虽然简化法具有以上诸多优点。但由于简化处理，必然会有其局限性。下面将对简化法计算墙体传热量的适应性问题加以讨论。
3 简化法计算及其对比分析
3.1 计算对象的选择 本文以常见的三层结构的墙体作为计算对象，如图1。在应用简化法计算时，内、外粉刷或装饰层材料和厚度（均为20mm厚）不变，只改变主体层的材料和厚度。计算墙体的主体材料取用以下几类：一般砌筑材料，保温材料和重型墙体材料。计算墙体厚度分别取240mm和370mm。另外还对150mm厚的保温材料也进行计算。不同墙体材料的热物性参数见表1。
表1 计算墙体不同材料的物性参数 墙 体 材 料 名 称
密 度 ρ/
导温系数/ 比 热 / 导 热 系 数/ 外粉刷层 水泥砂浆 1800 0.00221 0.84 0.93 主体层 材料1 普通粘土砖 1800 0.00184 0.88 0.81 材料2 泡沫混凝土 627 0.00104 1.59 0.29 材料3 重型墙 2400 0.00277 0.83 1.54 材料4 加气混凝土 1000 0.00127 0.82 0.29 材料5 普通填土 1800 0.00133 0.84 0.56 内粉刷层 石灰砂浆厚 1600 0.00217 0.84 0.81 3.2 比较基础的确定
数值计算法是计算墙体非稳态传热的有效方法之一。当计算参数（空间步长、时间步长等）选取适当时，计算结果能满足工程应用的精度要求[3]。本文采用数值计算法计算的传热量作为简化法的对比基础，以此来分析判断简化法的准确性和适用性。应用数值计算法时，初始温度分布任意假设，并认为相邻两计算周期各节点温度差小于0.001℃时达到周期状态。节点划分采用先界面后节点的方法[3]，节点间距⊿x=0.005m, 时间步长⊿τ=1小时。边界条件处理采用补充边界节点法。界面上的当量导热系数用调和平均法确定。用TDMA法求解代数方程组。边界条件、室外综合温度逐时值与简化法均相同。
3.3 简化计算法的计算结果及其对比分析
简化法的计算过程同前文所述，仅把多层的公式改写成三层的形式。对简化计算过程进行编程计算。然后，再用数值计算法分别对五种材料、两种墙体厚度计算传热量。计算数据由于篇幅所限略掉。为便于观察和分析，将每种材料对应一种墙厚、两种计算方法的结果画成曲线图，如图2～4。并将简化法相对于数值法的传热量的计算值在最大值处的差值列于表2中。
表2 简化法相对于数值法的传热量计算值在最大值处的误差表 项 目
材 料1 材 料2 材 料3 材 料4 材 料5 主体层厚度/mm 240 370 240 370 240 370 150 240 370 240 370 绝对误差/W/m2 2.26 0.82 1.11 0.27 2.72 1.27 1.10 1.36 0.38 1.64 0.46 相对误差/% 8.20 4.60 8.80 3.80 7.00 4.75 4.61 10.0 5.70 7.88 4.17 (责任编辑：admin) |
