(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211313381.X (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 上海建工集团股份有限公司 地址 200120 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区福山路3 3号 (72)发明人 刘丹　占羿箭　黄玉林　 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种建筑保温墙体传热系数的数值计算方 法 (57)摘要 本发明属于建筑保温墙体施工技术领域， 特 别涉及一种建筑保温墙体传热系数的数值计算 方法。 该方法包括如下步骤： 一、 采用有限元建模 或采用绘图软件导入图纸； 二、 根据建筑保温墙 体实测性能指数在有限元软件中设置材料属性； 三、 设置荷载和边界； 四、 设置分析步； 五、 根据建 筑保温墙体进行网格划分； 六、 通过设定内外温 度和换热系数基本参数值， 再利用数值分析软件 的场输出中给出的单元热流量结果， 构建出一种 建筑保温墙体中不同材料的传热系数的数值计 算公式， 计算得到墙体 保温复杂结构部分不同材 料随输出热流值变化的传热系数。 该计算方法， 通过数值计算方法， 解决试验法试验周期长、 耗 费投入大、 并存在着人为测量 误差的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115526084 A 2022.12.27 CN 115526084 A 1.一种建筑 保温墙体传热系数的数值计算方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1、 利用有限元 软件进行建筑 保温墙体建模或者 通过画图软件导入图纸； 步骤S2、 根据建筑 保温墙体实测性能指数在有限元 软件中设置材 料属性； 步骤S3、 在建筑保温墙体内外两端分别加上不同的边界条件作为热面温度和冷面温 度； 步骤S4、 设置分析步， 选择网格尺寸以及 传热计算模型， 并进行网格划分； 步骤S5、 根据步骤S4的网格划分， 通过设定内外温度和换热系数基本参数值， 再利用数 值分析软件的场输出中给出的单元热流量结果， 构建出一种建筑保温墙体中不同材料的传 热系数的数值计算公式， 计算得到墙体保温复杂结构 部分不同材料随输出热流值变化的传 热系数， 见式(1)： Ki＝(Qi×ni×Si)/(S0×ΔT)                                       (1) 式中， Ki为墙体保温复杂结构部分不同材料的传热系数， i＝1～n的整数， i的个数等于 墙体材料种类数n， 单位为： W ·m‑2·K‑1； Qi为稳态时研究对象墙体的不同材料组分一个网格 单元的传热量， 单位为： W， 由有限元模拟 软件结果中得出； ni为墙体各部分材料所占据的网 格数； Si为墙体各部分材料的单个网格面积， 单位为： m2； S0为墙体原始总截面积， 单位为： m2； ΔT为稳态下墙 体内外表面温度差， 单位 为： K。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括步骤S6： 根据普通墙 体一般传热公式， 推导出建筑 保温墙体整体传热系数， 见式(2)： 式中， KS为建筑保温墙体整体传热系数， 单位为： W ·m‑2·K‑1； K1…Kn为墙体保温结构部 分不同材料的传热系数， i＝1～n的整数， 单位为： W ·m‑2·K‑1； lin、 lout分别为内、 外侧传热 面上的宽度， 单位为： m； Kin、 Kout分别为内、 外侧换热系数， 单位为： W ·m‑1·K‑1； λs为建筑保 温墙体整体传热系数修正系数， 不同孔型组合构成的复杂墙体传热修正系数通过大量相关 数值模型验证得到， 取值如下： 3.根据权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 画图软件为CAD画图软件或 者SKETCHUP画图软件。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 所述建筑保温墙体为若干 不同多孔砖型 组合拼砌而成， 所述多孔砖型可以选择KM1、 KM2、 KP1、 KP2砌块的组合， 也可以 选择不同尺寸的方孔、 圆孔、 矩形孔砌块的组合， 拼砌时不同组合多孔砖型之间由灰缝填 充， 灰缝选择砌筑砂浆材料， 多孔砖型两侧 面根据实际建筑保温墙体工程需要确定抹面材 料， 抹面材料选择无抹面材料、 10mm～30mm厚抹面普通砂浆材料或10mm～50mm厚保温砂浆 材料。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526084 A 25.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述KM1型砌块导热系数设置为0.60(W ·m ‑1·K‑1)， KP2型砌块导 热系数设置为0.03(W·m‑1·K‑1)， 砌筑砂浆和抹 面砂浆导热系数均设 置为0.50(W·m‑1·K‑1)， 保温砂浆 导热系数设置为0.08(W ·m‑1·K‑1)。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 网格尺寸为1mm,网格划分 为正方形或者类正方 形。 7.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 还包括步骤S8， 将所述建筑保温墙体整体 传热系数模拟数值解与试验实测值进 行比较， KM1型砌块、 KP2型砌块墙体， 经公 式修正的计 算模拟数值解与试验实测值之间的偏差小于2％； 对于复杂3孔型组合结构砌块墙体， 经公 式修正的计算模拟数值 解与试验实测值之间的偏差小于4％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526084 A 3