动态热过程分析用建筑几何模型的构建

建筑墙体表面的太阳直射辐射投影及辐射强度随时间发生很大变化，该变化在已有的动态热过程算法框架内很难直接计算。根据建筑传热模型特点和计算机图形学原理，构建了动态热过程的建筑几何模型，该模型将建筑空间抽象为由矢量平面围成的空间区域的集合；提出了建筑几何模型的核心计算方法，即三维空间内直线与表面的矢量运算。该建筑几何模型能解决建筑动态热过程中直接计算建筑墙体表面之间的太阳直射辐射换热和太阳直射辐射投影等问题，并对空气流通、楼房之间的相互遮阳和光污染等问题的研究也具有实际意义。     

建筑外表面被动蒸发冷却热过程研究

利用含湿多孔材料被动蒸发冷却建筑外表面的新方法，建立了含湿多孔材料利用太阳能被动蒸发的热湿耦合传递过程数学模型；通过理论分析、数值模拟和实验测试完整地揭示了热过程规律。结果表明，利用太阳能被动蒸发多孔材料所含水分达到冷却建筑外表面的方法是可行的。     

建筑构件内热湿耦合过程分析中的传递函数解析法

建立了建筑构件内耦合的传热传湿动态数学模型，鉴于材料吸湿在传热传湿相互作用中的重要性，在能量方程中考虑湿度梯度作为热源或热汇，在质量方程中把温度梯度作为湿源或湿汇。首次提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程，并以玻璃纤维板为例应用该方法进行了热湿耦合过程的分析计算，得到了板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果和实测值吻合较好，表明本建立的数学模型和求解方法合理可信。     

冬夏季两种空调系统下空间尺寸对热舒适的影响

影响室内人员热舒适的环境因素很多，其中建筑空间是研究热舒适时很容易被忽略的一个因素．为探究建筑空间尺寸对室内人员热舒适的影响规律，在8个建筑空间中进行了为期3年的实验，8个建筑空间由2种地面尺寸(12 m×12 m和6 m×6 m)和4种空间高度(3 m、5 m、7 m和9 m)构成．在冬夏季由风机盘管或辐射地板空调末端控制的热环境中，以热环境参数测量和主观感受问卷收集相结合的方法开展了实验．实验结果表明：随着建筑空间高度由3 m升高到9 m，冬季室内人员的热中性温度升高了0.59℃，而夏季人员的热中性温度随空间高度升高而降低了0.65℃．冬季和夏季，地面尺寸为12 m×12 m的建筑空间中人员热中性温度均高于地面尺寸为6 m×6 m建筑空间．冬夏季室内人员的热敏感性随建筑空间变化的规律如下：随着建筑空间高度的升高，室内人员的热敏感性大体呈上升趋势．地面尺寸为6 m×6 m的空间中人员的热敏感性略高于地面尺寸为12 m×12 m的建筑空间．建筑空间越趋于扁平，即空间高度越低、地面尺寸越大时，室内人员的热敏感性越低．对比各实验工况下预测平均热感觉投票(PMV)与实际平均热感觉投票(MTS...     

建筑多孔围护结构热湿耦合迁移研究进展

建筑多孔围护结构的热湿耦合迁移会严重影响建筑室内环境、建筑能耗以及建筑结构,而建筑热桥往往是发生湿迁移和湿积累最严重的部位。与建筑主墙体相比,热桥受多维效应的影响,热湿耦合迁移更加复杂。为探究建筑中不同部位的热湿耦合迁移,从而精准计算建筑热损失,首先分别从一维平壁墙体和多维热桥两个角度阐述了多孔围护结构热湿耦合迁移的研究进展,然后分析了多孔围护结构热湿耦合迁移对建筑的作用。多孔围护结构尤其是其中的热桥等复杂建筑节点处的热湿耦合迁移对建筑室内环境、建筑能耗及建筑结构有着重要影响,热湿耦合迁移模型、热湿耦合迁移实验等相关研究也亟待深入开展。     

中国太阳能热利用技术在建筑中的应用

本文主要针对中国太阳能热利用技术在建筑中的应用现状展开分析，并就其存在的问题进行评价，并提出相应对策，同时为未来中国的太阳能建筑热利用技术做出客观性的分析和展望。结论表明，在我国，实现太阳能与建筑一体化，实现能源综合利用的前景十分广阔。     

玻璃幕墙建筑夏季室内热环境分析

玻璃幕墙在现代化的公共建筑中被越来越多地采用，因此这类建筑的空调设计和室内环境的热舒适性日益受到重视．针对这一问题从Fanger的热舒适方程出发，对玻璃幕墙建筑对室内环境的影响进行研究和分析，从而得出该类建筑中幕墙玻璃和室内环境参数的选择依据及设计中应注意的问题，为玻璃幕墙建筑的空调设计和研究提供科学理论依据．     

地板辐射供冷系统建筑空间尺寸参量对热感觉的影响

热舒适度是环境舒适度的主要方面,目前,室内环境的热舒适受到越来越多的关注,多变的建筑空间以及复杂的空调系统都会影响室内人员的热感觉,进而影响室内人员的身心健康和工作效率.由于地板辐射空调系统主要依赖辐射换热,故采用地板辐射的建筑中室内人员的热感觉与建筑空间尺寸参量之间的关系尤其值得研究.在天津大学可变建筑空间综合实验平台进行实验,实验时间是2018年9月8日—13日,供冷空调末端是地板辐射,房间底面积有6 m×6 m和12 m×12 m,房间高度有3 m、5 m、7 m和9 m,共8种实验工况.采用主观调查问卷与热环境参数测量相结合的方法,主观调查问卷包括热感觉投票和热满意率百分比,实验过程中操作温度的波动范围是22.8～26.7℃.实验结果表明,夏季采用地板辐射供冷时,建筑空间尺寸参量对地板辐射供冷下被试者的热感觉有明显影响:对比两种底面积的空间中被试者在各高度下的热感觉,发现趋于狭窄的建筑中被试者感觉更热;对比8种建筑空间中热感觉随操作温度变化的斜率,发现越是狭窄、低矮的空间,被试者对热环境的变化越敏感;被试者的热中性温度随高宽比增大而减小,即趋于扁平的建筑中被试者的热中性温度越高.这对建筑设计和空调节能都具有一定指导意义.     

“双碳”目标下寒冷地区城市滨水住区夏季的热环境特征——以天津市为例

 为响应“双碳”政策，进一步明确中国寒冷地区滨水住区夏季热环境特征，基于天津市91个典型滨水住区的Landsat-8遥感影像与空间环境因子，运用相关性分析与多元线性回归方法得到热环境特征。结果表明：面状水体热环境调节作用优于线状水体，住区平均热岛强度差值达1.57℃；住区热环境与建筑密度、滨水距离呈显著正相关，与平均建筑高度、归一化植被指数、周边水面率呈显著负相关，其中归一化植被指数与周边水面率影响权重最高；不同建筑布局住区热环境的影响因子存在差异，点阵式住区平均热岛强度最低，围合式住区最高；当建筑密度小于19.08%，通过减小住区滨水距离、增加周边水面率能有效调节热环境。提出了改善寒冷地区滨水住区热环境的建议。     

太阳能毛细管辐射采暖系统的运行特性分析

针对北方地区冬季清洁供暖问题,本文提出了一种太阳能毛细管辐射采暖系统方案,该系统应用了一种应用太阳能毛细管顶板辐射采暖系统的3L热隔断屋顶,搭建了太阳能毛细管辐射采暖系统试验台。利用energyplus模拟了建筑热负荷,确定了集热器的面积,比较了使用3L热隔断屋顶和普通屋顶实验室的负荷变化,分析了系统蓄热过程、放热过程及电辅助加热过程。结果表明,使用3L热隔断屋顶的实验室热负荷明显降低,平均热负荷较普通屋顶低0.521 k W。该系统在低负荷建筑下供热安全稳定,室内温度稳定在19℃左右。水箱蓄热能效为22.2%,电辅助加热效率可达到95%。     

建筑陶瓷成型与烧成过程导热性能的研究

研究了彩釉砖成型与烧成过程中导热系数的变化。实验结果表明，在一定的工艺条件下，对于化学组成近似的彩釉砖坯体，其室温时导热系数随着成型压力和含湿量的增加而非线性地增大；在其烧成过程中导热系数随着温度的升高和气孔率的降低而增大，却随着玻璃相量的增加而减小；在烧结温度范围内随着气孔率出现最小值时，导热系数出现最大值。据此，导热性能的测试方法可作为优化烧成制度的一种新的实验手段。     

页岩陶粒混凝土制品导热系数及线性热膨胀系数测定

与传统的建筑材料相比，陶粒混凝土具有导热系数小、重量轻、结构性能好等优点。在建筑围护结构，特别是屋面保温隔热工程中得到了大量的应用。通过热箱法对高强页岩陶粒混凝土的导热系数及热膨胀系数进行测试，并将测试结果与传统建筑材料的相应热学参数进行了比较，为建筑节能设计提供了试验依据。     

A comparison of optimization theories for energy conservation in heat exchanger groups

In general,thermal processes can be classified into two categories: heat-work conversion processes and heat transfer processes. Correspondingly,the optimization of thermal processes has to have two different criteria:the well known entropy generation minimization method and the recently proposed entransy dissipation maximization method. This study analyzes the thermal issues in a heat exchanger group,and optimizes the unit arrangements under different constraints based on a suitable optimization crite-rion. The result indicates that the principle of minimum entropy generation rate is valid for optimizing heat exchangers in a ther-modynamic cycle with given boundary temperatures. In contrast,the entransy dissipation maximization is more suitable in heat exchanger optimizations involving only heat transfer processes. Furthermore,the entropy generation rate induced by dumping used streams into ambient surroundings has to be taken into account,except for that originating from the hot and cold-ends of heat exchangers,when using the entropy generation minimization to optimize heat exchangers undergoing a thermodynamic cycle.     

基于现场数据热工对象建模的可辨识性

为克服现有机理建模和试验建模方法的不足,从基本建模理论出发,研究了利用现场数据对热工对象进行建模的问题。基于现场数据建模需要对热工过程输入信号的可激励性、控制系统闭环可辨识性、多变量系统输入信号的无关性等进行判断。结果表明:在较大的机组负荷波动过程中采集的运行数据能够满足输入信号的可激励性;热工过程的大滞后现象对保证热工控制系统的闭环可辨识性有利;含有噪声的实测信号能够保证多变量系统的可辨识性。在满足以上条件的情况下,可以基于现场数据对热工对象进行建模研究。     

夏热冬冷地区住宅能耗计算方法及程序实现

研究的主要目的是提出一种适合于建筑设计人员的，简便适用的住宅能耗的计算方法（特别是对于夏热冬冷地区的住宅设计），以便设计人员在住宅方案设计阶段即可对方安进行能耗分析和节能优化调整，通过理论分析和公式推导，我们发现：在一定的前提条件下，夏季住宅动态传热过程中热量传递计算的方法可以简化为类似于冬季稳态传热计算方法，另外，本文还详细介绍了影响住宅能耗的重要因素－太阳辐射得热量的计算方法，较之《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》中推荐的计算方法（修正系数法）更为准确，适用范围更广，本文还介绍了基于所提出的计算方法的建筑能耗分析与优化软件BeCaSoft.     

相变建筑节能材料的应用研究与进展

相变储热技术是利用低品位能源,实现建筑节能的重要途径.就近年来国内外适合于建筑用相变材料的选择,相变材料与普通建筑材料的结合技术及其储能性能进行了对比与分析,提出了本领域主要研究内容.     

传统建筑中的环境安全

通过分析影响传统建筑环境安全的各种因素及消防、电气、室内热舒适及空气品质的安全控制策略,指出采用空气采样器探测监控消防和室内空气品质是一种经济有效的方法,既能保护传统建筑环境安全、提高建筑物内的热舒适环境,同时也保持了传统建筑的古典风貌,做到改造与保护相协调。     

外围护结构对室内采暖空调设计温度的影响

阐述了人体热舒适与辐射换热之间的关系,对具有不同外围护结构房间的热舒适进行了分析比较．指出我国现行规范对于室内采暖设计温度的规定偏低,不能满足人体热舒适要求;同时指出室内采暖空调设计温度应考虑外围护结构对人体热舒适的影响．分析结果为室内采暖参数的选择提供了科学依据．     

Effect of a dual-function solar collector integrated with building on the cooling load of building in summer

As a building integrated solar thermal system, the dual-function solar collector integrated with building works for passive space heating in cold winter season, and for water heating in warm seasons. In this paper, the study is made on the dual-function solar collector integrated with building when it works in water heating mode with natural circulation. The coupled model of the collector and building’s environment is established and validated. A numerical simulation is achieved to show the thermal effect of the novel system on the building in summer. By comparing with the cooling loads of the rooms with or without the novel collector in summer, the results show that when in summer, the novel solar system is available for serving hot water, and it does not have the summer overheating problem, and can even improve the thermal environment of its building slightly.     

辽南地区农村住宅优化设计

面向辽宁南部地区农村住宅,对住宅围护结构热工性能、冬季室内热环境等方面展开实地调研,提出基于自然室温的农村住宅优化设计方法,并基于正交试验设计通过数值模拟分析研究围护结构各参数、平面布局、住宅体型对室内温度的影响.结果表明:南向窗墙比是影响室内温度的主要因素,南向窗户尺寸是农村住宅优化设计的重点.依据获得的各参数最佳组合,提出一套适用于辽宁南部地区的优化住宅,为该地区新农村建设提供理论指导.