北美典型气候区建筑围护结构HM模拟及分析

为明确气候参数、材料参数对建筑围护结构模拟结果的影响,以及热湿耦合传递模型(HM)和被普遍采用的Glaser模型之间的差异,在热湿过程模拟软件WUFI Plus中选择北美典型气候区的20个代表城市,设置15组外墙构件,进行空间单元HVAC需求、室内热湿环境和外墙热湿性能的全年模拟.模拟结果与室外气候参数进行相关性分析,表明室外气温、太阳辐射、相对湿度和风驱雨不同程度地影响相关结果.通过材料参数控制所得2组HM和3组Glaser模型的对比,表明液态水相关参数、含湿量引起的材料参数的变物性取值对模拟结果有显著影响.北美典型气候区HM模拟对我国建筑围护结构热湿过程相关的气候参数、材料参数和评估方法的研究具有借鉴意义.     

基于两相流EWF模型蒸发式空冷器数值模拟

建立了8排蒸发式空冷器管束三维模型,在恒壁温边界条件下,在管束表面施加质量源项模拟喷淋液膜,采用Eulerian Wall Film (EWF)模型与Mixture Species Transport模型耦合来研究蒸发式空冷液膜与空气间热质传递。数值模拟得到的空气出口温度、含湿量的数据与试验数据的误差分别为-0.67%～-0.98%、-4.95%～2.29%。比较了不同喷淋流量下管束表面液膜质量分布,小喷淋流量下液膜主要分布在管壁下半部分,随着喷淋水流量增加,管壁液膜分布趋于均匀,管排水膜温度由上至下先增加后减小。由于空气在管束背风面的流速较低,形成较高含湿量与温度三角区域。数值模拟得到的水膜与空气间的传质系数比试验值小,误差为-8.00%～-9.30%。揭示了蒸发式空冷器热质传递机理,为蒸发式空冷器设计改造提供了理论基础。     

墙体传湿对内表面温度的影响关系研究

建立了以相对湿度和温度为驱动势的热湿耦合传递数学模型,并对模型准确性进行了验证.以松木板墙和砖墙为例,利用所建数学模型对其在不同热湿环境下进行计算分析,结果发现:在稳态条件下,松木板墙内表面温度比未考虑传湿情况最多低1.4℃,砖墙内表面温度比未考虑传湿情况最多低0.7℃;在周期性边界条件下且不考虑传湿时,松木板墙和砖墙内表面温度始终高于室内空气温度,考虑墙体传湿时,墙体在白天有部分时间段内表面温度低于室内空气温度,有利于室内热环境的改善;松木板适合在室内空气含湿量变化幅度较大的地区作墙体材料,而砖适合在干燥且室内空气含湿量变化幅度较小的地区作墙体材料.     

定温空气经过地下风道凝湿时的降温推算

一、问题的提出地下工程通风空调系统中,在工程外空气进入空调处理设备之前,一般都要经过一段地下风道。夏季,工程外空气进入风道后,由于空气和风道周围岩(土)壁的热湿交换,使空气等湿冷却或凝湿冷却,空气温度和含湿量降低。使系统热湿负荷降低,达到节能和节省冷却除湿设备容量的目的。尤其是人防工程,充分利用主干道岩(土)壁的自然冷却作用,是一种十分经济的除湿手段,如某市8201人防工程利用长220水,断面为2.0×1.5~2米的通道作为自然冷却风道,经实测最大除湿量 W_(max)=54.6kg/h,月平均除湿量为 W=20.5kg/h,相     

北方地区浅埋人防工程热负荷特点

为提高北方地区浅埋人防工程空调系统设计计算精度,以动态负荷的观点,探讨该类型工程的热负荷特征.采用统计方法分析了北方4城市(哈尔滨、长春、沈阳和北京)的典型气象年参数.以位于沈阳的某人防工程为例,运用二维数学模型计算了工程围护结构全年8 760 h的逐时传热量.计算过程中首先模拟计算了周围岩土层的温度,以该结果作为围护结构传热量计算的初始条件.热负荷的其他组成项中,假定人员和设备负荷为静态值,新风负荷则进行了动态计算.计算结果表明,北方地区浅埋型地下工程热负荷受工程外气象参数变化影响,也呈现出年周期性波动和日周期性波动.     

湿度对矩形窄通道内细颗粒热泳沉积的影响

通过建立考虑空气含湿量影响的矩形窄通道模型,利用Fortran软件编程及Fluent软件模拟,研究了矩形窄通道内细颗粒的热泳沉积情况,提出了一种利用Fluent软件计算矩形窄通道内热泳沉积率的方法,并与Fortran编程的计算结果进行比较.结果表明,随着空气含湿量增大,热泳沉积率增加;在空气含湿量相同的条件下,热泳沉积率随着颗粒直径减小而增大,随着管道内压力增加而减少,随着温度梯度增大而增加;此外,不同粒子的热物性不同,导致其热泳沉积率不同;所提出的计算方法虽能够反映热泳沉积率随空气含湿量、颗粒直径和压力变化的规律,但其计算结果偏小,可采取增大管道内空气含湿量及减小管道内压力的措施来提高细颗粒的热泳沉积率.     

冬冷干燥地区整体建筑热湿耦合传递对室内温湿度的影响

为准确预测冬冷干燥地区多层墙体保护下室内温湿度分布和动态变化,研究整体建筑的热湿耦合瞬态传递规律。本文基于Dancy定律,傅里叶定律,Fick定律等基础传递理论,采用热湿空气在墙体内部的非稳态耦合传递控制方程,以温度和相对湿度为驱动势,建立了整体建筑多孔介质墙体热湿耦合传递非稳态模型。通过重点研究两种保温建筑材料：石墨聚苯板和EPS保温板,对分别采用两种墙体下整体建筑的热湿耦合传递和对室内温湿度的调节进行模拟分析。结果表明,在冬冷干燥地区EPS的保温性能优于石墨聚苯板;经过24h的封闭模拟,两种情况下的室内的平均相对湿度分别为38.00%和36.50%,室内的平均温度分别为3.75℃和4.20℃;靠近墙壁处的相对湿度与室中央的温度之间的变化存在非线性关系。研究结果可以为冬冷干燥地区建筑外围护结构的设计提供参考。     

热湿气候地区多层墙体的热湿性能分析

以多孔介质传热传质学为基础,以墙体中的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体的一维瞬态热湿耦合传递方程,运用有限差分法来解此耦合方程。以长沙地区为例,分析了我国南方地区典型的多层墙体石膏板-玻璃纤维-砖复合墙体在热湿气候环境下的水蒸气分布规律和温度分布规律,模拟结果表明,在中国南方地区,由于长期处于高温高湿的环境之下,墙体内出现湿积累现象,须采取有效措施防止霉菌的生长。     

深埋防护工程区划及热舒适模型

为了更好地指导深埋防护的热工设计,通过对影响防护工程热工和热舒适特性相关因素的分析,计算了全国151个主要城市的热工分区指标值,建立了寒冷、干燥、潮湿、热湿4个深埋防护工程的热工区划;基于热工分区和热舒适适应性模型理论,提出了适用于防护工程的热舒适模型。基于热舒适模型, 减小了设计温度与室外空气温度、地温的差值,有利于降低采暖和制冷能耗。通过对典型城市的应用分析表明,采用热舒适模型,新风能耗节能率为6%,围护结构节能率在寒冷地区为20%,具有较好的节能效果。     

一种新型木结构墙体的热湿性能分析

以多孔介质传热传质学为基础,以墙体内的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体中的一维瞬态热湿耦合传递方程.以长沙地区为例,分析了我国南方热湿气候地区一种新型木结构墙体的热湿分布规律.分析结果表明,在热湿气候地区推广应用该墙体需要注意玻璃纤维内部冷凝问题,并提出了解决办法.     

地下建筑热湿行为模拟研究：模型、计算工具和边界条件

多孔建筑材料热湿耦合模拟已被广泛的应用于建筑模拟。地下建筑随着城市土地的稀缺而愈发受到关注的同时,相关的湿热研究却很少被关注,主要是因为地下建筑内部复杂的湿热负荷和模拟中的大面积土壤。为准确的预测和优化地下建筑的湿热性能,指导地下建筑相关的湿热模拟,本文通过范围界定论文综述的方法,介绍了热湿传递的理论方法,并从数值模型、计算工具以及边界条件的角度,总结了现阶段地下建筑热湿模拟中的成果和不足。结果表明,地下建筑热湿模拟的挑战在于土壤成分和水分的不确定性、土壤表面的雨水沉淀和水分迁移以及较大土壤域带来的巨大计算成本。两步法虽然简化了模拟,但不足以用于热湿模拟,需要确定一种公认的程序、方法来直接确定地下建筑外边界条件以降低模拟复杂性。     

空气幕对厂房低湿环境控制效果的影响

为了探讨空气幕对提高低湿厂房内的热湿环境控制效果的影响,通过ICEM建立几何模型并划分计算域网格;利用CFD数值模拟得到厂房内的风速场、温度场、湿度场;分析空气幕的安装位置和送风速度对厂房温湿控制的影响.对比无空气幕的情形发现,两侧安装空气幕时厂房内平均温度降低了2.9℃,平均含湿量降低51.4％.对进出料口处的热湿交...     

室内沙疗室实验阶段气固耦合热环境的数值模拟

研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。     

附加式屋顶通风结构二维简化传热分析

降低建筑能耗对于发展低碳建筑至关重要,屋顶的热量得失对建筑能耗的影响不容忽视。基于屋顶通风隔热结构,本文提出并介绍附加式屋顶通风隔热结构的隔热原理,分析其传热过程,采用数值模拟的方式,以当量热阻的概念来研究该通风结构的热工特性变化规律。结果表明,在稳态条件下,对于确定的附加式屋顶通风结构,通风腔当量热阻与太阳辐射强度、室外空气温度存在指数关系;在同一室外空气温度下,通风腔当量热阻存在最大值;其当量热阻最大值与隔热材料表面发射率倒数、室外空气温度及材料热阻比值呈线性关系;运用得到的计算关系对附加式屋顶通风结构在不同地区的热工特性进行了分析。     

气膜降温固壁辐射对流空调的模拟研究

以基于科恩达曲面诱导送风在固壁辐射板上形成低温气膜的空调末端装置为研究对象,利用数值模拟方法,分析了气膜的形成机理,气膜与固壁辐射板热交换效果,辐射与对流结合的传热方式对室内热环境的影响。模拟结果表明,经降温除湿处理以290 K送出的空气自出风口至固壁辐射板末端形成了一层良好贴附于辐射板的冷气膜。冷气膜使固壁辐射板降温冷却(平均温度为296.32 K),并通过辐射与室内热源进行热交换;气膜卷吸室内空气,同时吸收辐射板部分热量后温度上升,室内人员区域内平均温度维持在299 K左右,且形成了速度为0.2 m/s以内的空气环流。根据有关设计参数标准,该空调装置能够营造一个较为舒适的热环境。     

静压箱对地板送风气流组织与温度分层的影响

研究了地板送风系统在办公室的应用效果,重点考虑了静压箱对室内空气流动和热力分层效果的影响.首先通过现场实测得到有静压箱存在时室内的实际温度分层效果,然后采用数值模拟的方法定量分析了静压箱内得热对室内热环境的影响.发现静压箱内的空气温升承担了约40%左右的室内冷负荷,导致送风温度偏高,室内温度分层特性衰减,人员工作区整体温度升高,增大送风量会进一步减小竖直温度梯度.应当重视静压箱对室内热平衡和流场、温度场的影响,做好架空地板的防漏和保温措施,才能充分发挥地板送风的优势.     

空调客车内气流分布的人体热舒适性研究

采用k-ε湍流模型和贴体坐标,应用整体求解法计算车室内气固耦合传热问题,应用Monte Carlo法分析计算太阳辐射在车室内固体表面引起的附加热流变化,研究空调客车室内空气流动速度和温度分布规律及热舒适评价指标(Predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied, 即VP和PD)分布状况.研究结果表明:靠窗侧座椅区VP绝对值较小,但PD较大,有吹冷风感, 从热舒适性出发,空调送风速度不应大于2 m/s;车室内靠走廊座椅区和走廊区的VP的绝对值小于0.5,而PD小于10%,能满足大部分乘客的热舒适性要求;车厢前部区域温度偏高,对人体热舒适不利.     

重庆地区传统村寨建筑冬季室内热环境及空气品质特性

传统村寨建筑与城镇现代建筑间存在明显差异，为准确评估传统村寨建筑冬季热环境及空气品质质量，对重庆地区村寨建筑的热湿特性开展了实地测试和监测，对居住者在冬季的热湿环境感受进行了详细访谈。通过对测试和访谈结果的分析，冬季村寨建筑的室内热湿环境温度普遍偏低、空气湿度普遍较高；不同地区所呈现的温湿度分布区间明显不同，居住者所反映出的可接受区间也差异明显；对于村寨建筑室内空气质量，居民生活习惯则是造成其质量污染的主要因素。本文研究针对村寨建筑冬季室内热湿环境和空气品质的特性进行了定量讨论，提出了对于村寨建筑室内环境标准量化研究的要点。     

改性土坯建造的生土民居室内热环境研究

为了探索添加秸秆和水泥作为墙体改性材料对于生土民居室内热环境的影响,以重庆市北碚区清云峡村某改性生土民居为研究对象,依据实测的冬季室内外温度和围护结构热工参数,运用软件模拟的手段,通过与相同模拟条件下普通生土民居和砖砌民居的数据对比,依据相关标准和调研情况,对其进行冬夏季热环境评价.研究发现这种改性土坯建造的民居不仅保有生土夏季隔热的优势,同时较普通生土民居改善了冬季室内热环境,但室内冬季温度仍然较低,需要采取其他措施提高室内冬季热舒适性.     

自然通风建筑室内热环境对外墙和外窗保温性能的敏感性分析

外墙和外窗共同构成了建筑外围护结构,不同窗墙面积比情况下,自然通风建筑室内热环境对二者保温性能的敏感性不同。采用理论分析和数值计算相结合的方法,分析了外墙和外窗传热系数对夏季和冬季室内热环境的影响规律。结果表明,就全年而言,尽管加强外墙和外窗保温均可有效改善室内热环境,但是存在临界窗墙面积比,即当窗墙面积比小于0.6时,加强外墙保温可更有效地提高室内热舒适性,若窗墙面积比大于0.6,则加强外窗保温更为有效。