通透式庭院建筑冬季室内热环境分析

通过对通透式庭院建筑和行列式建筑冬季室内温湿度的逐时测量,比较了两种不同形式的建筑室内热环境.分析通透式庭院建筑对太阳能的利用程度及其与行列式建筑室内热环境的差异.实测数据表明,由于通透式庭院建筑自然通风量较大,弱化了太阳辐射对冬季室内热环境的改善效果,但主要表现在对南向房间的影响.     

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。     

秦巴山地建筑外窗遮阳与自然通风耦合作用对夏季室内热环境影响分析

提高建筑室内热舒适度和降低建筑能耗是实现建筑可持续发展的主要途径。针对秦巴山区传统建筑夏季室内湿热现象,为改善室内热环境,提出对窗口加设遮阳构件,考虑遮阳与自然通风对室内热环境的耦合作用,对遮阳构件进行优化设计。首先利用Ecotect软件,模拟分析了常见遮阳构件、不同参数下的遮阳百叶对南向窗口太阳辐射的影响,得出百叶构件对综合辐射的遮挡效果最好。其次,利用三维有限元软件ANSYS CFX分析了不同叶宽及倾角下百叶构件对自然通风的影响,得出当采用叶片宽度为200 mm,倾角为30°的遮阳百叶时,建筑自然通风潜力最大。最后,综合考虑百叶构件与辐射得热量及自然通风的耦合关系,建议选用百叶宽度为200mm,倾角为30°的遮阳构件,遮阳系数达0.3,可有效遮挡南向窗口70%的太阳辐射得热量,同时通风潜力大幅提升。     

住宅建筑自然通风对室内热环境的影响

针对自然通风对住宅室内热环境的影响,选取室内热环境状况较为恶劣、风资源贫乏的重庆市住宅为例,通过i d图分析了自然通风在改善住宅建筑热环境,提高人体热舒适的可行性;并通过对典型居民住宅的现场实测数据,进行了室内平均预测投票预测不满意百分比热舒适评价。研究结果表明:即使在风资源贫乏的城市,住宅建筑良好的自然通风既能大量地节约建筑能耗,也能够极大地改善室内热环境,尤其是过渡季节及夏季阴雨天气。     

秦巴山区乡村建筑节能构造热工研究

秦巴山区地处夏热冬冷地区北部高纬度区域,建筑冬季室内热环境恶劣,提高和改善室内热环境质量对建设可持续发展的乡村人居环境具有重要意义.以位于秦巴山区腹地的汉中为例,依据标准气象数据资料,确定汉中乡村建筑围护结构传热系数的修正系数,通过对比分析建筑窗墙比、围护结构传热系数等参数对建筑耗热量的影响,研究乡村建筑构造热工性能及其优化设计方案,并做出相应的经济技术分析.结果表明,建筑热工优化后,屋面传热耗热量由38.92W/m~2减少到6.53W/m~2,墙体传热耗热量由16.72W/m~2减少到4.83W/m~2,有效地降低了冬季建筑耗热量,明显改善了该地区乡村建筑冬季室内热环境质量,且建筑热工优化前后的成本相差不大.该优化方案在秦巴山区乡村具有可行性,可为该地区乡村建筑的设计提供参考.     

石河子大学图书馆夏季室内热环境的分析

新疆高校图书馆在夏季大多采用自然通风,室内自然通风会影响长期处于室内人员的舒适度。本文以石河子大学图书馆为例,并以PMV-PPD指标为判定准则,实地测试其夏季正常开馆时间内室内环境的舒适度,利用CFD模拟技术,对各层阅览空间的热环境进行分析,提出图书馆采用每扇间隔开窗及开启全部窗户两种自然通风组织模式,并分析两种自然通风组织模式下图书馆室内环境的舒适度。模拟结果表明:图书馆采用白天每扇间隔开窗的自然通风组织模式,室内整体PMV从1.69降至-0.63,室内舒适度处于较凉爽范围;图书馆夜间利用昼夜温差开启全部窗户带走室内余热的自然通风组织模式,可使室内整体PMV降至-0.73,可使白天室内余热状况得到改善。     

寒冷地区近零能耗建筑参数优化研究

针对寒冷地区近零能耗建筑的围护结构在夏季会增加室内制冷能耗的问题,提出在夏季和过渡季采用空调与自然通风系统相结合的节能方法,运用EnergyPlus软件模拟研究窗墙面积比、外窗太阳得热因数、窗户传热系数、外墙传热系数、外遮阳悬挑梁长度等5个参数对建筑能耗的影响,通过正交试验确定最优因素水平组合.研究结果显示,优化建筑与既有建筑相比,全年供暖制冷综合能耗可节约43.7%.     

自然通风模式下开放式办公室内局部热舒适的数值分析

自然通风研究应该重点关注人员活动区域而非建筑整体的热舒适性。为了对采用自然通风的办公室的局部热环境情况进行探究,以某办公大楼为例,通过基于Fluent模拟和实地测试的方法对其采用窗户自动控制系统进行自然通风的开放式办公室的局部热环境情况进行了数值模拟。根据模拟结果,讨论了在不同的室外气象参数条件及其对应的通风控制模式下,室内人员活动区的室内预测平均评价和吹风感两个指标表现情况。结果表明,现有自然通风控制策略的室外温度选取范围偏低,在室外气温较低或强风的情况下,仍存在室内预测平均评价偏低和吹风感强的风险。研究对建筑窗户通风控制系统的优化设计具有重要的参考价值。     

夏热冬冷地区居住建筑夜间通风技术的节能分析研究

对利用夏季夜间通风技术改善室内热环境进行了研究,并探讨其适用性及节能潜力.应用DeST软件建立合肥地区某住宅建筑自然通风的模型,由于墙体的蓄热作用,不仅在夜间通风时段,室内热环境有明显的改善,对于次日白天非通风时段的室内热环境也有改善作用.通过设置不同的通风方案比较出夜间通风技术的优越性,通过设置不同的通风次数和通风开始时间等方案,探讨夜间通风技术对次日白天室温的影响程度.最后对合肥市夏季应用夜间通风技术进行了节能潜力的估算.     

居住者可控制热环境夏季室内热状况与节能潜力

居住者可使用的各种控制手段(如门、窗和电扇等)对改善室内热状况有着很重要的作用,通过对上海自然通风房间夏季室内外空气温湿度进行连续逐时测量,分别用预测平均评价(PMV)方法和适应性热舒适模型(AM)分析了室内热舒适状况.利用AM估算了可控制室内热环境建筑的节能潜力,这一方法指出,上海地区潜在的节能率为30%.结果表明,提高室内热环境控制方法的可用性与正确使用程度,具有很大的节能潜力.     

外遮阳和SC-EAHE自然通风系统对室内热环境改善效果实验研究

在“双碳”目标背景下,建筑被动节能措施逐渐成为国内外学者关注的热点之一。基于太阳能烟囱与地埋管耦合系统(SC-EAHE)对有无外遮阳措施的自然通风与降温效果进行对比测试分析。实验结果表明,SC-EAHE系统单独作用时,通风量最高为206.7 m³/h,实验房间温度维持在25.9～27.7℃,与对比房间最大温差达1.6℃;与遮阳措施共同作用时,外遮阳有效降低了窗户的得热量,玻璃内表面温度下降明显,最高可达7.7℃,通风量最高达217 m³/h,实验房间与对比房间室内温度最大差值达2.8℃。由此可见,外百叶遮阳的应用不仅可以阻挡太阳辐射进入室内,还可有效降低玻璃窗本身温度,减少室内外温差传热,从而降低建筑冷负荷,对室内热环境的改善效果更为显著。     

夏热冬冷地区典型学生宿舍夏季室内空气环境的研究

对夏热冬冷地区典型学生宿舍建筑自然通风条件下的夏季室内空气环境进行了连续7d实测和问卷调查,分析了不同朝向房间的室内空气环境特征.结果表明,夏季自然通风条件下,尽管夜间室内热环境略好于昼间,但温度均高于26℃;由于室内通风好,房间内热湿环境仍处于多数学生可以接受的范围内,室内空气品质好;另外,太阳辐射对房间内温度分布有重要影响,南向房间平均温度高出北向房间约0.8℃,昼间两者最大温差达2.6℃.     

安徽传统民居夏季室内热环境模拟

设计适应地方气候的建筑结构有利于节能和环保。为研究安徽传统民居对自然条件的适应性,在实测分析的基础上,采用建筑环境模拟软件DeST对室内热环境进行了数值模拟分析。将实测数据,如室外气温、太阳辐射强度、围护结构热物性参数和房间内扰模式等作为已知边界条件,通过对不同自然通风模式的室内热状况进行模拟比较,拟合出了与实测情况相符的自然通风模式。验证了:采用热惯性小、隔热作用好的围护结构和双坡屋顶结构减少建筑的太阳辐射得热对改善室内热环境所起的作用。     

陕北新农村建设住宅改造方案模拟分析

利用DeST-h模拟软件,对陕北志丹县新农村建设设计方案的室内热环境和节能问题进行分析。通过对不同建筑方案的模拟分析,得出覆土结构适合于当地气候和生态条件;带阳光房的建筑能吸收并蓄存太阳辐射得热,冬季室内热环境明显改善。最后本文通过模拟四种通风换气条件下,建筑夏季室内逐时基础室温及建筑冷热负荷变化,分析了通风量对室内热环境的影响,为新农村建设住宅设计提供了参考。     

自然通风建筑室内热状况预测模型

本文在改进和发展 Mathews 的自然通风建筑室内温度预测模型的基础上。建立了自然通风建筑室内热状况预测模型.它更全面地考虑了各种影响室内热舒适性的因素,且输出结果更丰富,因而成为考察气候,建筑与室内热环境三方相互关系的工具,可为设计人员所用.     

建筑腔体对室内风环境的影响及模拟分析

腔体是超高层建筑塔楼的外向型公共空间,不同腔体的布局和尺度差异会影响建筑的室内风环境.文中研究了腔体在过渡季节通过烟囱效应的拔风作用对室内自然通风状况进行改善的可能;通过选取广州地区南向接触式腔体为研究对象,建立简化的概念模型,借助特定的风环境模拟软件对室内风速、PMV-PPD(预计平均热感觉指数和预计不满意者百分数)进行计算分析.结果显示,通过设置合理的腔体高度、腔体进出风口大小及位置,可以使大多数楼层在过渡季节获得稳定的自然通风,并使室内热环境处于人体舒适范围内.     

自然运行下乡村太阳能建筑热工参数对室内空气温度的影响

我国西北地区太阳能资源丰富,但传统乡村建筑的太阳能热利用效率并不理想。以宁夏中卫地区的气候特征和乡村建筑模型为例,采用调研测试与建筑热平衡分析相结合的方法,揭示了自然运行条件下乡村太阳能建筑的构造参数对冬季室内空气温度的影响规律。结果表明,建筑的南向窗墙面积比、外墙传热系数对冬季室内温度影响显著,而外窗的构造及热工参数影响较小。南向窗墙面积比由0.30增大至0.55时,采暖期室内平均温度可提高35.9%,最冷月室内平均温度可提高153.3%。南向窗墙面积比为0.5时,采用SI-3型夹芯保温构造墙体,自然运行条件下,采暖期平均室内温度可达10.2℃,1月份室内平均温度可达5.2℃。研究结果可为西北乡村太阳能采暖建筑构造优化及室内热环境改善提供理论参考。     

重庆地区太阳能建筑一体化应用的实测与分析

根据重庆地区的气候特征和太阳能资源分布特点,提出了适于重庆地区的太阳能建筑一体化应用技术思路——太阳能辅助室内通风降温措施,即充分利用重庆地区夏季强烈的太阳辐射,强化烟囱效应,促进建筑内部自然通风,从而改善夏季室内酷暑闷热的热湿环境,达到节能目的,实现太阳能的被动式利用。通过实测分析,在太阳能的热作用下,室内产生了0.16～0.22m/s的风速,同比提高14%～40%,同时室内平均温度比室外的平均温度降低2.6～3.4℃,有效改善了室内热环境舒适状态。     

风压通风办公建筑内温度预测方法的模拟与实验

采用天津地区典型年气象参数、季节主导风向和平均风速,综合考虑围护结构传热、日射得热和室内热源散热,数值模拟了天津地区一栋办公建筑过渡季节风压自然通风下的室内热环境,得出室内温度与房间单位面积稳态得热量之间的线性关系曲线.通过实验测试该建筑内、外环境,发现测试结果与理论计算结果相比在线性上有所偏离,最大线性偏离度为6.7%,对应于相同的室内温度,单位面积得热量值高于理论计算结果.最后分析了产生线性偏离和数值偏差的原因,论证了理论计算结果的可靠性.     

送风速度对夏热冬冷地区办公室供暖效果的影响

夏热冬冷地区在空调系统设计中一般以夏季工况为主,故可能造成冬季供暖能耗浪费且室内温度无法满足人体热舒适要求.针对上海一实际办公室在不同送风速度下对冬季室内热环境进行了实测.实测结果表明:夏热冬冷地区建筑窗墙面积比过大和送风参数的不当设置,使送风热量难以到达人员所在空间,导致室内上部与下部空间温差过大和加热过程中存在能源浪费.尽管提高送风速度不能彻底解决人体头-足温差过大的问题,但可以减小因温度分布不均匀造成的热负荷增加量,改善人体热舒适和实现节能效应.