变室温供暖房间动态特性模拟

建立了某房间围护结构、散热器、温控阀的数学模型,基于房间热平衡理论联立各模型求解,得出设定条件下室内温度、散热器流量、散热量及外墙各层温度的动态变化规律．研究结果表明：室外温受在10℃温差范围内波动时,外保温外墙的保温层内侧温度受室外温度影响很小,散热器温控阀调节流量对室内温度影响不大,室内温度还受墙体蓄热和放热的影响．     

建筑围护结构热湿耦合传递特性实验研究与分析

建立了多层墙体热湿耦合传递的实验测试方法,测试了长沙地区1月份和7月份空调房间外墙体内的温湿度分布情况.分析了热湿气候地区墙体内湿传递和积累的情况,以及不同内表面情况对墙体热湿性能的影响.实验结果表明:靠近室外侧水泥砂浆与红砖界面处的温度、湿度严重受室外温、湿度变化的影响,且此界面处的湿度长期高于80%,易引发霉菌的生长;靠近室内侧红砖与水泥抹灰界面处的温度、湿度主要受室内温、湿度的影响,变化较小;在夏季,内表面贴发泡塑料墙纸的墙体内各界面处的温、湿度普遍比没贴墙纸的墙体内相应位置处的要高;在冬季,两墙体内界面处的温度基本相同,但没贴墙纸的墙体内各界面处的湿度比内表面贴有发泡塑料墙纸的墙体要略高.同时,墙体内的温、湿度变化存在着很强的耦合作用,并且太阳辐射强度对墙体内的温、湿度分布有很大的影响.     

围护结构三维导热的有限元分析

利用有限元分析软件包Femlab,进行建筑围护结构三维导热分析。算例给出了一典型含外墙、外窗、结构柱、梁和楼板的围护结构内部三维温度分布。可视化图像以及数据计算结果,显示了外保温与内保温以及窗户内置与外置等不同构造对围护结构温度分布、散热量的影响,外保温更有利于隔断冷(热)桥。     

单室火灾烟气运动的双层区域模拟

室内火灾双层区域模拟中需考虑到压力的变化,利用热力学第一定律推导了室内气体参数随时间变化的常微分控制方程组.该方程组刚性,可采用吉尔算法求解.在选用Heskestad羽流公式的基础上,计算了某单室火灾在房间平面面积与机械排烟量分别为49m2,0.3m3/s;49m2,0.4m3/s;100m2,0.3m3/s;100m2,0.4m3/s四种工况下室内与室外压差、烟层高度、上层烟气温度、下层空气温度随时间的变化规律.结果显示:室外压差随时间变化迅速;Heskestad与Mcaffrey羽流模型在算例中具有较好相似性;烟层的下降与上层烟气温度的升高较多地受到房间平面面积的影响,而受顶部排烟量的影响较少.     

玻璃窗位置对高大空间供暖效果的影响

在实验验证数值计算方法的基础上,通过数值模拟探讨了玻璃窗位置不同时对供暖房间热环境的影响.研究结果表明:无论玻璃窗设在屋顶还是侧墙上,其附近气流速度值都明显大于无玻璃窗区域.当玻璃窗设在屋顶时,送风气流在整个房间混合流动,房间温度分布均匀,降低送风口高度对室内温度分布和能量利用系数无影响.玻璃窗在侧墙时,沿玻璃冷表面下沉的冷空气使室内温度分布出现明显的热力分层现象,送风口高度越高,上下部区域温差越大,适当降低送风口高度可以有效改善室内热环境,且热风供暖的能量在房间下部区域的利用率也增大.     

湘北某民居夏季热环境实测分析

针对湘北某传统民居的被动式技术及其对室内热环境的影响,在夏季对室内外温度和围护结构表面温度进行了连续监测,并测试了过渡空间风速.结果表明,传统民居中气温按照室外、过渡空间、室内的顺序依次下降,热环境优于普通现代住宅,墙体互遮阳使得被遮阳的墙面温度明显降低,南外墙内外表面温度衰减和延迟现象明显,过渡空间通风以水平通风为主且风速稳定.结合建筑设计和构造特点,可认为高密度规划、过渡空间的设置、重质墙体的应用、适当的窗墙比和开口遮阳等可有效改善夏季室内热环境.     

不同敷设位置的毛细管网席对蒙古包内热环境的影响

在分析传统蒙古包室内热环境的基础上,为提高传统蒙古包室内热环境的舒适度,利用CFD模拟软件建立以毛细管网为散热末端的热水采暖系统,模拟不同敷设位置的毛细管网席对蒙古包室内热环境的影响。结果表明：在35/30℃的供回水温度下,毛细管网席分别敷设在地面、竖向敷设高度0m、0.3m、0.5m时,室内人员活动区域的平均温度均在16℃以上;室内风速小于0.1m/s无吹风感;地面敷设时室内水平方向温度分布均匀,竖向敷设只有在0.3m时均匀;四种敷设方式垂直方向0.1~1.1m处的垂直温差在3℃以内,但竖向维护结构敷设时0.1m处的温度在15℃左右,不满足规范要求。四种工况下蒙古包内敷设毛细管网席位置的选择可以总结为：地面敷设最优,竖向维护结构敷设时0.3m>0m=0.5m。     

夏热冬冷地区住宅外墙内外保温性能分析

以上海地区某卧室作为研究对象,采用数值计算方法,比较了两种间歇运行模式下夏热冬冷地区住宅外墙外保温和外墙内保温两种保温方式的性能.从空调开启时刻室内温度分布来看,外保温的性能优于内保温;从室内热响应特性的角度出发,采用内保温的房间夏季降温(冬季升温)速率较快;从全年能耗的角度出发,采用外保温房间的空调能耗低于采用内保温房间的空调能耗;从室内热舒适的角度出发,采用外保温的房间在空调关闭后热舒适性更好.     

热压通风房间地面对流换热过程分析

全尺度实验测试了单侧热压通风房间围护结构内表面和地面热质的温度变化,分析了室内初始温度、地面初始温度和通风口尺寸对地面对流换热的影响.结果表明:通风过程中室内温度逐渐降低,温度垂直分布趋于均匀;进风气流流经的测杆处地面的局部换热量和局部对流换热系数分别大于地面平均换热量和平均对流换热系数;对于室内初始温度较高的情形,地面局部对流换热系数较大,平均对流换热系数较小;对于地面初始温度较高的情形,地面局部对流换热系数较小,平均对流换热系数较大;上大下小的通风口组合对应的地面局部对流换热系数较小,平均对流换热系数较大;若室外温度为12℃左右时,室内初始温度为13～35℃,地面初始温度为33～41℃,则地面平均对流换热系数为2～8 W·m~(-2)·K~(-1),局部对流换热系数不超过18 W·m~(-2)·K~(-1).     

越冬期日光温室空气温度变化特性的试验研究

为探求越冬期间日光温室内部温度变化特性,对离石区日光温室内部空气温度、墙体温度、室内地温、室外气温等进行了整个越冬期的跟踪观测。结果表明,晴天日光温室内部空气温度的日变化呈单峰曲线,阴天时日变化曲线没有呈现明显的单峰形式;白天墙体和室内土壤都处于吸热的状态,是吸热体,夜间墙体和土壤都处于放热状态,是放热体。室内空气温度变化在白天和夜间,在垂向、横向、纵向都呈现出规律性变化,原因是维护结构与室内存在温度差,在不同时段吸放热量所致,并且日照的时间长短也影响室内气温的分布。越冬期内日光温室增温效果良好,并且室内气温与室外气温具有较好的相关关系,可用室外气温预测室内气温。     

组合式相变围护结构夏季换热性能试验研究

提出了组合式相变房间的方法,即在不同朝向的围护结构上布置不同相变温度的相变材料,分别用于在冬季和夏季通过发生相变改善室内热环境.搭建了组合式相变房间试验装置,对其进行了夏季工况的试验研究,测量并计算了相变房间的室内空气温度以及不同朝向围护结构的对流换热及辐射换热的热流密度,并与普通房间进行了对比分析.结果显示这种新型相变房间能有效改善夏季室内热环境,其围护结构换热性能也与普通房间存在一定的差异.     

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.     

夏热冬冷地区居住建筑基于热舒适的热环境评价指标

提出1个基于热舒适的居住建筑室内热环境评价指标。该指标以夏热冬冷地区冬夏季热不舒适温度出现频率为基础,通过对比冬、夏季室内外热不舒适度来获得室内热环境评价。通过窗墙比、屋面保温、外墙保温和外窗水平遮阳4种情况共37个算例的模拟分析,研究该评价指标的影响因素。研究结果表明:该评价指标能较准确地反映出建筑围护结构变化对室内热环境带来的长期影响,还可以此对比不同围护结构下建筑的节能性。     

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。     

地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷实验及模拟分析

文中提出一种地板直喷式多联机热泵系统,以水平管程相差约35 m的山西省太原市内某建筑二层内两个房间为研究对象,对该系统在夏季供冷时的房间内地板表面平均温度、竖直温度分布、室内温湿度进行测量实验.利用Airpak 3.0软件,模拟房间的温度场、速度场,以及PMV(predicted mean vote),PPD(predicted percent dissatisfied)的分布.结果表明:模拟结果与实验结果基本一致,即采用地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷,可以有效保证管程较长房间的地板表面平均温度,且与管程较短的房间地板表面平均温度相差在1 ℃左右;各房间同等高度温差也小于2 ℃;地板表面无结露现象;人员工作区域内-1.5≤PMV≤1.2,PPD≤20%,舒适性良好.     

不同送风方式下冷风侵入的动态变化过程

采用数值模拟的方法,对比研究了碰撞射流通风(impinging jet ventilation,IJV)与混合通风(mixing ventilation,MV)供暖情况下冷风侵入时室内热环境的动态变化。结果表明:相比IJV供暖房间,MV供暖房间室内会在高度方向形成明显的热力分层现象,因此IJV的供暖能量系数明显高于MV;IJV和MV供暖房间近门处的气温受外门启闭的影响均会出现周期性波动,但是IJV供暖房间的冷风侵入范围和强度均远小于MV供暖房间。     

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.     

调湿型涂料对建筑室内热湿环境影响的实验研究

为研究调湿型涂料对建筑室内空气温度和相对湿度的调节性能,对涂装了调湿型涂料的房间(实验房)内的空气温湿度进行全天候的动态测量,并与未涂装调湿型涂料的房间(对比房)进行对比.研究发现:当室外环境温度与相对湿度的日变化区间分别为26~33℃和35%~85%时,开启门窗条件下实验房内空气温湿度变化范围分别为28.3~30.2℃和49.3%~63.5%、关闭门窗条件下实验房内空气温湿度变化范围分别为28.9~29.6℃和57%~61%.与对比房比较,实验房内的空气温湿度变化范围更窄.此外,实验房内的温湿度变化与对比房内和室外空气的温湿度保持相似的趋势,但是变化幅度更平缓.研究表明:调湿型涂料可以比较有效地调节建筑室内的空气温度和相对湿度、改善室内热湿环境,是一种节能环保的被动式建筑环境控制材料.     

空调扇效果实验测试与理论分析

目的研究空调扇对室内热环境的实际影响效果,测试空调扇房间温湿度变化的趋势和规律.方法选择沈阳地区的两个大小、结构和格局基本相同的房间进行实验,房间尺寸为6 m×3.5 m.两房间各自布置7个对应测点;其中一间放有一台70 W的空调扇加水正常运行,房间密闭;另一个房间为无空调扇房间,也密闭门窗进行测试.实验设计全局测试和局部测试两种实验方案.结果测试数据显示空调扇运行房间运行50 min内室内平均温度呈下降趋势,之后便逐渐上升,测试结束时刻温度高出对比房间1.3℃,空调扇运行房间室内平均相对湿度一直呈现逐渐上升趋势,测试结束时刻温度高出对比房间9%;针对空调扇影响的局部空间,运行50 min内温度逐渐下降然后趋于稳定,离送风口越近的地方温度越低,相对湿度也越大.结论空调扇仅能改善局部工作环境的温湿度,房间内整体环境温湿度都会不断增大;对于干燥炎热地区可实现机械制冷空调相同的效果;直接蒸发冷却技术联合其他技术可有效扩大其应用区域.     

多孔介质墙体热湿传递实验测试研究

建筑围护结构中的热湿耦合传递规律研究对于了解其传热性能具有重要意义。本文利用大型人工环境舱搭建多层加气混凝土墙体测试实验平台,营造了符合三种典型气候的室外舱温湿度环境并随周期性变化,室内舱控制为空气调节下恒定温湿度条件,测试并记录了多层加气混凝土墙体表面及内部不同位置温湿度变化。墙内距离外表面20 mm处测点的相对湿度在夏热冬冷夏季特征气候下降低了7.88 %,在夏热冬冷冬季特征气候降低了4.11 %,在南海极端热湿特征气候下降低了5.76 %。结果表明热传递对湿传递促进的程度大于湿传递对热传递的作用,在高热、高湿的南海地区,热湿耦合作用对墙体热工性能的影响更大。