气凝胶玻璃的气候适用性分析

建立了气凝胶玻璃的光学模型与动态传热模型并进行了实验验证.根据已有理论方法建立了其他5种对比玻璃的模型,分别是:双层中空玻璃模型、三层中空玻璃模型、高透型Low-E中空玻璃模型、双银型Low-E中空玻璃模型和遮阳型Low-E中空玻璃模型.提出利用太阳能效用量指标来评价玻璃的全年适用性,并借助累计逐时得热量指标来评价玻璃在供暖期或空调期的适用性.结果表明:气凝胶玻璃在严寒地区(哈尔滨)、寒冷地区(北京)、夏热冬冷地区(长沙)、温和地区(昆明)均具有一定的节能潜力,气凝胶玻璃的太阳能效用量分别高出双层中空玻璃266.3、158.6、114.3、40.5 kWh/m~2(水平面),气凝胶玻璃的气候适用性序列为哈尔滨北京长沙昆明.     

建筑结构屋面常用玻璃的太阳辐射特性试验研究

双层中空玻璃广泛应用于大跨结构的屋面结构,其太阳辐射透射系数影响建筑钢结构的热环境.通过试验研究了透明玻璃、福特蓝膜、蓝星灰膜、绿色玻璃、蓝星灰玻共16种双层中空玻璃的透射系数特性.根据玻璃下钢板的温度,计算钢板表面的太阳辐射强度,通过与空白对照组的比较,得到不同时刻玻璃的太阳辐射透射系数.根据菲涅耳公式提出的透射系数与入射角的关系,推算得到玻璃的透射率.为了简化计算,提出了简化的菲涅耳公式和玻璃折射常数k.结果表明:透明玻璃的透射率可达80%,以上,蓝星灰玻、蓝星灰膜和绿色玻璃透射率在50%,左右,福特蓝膜型玻璃的透射率在35%,左右;试验得到玻璃的透射率随玻璃厚度的增大略微有所减小,符合光学理论;双层中空玻璃夹层空气厚度对玻璃透射率没有明显影响;不同时刻太阳的辐射角度不同,得到的玻璃透过系数就不同,透过系数随太阳入射角的减小而增大.     

气凝胶玻璃住宅夏季室内光热环境研究与对策分析

以2018年中国国际太阳能十项全能竞赛为例,对某大学设计并建造的气凝胶住宅在方案设计阶段进行模拟,对建筑建成之后的室内温度及照度进行实测研究.结果表明:采用气凝胶玻璃外围护结构比采用木格构外围护结构的建筑能耗低26.06％,但应该采取有效的遮阳措施;采用气凝胶玻璃外围护结构的室内天然光照度大于300 lx,满足相关设计要求.针对此建筑因采用气凝胶玻璃而存在的问题提出改进措施,这对气凝胶玻璃的推广应用以及太阳能建筑的发展具有重要意义.     

日光温室内太阳辐射照度分布的试验研究

为了解不同天气条件下,太原地区日光温室内光照度的时空分布规律和PVC膜透射率与时间的关系,在该地区一实际日光温室中利用TBQ-2总辐射表,对不同天气条件下室内外太阳辐射照度进行了连续测试。结果表明,PVC膜对太阳辐射的透射率随太阳高度角的增大而增大;晴天的透射率最大,阴天的最小;晴天室内最大太阳辐射可达阴天的5倍左右;温室竖向的辐射照度均匀性要好于横向,阴天的辐射照度均匀性要好于晴天;后坡和保温棉被卷起后的遮阴,不利于后墙充分吸收和转移太阳能而全天候平衡室内气温。     

泡沫玻璃颜色及孔隙结构对屋面蒸发降温的影响

为了探究泡沫玻璃颜色及孔隙结构对屋面蒸发降温的影响,首先,对比不同颜色和孔隙结构的泡沫玻璃、红色饰面磁砖和灰色加气混凝土在不同波长下的太阳辐射吸收率;然后,测试不同材料块的饱和含水量,并将其贴于绝热块上,模拟其在夏季气候条件下的水平屋面被动蒸发降温效果、水分蒸发量、贴面和外表温度.结果表明:白色、深灰色、黑色泡沫玻璃的太阳辐射吸收率依次为0.32,0.71,0.94;通孔泡沫玻璃的体积保水量是闭孔泡沫玻璃的2.5~3.0倍,采用通孔泡沫玻璃可以极大提高材料的保水量;白色通孔泡沫玻璃不仅可以减少太阳辐射量的吸收,并且饱和含水量较大,可延长蒸发降温持续时间,是适合用于屋面被动蒸发的多孔材料.     

大型公共建筑门厅空间物理环境研究

为研究大型公共建筑门厅空间物理环境,以具有夏热冬暖地区典型气候特征的广西某展馆为例,采用软件模拟加实地测量的方法,从风、光、热三方面进行研究。测试包括入口门厅风速、自然采光条件下照度水平、两个通高大厅垂直温度分布、三层大厅周边走道及展厅水平温度分布、室内表面温度、屋顶气象数据等。通过对数据的分析可知其风、光环境基本满足条件,热环境相对不佳。就此提出改善措施:(1)入口门厅加设玻璃门及风幕机,进行温度缓冲;(2)大厅上方增设活动式通风口,引入自然通风;(3)采光玻璃顶加装遮阳透光拉膜和光伏喷淋降温系统,并采用自洁防污透光隔热玻璃涂料,达到降温隔热效果。     

太阳能被动蒸发风洞研制

随太阳辐射动态周期变化的空气温度、湿度等气候参数小时间步长控制的模拟实验环境,可以实现建筑围护结构热工性能的重复性实验,是研究多孔建筑材料及室外环境铺装材料在自然气候要素下被动蒸发降温问题的重要手段。介绍的动态热湿气候动态风洞实验台,在传统风洞风速模拟与控制实验技术基础之上,通过增加太阳辐射模拟和空气温湿度控制,初步实现了对室外自然气候中太阳辐射、风速及温、湿度环境的模拟控制。经过对可视化程序设计的风洞环境测控系统的调试,风洞内四参数辐射照度、风速、温度和湿度各指令值与模拟值的平均偏差分别为-0.6%, 2.9%, 0.7%和-0.7%,该风洞实验台可以用于含湿建筑材料太阳能被动蒸发降温问题的研究。     

采光屋面透光材料的应用与研究综述

屋面采光是大空间建筑获取天然光照明的常用方式,采光屋面透光材料的性能对建筑外在形态和内部环境均有很大影响.综述了玻璃、聚碳酸酯板、乙烯-四氟乙烯(ETFE)膜三大类透光材料在采光屋面上的应用与研究现状,对比评价了不同材料的性能.介绍了四种典型材料:Sentryglas?Plus(SGP)夹层玻璃、气凝胶玻璃、光伏玻璃、光伏电池-乙烯四氟乙烯(PV-ETFE)气枕系统在采光屋面的应用与研究进展,指出安全、节能、太阳能利用是未来采光屋面透光材料的发展方向.     

不同入射方式条件下“智能镜面”利用太阳辐射的实验

选取几种典型天气,对几种主要入射方式下"智能镜面"将太阳辐射定向反射进入建筑室内的照度、紫外线辐射强度和眩光情况进行实测及比较.结果表明:采取不同入射方式改善建筑室内的天然采光效果是可行的.入射俯仰角不佳会产生严重的眩光,但采取侧后方入射方式时,眩光得到改善;而采取水平入射时,其反射光的照度及紫外线辐射强度较高.此外,在大气能见度高的天气条件下,太阳辐射的入射率较高、强度较大;而在多云及阴天的天气条件下,紫外线入射率较高,但绝对值较小.     

气凝胶-遮光剂复合材料中遮光剂的辐射特性

气凝胶-遮光剂复合隔热材料相比纯气凝胶,抑制辐射透过能力强,能显著提高材料在高温下的隔热性能.本文根据Mie散射理论、Beer定律及辐射传热方程,建立遮光剂的辐射特性预测模型,对不同粒径的碳黑遮光剂以及炭黑、碳化硅和氧化锆3种遮光剂的辐射性能进行计算.结果表明:在3—7.5μm的入射光波段或中高温使用环境时,添加遮光剂的气凝胶复合材料比纯气凝胶材料的消光系数有大幅提升;在固定的遮光剂质量分数下,炭黑遮光剂的最佳粒径为2—3μm;3种遮光剂中,炭黑遮光剂遮光性能最优,其次为SiC和ZrO2遮光剂,但炭黑遮光剂耐高温性能较差,因此,最佳的复合隔热材料应采用梯度设计方案,即在低温端加入炭黑遮光剂,而在中高温端加入SiC或ZrO2遮光剂.     

自然通风对庭院建筑开敞空间热环境影响的实测研究

对典型庭院建筑开敞空间冬、夏季热环境分别进行了连续实测,分析了不同自然通风条件下,太阳辐射和气象条件对庭院内温度分布规律的影响.结果表明,自然通风对庭院热环境有重要影响,且该影响在不同太阳辐射和季节条件下效果不同.无论开窗或关窗,太阳辐射对庭院热压分布都有显著影响,庭院密闭性越好、太阳辐射越强,庭院内冬季空气过余温度就越高,但夏季无此特征.     

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11kg/m³的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25kg/m³和38kg/m³的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明：相比于密度更大的气凝胶材料,11kg/m³低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40kg/m³的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。     

各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系

以同济大学自建的小型气象台站测得的2009—2011年气象数据为基础,采用回归分析的方法分析了晴空指数、太阳高度角对太阳辐射照度与光照度关系的影响,发现它们对太阳辐射照度的影响整体上呈现非线性,且影响规律在各分区间内略微不同.因此,采用分段线性拟合的方法将晴空指数和太阳高度角分为9个区间,分别建立对应的太阳辐射照度与太阳光照度之间的线性拟合关系,并通过实测数据证明这种处理方式具有较高精度.结论适用于纬度和天气条件与上海相似的地区.     

一种用于污垢监测的温差热阻新方法

在恒壁温条件下,在结垢过程中,管内流体温度和垢层内壁面温度逐渐降低,会引起流体与内壁面间对流传热热阻增加,因而必须对现有的计算污垢热阻的公式进行修正。综合考虑各种因素,建立了恒壁温条件下计算污垢热阻的改进模型。计算实例表明,其他条件一定时,流体进口温度越低,流量越小,则修正值和修正系数越大。随着结垢过程的进行,修正值增大,修正系数减小。在结垢的初始阶段,修正系数最大,说明应用改进公式计算的结垢诱导期较长,更接近于实际情况。     

一种用于污垢监测的温差热阻新方法

在恒壁温条件下,在结垢过程中,管内流体温度和垢层内壁面温度逐渐降低,会引起流体与内壁面间对流传热热阻增加,因而必须对现有的计算污垢热阻的公式进行修正。综合考虑各种因素,建立了恒壁温条件下计算污垢热阻的改进模型。计算实例表明,其他条件一定时,流体进口温度越低,流量越小,则修正值和修正系数越大。随着结垢过程的进行,修正值增大,修正系数减小。在结垢的初始阶段,修正系数最大,说明应用改进公式计算的结垢诱导期较长,更接近于实际情况。     

TiO2/VO2双层薄膜的制备及光电性能研究

文章采用磁控溅射法在玻璃基底上分别制备VO2单层薄膜与TiO2/VO2双层薄膜,并在Ar气中进行退火.用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计、LCR测试仪对薄膜样品的晶体结构、表面形貌、可见光透过率、电阻温度特性进行测试.结果表明,TiO2/VO2双层薄膜的相变温度降低到56℃,电阻温度系数为-1.087/℃,可见光透过率提高了20％～30％,且薄膜生长致密均匀.     

关于雾霾天气对太阳辐射量的影响研究实验

本实验主要通过对不同天内太阳辐射量和PM2.5的数值关系的定性分析来研究雾霾天气对太阳辐射量的影响.就上海市松江地区而言,我们对日照计测得的太阳辐射量以及上海松江气象局采集到的PM2.5数据进行分析,为了排除其他因素的影响,选取相同温度和天气条件下的两天的数据对比,最后得出结论:雾霾天气对太阳能辐射量有负面影响.     

福建地区太阳能资源特征及光热利用分析

分析福建典型气象年数据,结果表明:(1)福建地区太阳辐射和日照时数的空间分布由沿海城市向内陆西北地区减少;(2)太阳辐射和日照时数时间分布为夏秋季较大,冬春季较小;(3)采暖季节的气候环境温度较高,热状况较为优越。由此可见福建地区具有太阳总辐射量大、直接辐射较多、太阳能可利用日数较多,气候环境温度高等自然气候条件,太阳能资源丰富,可开发条件优越,综合利用太阳能的潜力巨大。并结合分析福建地区太阳能热利用的现状,提出了促进太阳能热利用的措施。     

典型气象日蓄热型太阳能喷射制冷系统性能分析

以太原地区的气象参数为背景,利用TRNSYS仿真软件,模拟计算以R141b为制冷剂的蓄热型太阳能喷射制冷系统在夏季典型日的性能,分析系统的喷射系数、制冷量、能效比(COP)随着太阳辐射照度的逐时变化,以及蒸发温度、冷凝温度、喷射器喉部面积比(r)对系统性能系数的影响.结果表明:系统的性能随太阳辐射照度增强而提高;蓄热装置的使用拓宽了系统高效运行的时间,更加有效地利用了太阳能;在系统运行时段,各性能系数逐时变化趋势一致,且随着蒸发温度的升高而增大,随着冷凝温度的升高而减小;同一工况下,r值越大喷射系数越大,     

山地光伏电站各区域光伏组件的温度差异对比

太阳电池组件的工作温度影响其发电效率,为了研究工况下的组件温度情况,对某山地光伏电站的实证对比系统的数据进行分析,对比了在不同的辐射、气温、风速等气候条件下,电站内不同位置区域的多晶光伏组件的温度差异.结果显示,高风速条件下电站内各区域气温比较均匀,差值较小;低风速时,电站区域内的热 交换减弱,而气温差值增大;电站中不...