夜間通風(fēng)建筑熱工設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,夏季空調(diào)能耗逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)能源消耗的重點(diǎn)。與此同時(shí),隨著全球能源問(wèn)題日趨緊張,被動(dòng)式建筑降溫技術(shù)逐漸成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。夜間通風(fēng)降溫技術(shù)一方面可以很大程度的降低建筑制冷能耗,同時(shí)還可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,因此逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的重要課題之一。但是,由于受到多方面的限制,在實(shí)際應(yīng)用方面夜間通風(fēng)降溫技術(shù)并未普遍推廣。因此,如何使夜間通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用在建筑的初步設(shè)計(jì)階段是目前夜間通風(fēng)技術(shù)發(fā)展的重要方

2、向,這也是本文的研究重點(diǎn)所在。
　　本文以夜間通風(fēng)的降溫機(jī)理作為研究基礎(chǔ),建立夜間通風(fēng)建筑熱物理模型,通過(guò)對(duì)影響夜間通風(fēng)多個(gè)相關(guān)參數(shù)分析,尤其是對(duì)建筑熱工參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)進(jìn)行分析并得出不同參數(shù)對(duì)夜間通風(fēng)利用效果影響,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究對(duì)理論模型進(jìn)行驗(yàn)證和修正;在此基礎(chǔ)上,對(duì)影響夜間通風(fēng)效果顯著的主要參數(shù)進(jìn)行提煉,以獲取氣象參數(shù)——建筑參數(shù)——降溫效果的對(duì)應(yīng)關(guān)系;最后,綜合以上研究,提出一種應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單的夜間通風(fēng)建筑熱工設(shè)計(jì)方法,為夜間

3、通風(fēng)降溫技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)初期階段的應(yīng)用提供指導(dǎo)性的設(shè)計(jì)方法,從而推動(dòng)夜間通風(fēng)降溫技術(shù)更為廣泛和有效的應(yīng)用。
　　本文的主要工作和研究結(jié)論如下:
　　首先,對(duì)夜間通風(fēng)降溫的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié),將針對(duì)夜間通風(fēng)的研究劃分為對(duì)外部環(huán)境的研究、對(duì)建筑自身性能的研究和對(duì)于使用環(huán)境的研究三個(gè)大類,分別對(duì)其進(jìn)行了廣泛的文獻(xiàn)分析整理,并進(jìn)行了體系化的歸納總結(jié)。
　　其次,依據(jù)建筑傳熱基礎(chǔ)理論提出了夜間通風(fēng)理想建筑熱物理模型,并利用

4、數(shù)理方法對(duì)理想建筑夜間通風(fēng)熱物理模型進(jìn)行了差分求解,獲得室內(nèi)空氣逐時(shí)溫度和墻體內(nèi)表面逐時(shí)溫度的計(jì)算方法,引入延遲時(shí)間和衰減系數(shù)的概念,求解出室內(nèi)空氣溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。并提出以蓄熱量(mMc)作為建筑熱工性能參數(shù)指標(biāo),對(duì)影響建筑夜間通風(fēng)效果的參量進(jìn)行系統(tǒng)分析。
　　為了驗(yàn)證模型求解結(jié)果的準(zhǔn)確性,在西安地區(qū)選取了一棟高層建筑進(jìn)行了為期兩周的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。從14天的測(cè)試結(jié)果中選取氣象條件最佳的2天,與模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比結(jié)果表明模

5、型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果在整體趨勢(shì)上有較好的吻合。
　　最后,在前述夜間通風(fēng)理想建筑熱物理模型的基礎(chǔ)上,依據(jù)我國(guó)北方地區(qū)不同夜間通風(fēng)降溫氣候適宜性,給出了一種夜間通風(fēng)建筑的熱工設(shè)計(jì)方法,并針對(duì)該方法的各個(gè)步驟給出了詳細(xì)的闡述。該熱工設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)和計(jì)算步驟簡(jiǎn)單明了,計(jì)算結(jié)果較為清晰,可以對(duì)夜間通風(fēng)建筑熱環(huán)境有明確的對(duì)于和評(píng)價(jià),對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員而言便于理解和應(yīng)用。利用該方法,對(duì)夜間通風(fēng)降溫潛力的四個(gè)不同等級(jí)適宜區(qū)典型城市進(jìn)行建筑熱工設(shè)