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重庆地区居住建筑通风期及通风有效性控制研究

作　者: 李永兵
导　师: 张华玲
学　校: 重庆大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 适应性热舒适标准换气次数通风期热湿环境数值模拟
分类号: TU834
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 226次
引　用: 5次
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内容摘要

通风在改善居住环境方面起着十分重要的作用,有效通风不仅能够改善室内空气品质,保证室内人员的身体健康;同时也能够带走室内的余热、余湿,减少居住建筑采暖空调能耗。论文依托国家科技支撑计划课题的“长江流域住宅节能理论与策略研究”子课题,对重庆地区居住建筑通风期及有效性控制进行了研究。建立了重庆地区建筑通风适应性热舒适评价标准。首先分析了影响人体热舒适的各个因素及室内热环境的评价标准,以及国际上通用的ISO7730和ASHRAE标准对建筑通风室内热环境舒适度评价研究的局限性,指出适应性热舒适标准认为气候和季节对热环境的行为适应性、生理和心理适应性有着普遍的影响,更能够反映人们对舒适度的期望。论文在分析借鉴国内外不同气候区适应性热舒适标准的基础上,提出重庆地区建筑通风室内中性温度与室外平均温度的线性关系式,给出80.0%以上的人感到满意的中性温度波动区间±3.0℃。并分析了风速、相对湿度对室内舒适温度的影响。用实测数据检验了数值模拟边界的合理性。为分析居住建筑室内热湿环境,本文选择通用的CFD计算软件--PHOENICS对室内的温湿度进行数值模拟。并根据室内任意表面的热平衡方程计算出不同室内外工况下的墙体内表面温度作为模拟计算的第一类热边界条件,同时将墙体传湿量简化为室内附加湿源。对重庆大学某宿舍楼在控制通风条件下进行实测和数值模拟,分析对比模拟和实测数据,证明模拟边界简化的合理性、正确性。给出了重庆地区居住建筑舒适通风室外温度范围。模拟分析了重庆地区节能65%和节能50%两种典型围护结构形式的四个居住建筑房间的热湿环境,应用重庆地区建筑通风适应性热舒适评价标准确定出重庆地区居住建筑舒适通风室外温度范围在18.0℃～30.0℃之间,从而为重庆地区居住建筑的通风期的划分提供了依据。划分了重庆地区居住建筑舒适通风期。根据重庆典型年气象数据及重庆地区居住建筑舒适通风室外温度区间对重庆地区居住建筑的通风期进行了划分。并对重庆地区居住建筑舒适通风气候潜力进行了分析:指出重庆地区居住建筑全年约有5041h可以通过一定的通风控制满足室内热舒适要求,全年可利用的舒适通风小时数可达57.5%,可以挖掘的舒适通风气候潜力大,充分利用自然或机械通风技术减小采暖空调能耗的潜力也大。给出了重庆地区居住建筑通风舒适适宜换气次数范围。利用重庆地区建筑通风的适应性热舒适评价标准,同时考虑相对湿度、风速对室内中性温度的影响,对不同舒适通风室外气象参数、在不同的通风换气条件下的典型居住建筑的室内热湿环境进行了热舒适评价,推荐给出满足室内人员适应舒适性要求的适宜换气次数范围,为重庆地区居住建筑进行舒适通风控制的技术策略研究奠定了基础。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题的提出  10-11
  1.2 国内外研究状况  11-14
    1.2.1 国外研究状况  11-12
    1.2.2 国内研究状况  12-14
  1.3 课题研究的意义、内容、技术路线  14-16
    1.3.1 课题研究的意义和目的  14
    1.3.2 研究的内容  14-15
    1.3.3 技术路线  15-16
2 人体热舒适及适应性热舒适评价标准  16-28
  2.1 人体热舒适的影响因素  16-19
    2.1.1 物理因素  16-17
    2.1.2 个人因素  17-18
    2.1.3 其它影响因素  18-19
  2.2 室内热环境的评价  19-21
    2.2.1 室内热环境的评价指标  19-20
    2.2.2 热舒适标准  20-21
  2.3 适应性热舒适标准  21-24
  2.4 重庆地区建筑通风适应性热舒适评价标准  24-25
  2.5 风速、相对湿度对室内中性温度的补偿  25-27
  2.6 本章小结  27-28
3 通风房间数值模拟边界的确定及验证  28-42
  3.1 PHOENICS 简介  28-29
  3.2 温度边界的确定  29-34
    3.2.1 室内壁面热平衡方程  29-30
    3.2.2 任意表面辐射的换热量  30-32
    3.2.3 任意壁面与室内空气的对流换热  32-33
    3.2.4 任意壁面的导热散热  33-34
  3.3 湿度边界的简化  34-36
  3.4 室内热源和湿源  36
    3.4.1 室内人体  36
    3.4.2 敞开水表面散湿  36
    3.4.3 房间其他热源  36
  3.5 通风房间数值模拟与实测数据的对比分析  36-41
    3.5.1 实测房间概述  36-37
    3.5.2 测试仪器及测点位置  37
    3.5.3 测试结果  37-38
    3.5.4 数值模拟结果分析  38-41
  3.6 本章小结  41-42
4 重庆地区居住建筑舒适通风室外温度的确定  42-79
  4.1 引言  42
  4.2 节能50%居住建筑模型I  42-62
    4.2.1 建筑模型I 概述  42
    4.2.2 建筑模型I 在不同通风工况下室内热环境  42-62
  4.3 节能50%居住建筑模型II  62-66
    4.3.1 建筑模型II 概述  62
    4.3.2 建筑模型II 在不同通风工况下室内热环境  62-66
  4.4 节能65%居住建筑模型I  66-71
    4.4.1 建筑模型I 概述  66-67
    4.4.2 建筑模型I 在不同通风工况下室内热环境  67-71
  4.5 节能65%居住建筑模型II  71-76
    4.5.1 建筑模型II 概述  71-72
    4.5.2 建筑模型II 在不同通风工况下室内热环境  72-76
  4.6 重庆地区居住建筑舒适通风室外温度区间的确定  76-78
    4.6.1 室内温度、相对湿度、风速的变化规律  76-77
    4.6.2 室内进风参数相同时室内热环境对比分析  77
    4.6.3 重庆地区居住建筑舒适通风室外温度区间  77-78
  4.7 本章小结  78-79
5 重庆地区居住建筑通风期的划分及通风有效性评价  79-89
  5.1 重庆地区气候特征  79
  5.2 重庆地区居住建筑通风期的划分及通风潜力分析  79-81
    5.2.1 重庆地区居住建筑通风期的划分  79-80
    5.2.2 重庆地区通风气候潜力分析  80-81
  5.3 室内通风有效性评价及换气次数控制  81-87
    5.3.1 通风室外温度为18.0℃时室内热环境评价  81-83
    5.3.2 通风室外温度为20.0℃～27℃时室内热环境评价  83-85
    5.3.3 通风室外温度为30℃时室内热环境评价  85-87
    5.3.4 通风舒适室外温度推荐的换气次数  87
  5.4 本章小结  87-89
6 结论与建议  89-91
  6.1 结论  89-90
  6.2 建议  90-91
致谢  91-92
参考文献  92-96
附录  96-98

重庆地区居住建筑通风期及通风有效性控制研究

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