被動式太陽能采暖建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究

【摘要】： 被動式采暖降溫技術(shù)是古老而傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法,近年來隨著對建筑集成太陽能空氣集熱器研究的不斷深入,WSAC(Wall mounted Solar Air collector)房屋自然調(diào)節(jié)方式對室內(nèi)空氣環(huán)境帶來的影響引起了人們越來越多的關(guān)注,具體體現(xiàn)在以下幾個方面:由于熱空氣循環(huán)導(dǎo)致1)室內(nèi)濕度變化對健康及舒適度的影響;2)室內(nèi)揚塵引起的潛在健康問題;以及3)高溫空氣循環(huán)對提高室內(nèi)衛(wèi)生水平的作用等。但目前對這類特殊建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究非常少,與被動式太陽能空氣采暖降溫技術(shù)的快速發(fā)展不相適應(yīng)。基于這樣的背景,本研究著重以WSAC實驗房及太陽能學(xué)校為對象,對基于特朗勃墻原理的太陽能空氣采暖系統(tǒng)作用下的室內(nèi)溫濕度變化、可吸入顆粒物濃度及菌落總數(shù)等進行了實測調(diào)查研究,并利用數(shù)值仿真的方法研究分析了不同送風(fēng)速度下的室內(nèi)流場特點,并討論了其與可吸入顆粒物遷移特性的關(guān)聯(lián)性。本論文的主要章節(jié)內(nèi)容及研究成果概述如下: 基于第1章和第2章的研究背景回顧和相關(guān)基礎(chǔ)知識的論述,在第3章,重點闡述了對大連市近10年新建住宅的氣密性、換氣性能及室內(nèi)空氣環(huán)境的調(diào)查結(jié)果。結(jié)果表明,實測住宅采暖期的室內(nèi)空氣品質(zhì)和氣密性能良好,但均不能滿足65%節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的0.5次/h換氣次數(shù)的設(shè)計要求。此外,在第3章還論述了采用窗用通風(fēng)器對室內(nèi)空氣品質(zhì)影響的實驗研究結(jié)果。自然通風(fēng)量及室內(nèi)外溫差對換氣性能起決定性作用。在相同的實驗條件下,自然通風(fēng)量增大2.1倍左右,室內(nèi)甲醛濃度下降幅度要增大30%。 第4章主要討論了對WSAC實驗房和使用集熱蓄熱墻(嵌入式WSAC)采暖的太陽能小學(xué)室內(nèi)環(huán)境的實測調(diào)查結(jié)果。通過溫濕度、菌落總數(shù)及可吸入顆粒物等參數(shù)的測試,主要得出以下結(jié)論:1)WSAC采暖不但可以有效地提高室溫,而且空氣流經(jīng)WSAC后所含菌落總數(shù)降低,說明其內(nèi)部高溫環(huán)境對抑制空氣微生物生存具有一定的作用;2)WSAC內(nèi)上升氣流速度遠(yuǎn)大于顆粒物的自身運動速度,進入模塊內(nèi)的顆粒物會隨著氣流運動再次回到室內(nèi)。當(dāng)送風(fēng)速度大于0.2m/s時,沉積于風(fēng)道中的灰塵也易被帶入室內(nèi)。并且在機械循環(huán)工況下,風(fēng)門和風(fēng)機動作對近風(fēng)口處可吸入顆粒物濃度有一定的擾動作用,風(fēng)機動作后,風(fēng)口附近測點濃度標(biāo)準(zhǔn)差分別是前后相對穩(wěn)定階段的2～3倍。 第5章應(yīng)用數(shù)值模擬方法,分析研究了不同送風(fēng)速度作用下WSAC房屋室內(nèi)的氣流場特點。根據(jù)模擬結(jié)果,當(dāng)送風(fēng)速度從1.5m/s變化到3.5m/s時,工作區(qū)風(fēng)速逐漸變大,但近地面風(fēng)速均小于0.2m/s,不易引起地面揚塵。 【關(guān)鍵詞】：被動式太陽房 熱空氣循環(huán) 室內(nèi)空氣品質(zhì) 空氣微生物 可吸入顆粒物
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TU832.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 本研究的意義及問題的提出10-12
• 1.2 基于熱空氣循環(huán)的自然調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 國內(nèi)被動式太陽房應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題14-15
• 1.4 研究目的及主要內(nèi)容15-18
• 2 關(guān)聯(lián)室內(nèi)空氣污染物的檢測及分析方法18-35
• 2.1 關(guān)聯(lián)室內(nèi)空氣污染物的特性18-22
• 2.1.1 微生物18-20
• 2.1.2 顆粒物20-22
• 2.2 室內(nèi)空氣污染物的檢測與評價22-23
• 2.2.1 空氣污染物檢測方法22
• 2.2.2 空氣污染物客觀評價標(biāo)準(zhǔn)22-23
• 2.3 室內(nèi)微粒的運動23-27
• 2.3.1 微粒的受力23-26
• 2.3.2 氣流對微粒的遷移作用26-27
• 2.4 氣流場模擬理論基礎(chǔ)27-34
• 2.4.1 基本控制方程27-28
• 2.4.2 控制方程的通用形式28-29
• 2.4.3 湍流模型29-30
• 2.4.4 k-ε兩方程模型30-31
• 2.4.5 壁面函數(shù)法31-32
• 2.4.6 控制方程的離散32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 既有住宅建筑換氣性能、室內(nèi)空氣品質(zhì)實測調(diào)查及改進策略35-47
• 3.1 實測調(diào)查概述35-38
• 3.1.1 實測對象35-37
• 3.1.2 測試方案及內(nèi)容37
• 3.1.3 測試儀器37-38
• 3.2 實測住宅室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀38-41
• 3.2.1 建筑氣密性能要求38-39
• 3.2.2 實測住宅建筑氣密性能39
• 3.2.3 室內(nèi)甲醛、TVOC污染現(xiàn)狀39-41
• 3.3 窗用通風(fēng)器換氣性能實驗41-46
• 3.3.1 通風(fēng)器換氣原理41-42
• 3.3.2 通風(fēng)器換氣性能測試42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 WSAC對IAQ的影響研究47-60
• 4.1 應(yīng)用WSAC采暖建筑測試對象47-50
• 4.1.1 太陽能實驗房47
• 4.1.2 太陽能學(xué)校47-48
• 4.1.3 測試儀器及工況48-50
• 4.2 WSAC采暖對熱濕環(huán)境的調(diào)節(jié)作用50-53
• 4.2.1 WSAC不同工況下室內(nèi)溫濕度變化50-51
• 4.2.2 集熱墻采暖教室室內(nèi)環(huán)境調(diào)查51-53
• 4.3 熱循環(huán)對空氣微生物的影響53-55
• 4.3.1 不同工況下WSAC內(nèi)部空氣溫度分布53-54
• 4.3.2 空氣微生物濃度測試54-55
• 4.4 WSAC運行對室內(nèi)顆粒物的擾動作用55-58
• 4.4.1 WSAC內(nèi)氣流速度分布55-57
• 4.4.2 室內(nèi)可吸入顆粒物濃度的變化57-58
• 4.4.3 WSAC近風(fēng)口處可吸入顆粒物濃度變化58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 WSAC采暖室內(nèi)氣流場模擬初探60-69
• 5.1 FLUENT軟件數(shù)值計算概述60-61
• 5.2 模型選擇61-62
• 5.2.1 物理模型61
• 5.2.2 物理模型簡化假設(shè)61-62
• 5.2.3 數(shù)學(xué)模型的選擇62
• 5.3 邊界條件設(shè)置62-63
• 5.4 網(wǎng)格生成63
• 5.5 室內(nèi)氣流場模擬結(jié)果分析63-68
• 5.5.1 模擬與實測溫度對比63-64
• 5.5.2 空氣氣流分布特性64-66
• 5.5.3 不同送風(fēng)速度下的室內(nèi)氣流場66-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況75-76
• 致謝76-77

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