不同建筑布局對室外熱環(huán)境的影響及節(jié)能效果分析

【摘要】：由于我國各氣候區(qū)氣象條件的不同,在城市規(guī)劃和建設(shè)中所采用的建筑布局形式也有所差異,從而導(dǎo)致城市街區(qū)及建筑群內(nèi)的空氣微環(huán)境也具有不同的特點。為此,本文針對幾種典型布局的建筑,討論了建筑周圍的熱環(huán)境,并對冬季時室外熱舒適性與建筑節(jié)能效應(yīng)及進(jìn)行了研究。 在利用已有實驗數(shù)據(jù)驗證數(shù)值模擬方案的基礎(chǔ)上,本文采用CFD方法,選取了四種典型布局建筑群,對建筑群周圍的氣流場及溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對模擬結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。同時,運用Suncast程序?qū)ι鲜鏊姆N模型進(jìn)行了日照面積模擬,根據(jù)模擬結(jié)果分析了建筑形式與建筑間距對各建筑所能獲取的日照面積的影響規(guī)律,并利用溫、濕度儀對兩類圍合式布局的建筑進(jìn)行了實測。另外,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,計算分析了建筑形式的改變對建筑能耗的影響,并采用風(fēng)冷卻指數(shù)評價了冬季時建筑周圍的熱舒適性。 由Suncast程序的模擬結(jié)果表明,夏季時,影響建筑日照面積的主要因素是建筑形式,而冬季時則是建筑間距；利用各種布局建筑周圍氣流場的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行節(jié)能效應(yīng)的計算后可以發(fā)現(xiàn),冬季條件下,兩類圍合式建筑的節(jié)能效應(yīng)更明顯,尤其是全圍合式建筑,而行列式與錯列式建筑由于建筑群間的氣流強度較大,節(jié)能效應(yīng)并不突出。在對實測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn),全圍合式建筑與半圍合式建筑相比,前者庭院內(nèi)溫度比后者高,而且隨時間的變化較小,能夠獲得相對穩(wěn)定舒適的環(huán)境,庭院式建筑與單體建筑室內(nèi)溫、濕度受太陽輻射的影響規(guī)律有所不同；運用風(fēng)冷卻指數(shù)對冬季時建筑周圍熱舒適性的評價結(jié)果表明,風(fēng)冷卻指數(shù)的分布規(guī)律與建筑周圍氣流的分布規(guī)律基本一致。 【關(guān)鍵詞】：熱環(huán)境 太陽輻射 建筑布局 節(jié)能效應(yīng) 熱舒適
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TU111;TU201.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 主要符號表10-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 選題研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 不同布局建筑周圍風(fēng)環(huán)境的研究13-14
• 1.2.2 太陽輻射及室外熱環(huán)境的研究14-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-16
• 第二章 數(shù)值模擬理論及模型驗證16-24
• 2.1 數(shù)學(xué)模擬方法16-19
• 2.1.1 湍流流動及模型選用16
• 2.1.2 控制方程的離散16-18
• 2.1.3 SIMPLE算法18-19
• 2.2 研究模型的基本描述19
• 2.3 本文數(shù)學(xué)模型驗證19-24
• 2.3.1 等溫情況時的數(shù)學(xué)模型驗證19-21
• 2.3.2 非等溫情況時的數(shù)學(xué)模型驗證21-24
• 第三章 不同建筑布局時太陽輻射對建筑熱濕環(huán)境的影響24-45
• 3.1 不同氣候區(qū)、不同建筑布局時的日照面積模擬與分析24-30
• 3.1.1 夏熱冬冷地區(qū)25-27
• 3.1.2 夏熱冬暖地區(qū)27-29
• 3.1.3 嚴(yán)寒地區(qū)29-30
• 3.2 不同建筑布局時太陽輻射對室內(nèi)熱濕環(huán)境的影響30-36
• 3.2.1 測量儀器及測點位置說明31-32
• 3.2.2 溫度測量數(shù)據(jù)及分析32-35
• 3.2.3 濕度測量數(shù)據(jù)及分析35-36
• 3.3 不同建筑布局時太陽輻射對室外熱濕環(huán)境的影響36-44
• 3.3.1 全圍合建筑室外熱濕環(huán)境36-39
• 3.3.2 半圍合建筑室外熱環(huán)境39-41
• 3.3.3 半圍合與全圍合建筑室外熱濕環(huán)境的比較41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 冬季不同布局建筑的附加節(jié)能效果45-59
• 4.1 不同布局建筑的附加節(jié)能效果45-49
• 4.1.1 數(shù)值模擬方法45-46
• 4.1.2 忽略溫差時附加節(jié)能率的計算方法46-48
• 4.1.3 考慮溫差時附加節(jié)能率的計算方法48-49
• 4.2 忽略溫差時的模擬計算結(jié)果49-54
• 4.2.1 背景風(fēng)速v=3m/s時各種模型的平均對流換熱50-54
• 4.2.2 背景風(fēng)速v=6m/s時各種模型的平均對流換熱54
• 4.2.3 背景風(fēng)速v=9m/s時各種模型的平均對流換熱54
• 4.3 結(jié)果分析54-58
• 4.3.1 不同背景風(fēng)速下附加節(jié)能率的分析比較54-56
• 4.3.2 不同間距半圍合模型附加節(jié)能率的分析比較56
• 4.3.3 考慮溫差時全圍合模型的附加節(jié)能率56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 冬季室外熱舒適的評價59-64
• 5.1 不同布局建筑冬季室外熱舒適性研究現(xiàn)狀及評價方法59-60
• 5.1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀59
• 5.1.2 冬季室外熱舒適性評價方法59-60
• 5.2 冬季室外熱舒適性的評價60-63
• 5.2.1 不同布局建筑周圍的氣流場分布60-62
• 5.2.2 不同布局建筑周圍熱環(huán)境評價結(jié)果及分析62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87-88
• 致謝88

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