室內(nèi)外環(huán)境因素影響下的辦公建筑自然通風(fēng)的節(jié)能潛力

【摘要】： 面對(duì)嚴(yán)峻的能源消耗與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)發(fā)展之間的矛盾日益突出,節(jié)能成為當(dāng)今社會(huì)的主題。其中,在建筑能耗中占比重較大的空調(diào)能耗引起了我們的重視,自然通風(fēng)以其被動(dòng)式降溫不但解決了傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)為了得到所需求的室內(nèi)環(huán)境而需消耗的大量能源,還以其清新的自然風(fēng)改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)并給人們身心帶來(lái)了健康,減少了許多在空調(diào)系統(tǒng)下對(duì)人體潛在的空調(diào)疾病的發(fā)生。 隨著人體熱舒適理論的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)了在夏季自然通風(fēng)環(huán)境下人體所能耐受的溫度比空調(diào)環(huán)境的高,即人體可接受的溫度范圍得到擴(kuò)寬。故可以在滿足人體舒適的情況下通過自然通風(fēng)盡可能的減少空調(diào)的使用時(shí)間,從而達(dá)到建筑的節(jié)能的目的。 本論文通過對(duì)西安市的氣候特點(diǎn)進(jìn)行分析得出西安市具有一定的自然通風(fēng)潛力的結(jié)論;同時(shí)根據(jù)國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的在自然通風(fēng)建筑中的熱舒適性模型計(jì)算得到西安市在夏季人體耐受溫度的最大值?？紤]到室內(nèi)熱源的存在等室內(nèi)外的影響因素,借用CFD技術(shù)對(duì)不同通風(fēng)方式及不同室外溫度進(jìn)行了模擬計(jì)算,以微小風(fēng)速條件下西安市某辦公建筑標(biāo)準(zhǔn)房間為例,計(jì)算分析不同室外溫度時(shí)的室內(nèi)活動(dòng)區(qū)域的平均溫度,得到室內(nèi)外溫度差的變化規(guī)律,進(jìn)而找到了夏季利用自然通風(fēng)不能使人們的舒適得到滿足而必須開啟空調(diào)的室外溫度,從而確定所需空調(diào)的時(shí)間。同時(shí)分析了不同室外風(fēng)速下,對(duì)應(yīng)不同室外溫度的室內(nèi)的通風(fēng)效果。最后,通過建筑能耗分析軟件DeST對(duì)該建筑計(jì)算分析了充分利用自然通風(fēng)后全年空調(diào)期內(nèi)所產(chǎn)生的節(jié)能效益。 【關(guān)鍵詞】：建筑節(jié)能 自然通風(fēng) 耐受溫度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TU834.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究的背景和意義10-12
• 1.2 自然通風(fēng)的基本原理12-14
• 1.2.1 風(fēng)壓通風(fēng)作用12-13
• 1.2.2 熱壓通風(fēng)作用13-14
• 1.2.3 風(fēng)壓與熱壓共同作用14
• 1.3 自然通風(fēng)的主要研究方法和現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 主要研究的方法14-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本論文研究的方法和內(nèi)容17-18
• 1.5 本論文研究工具18-19
• 1.6 小結(jié)19-20
• 第二章 西安市地區(qū)利用自然通風(fēng)的潛力20-24
• 2.1 西安市地理、氣候條件概況20
• 2.2 DeST動(dòng)態(tài)模擬的室外氣象計(jì)算參數(shù)20-22
• 2.3 西安市夏季空調(diào)季自然通風(fēng)潛力分析22-23
• 2.4 小結(jié)23-24
• 第三章 西安市地區(qū)自然通風(fēng)的熱舒適評(píng)價(jià)24-29
• 3.1 自然通風(fēng)建筑室內(nèi)熱舒適標(biāo)準(zhǔn)24-26
• 3.1.1 舒適度的簡(jiǎn)介24
• 3.1.2 舒適度的發(fā)展24-26
• 3.1.3 熱舒適在我國(guó)的研究26
• 3.2 西安市自然通風(fēng)熱舒適中性溫度及熱舒適區(qū)26-28
• 3.2.1 自然通風(fēng)的中性溫度26-27
• 3.2.2 基于適應(yīng)性模型的西安市自然通風(fēng)熱舒適區(qū)27-28
• 3.3 小結(jié)28-29
• 第四章 物理模型和物理問題的建立29-34
• 4.1 物理模型的建立和簡(jiǎn)化29-32
• 4.1.1 幾何模型的建立29
• 4.1.2 辦公建筑的物性參數(shù)29-30
• 4.1.3 室內(nèi)得熱量的計(jì)算30-32
• 4.2 計(jì)算區(qū)域的確定及網(wǎng)格的劃分32
• 4.3 邊界條件的設(shè)定32-33
• 4.3.1 得熱邊界的設(shè)定32-33
• 4.3.2 其他邊界的設(shè)定33
• 4.4 不同自然通風(fēng)工況33
• 4.5 小結(jié)33-34
• 第五章 數(shù)值計(jì)算方法及計(jì)算結(jié)果分析34-56
• 5.1 CFD軟件Fluent簡(jiǎn)介34
• 5.2 湍流模型的選擇34-41
• 5.2.1 湍流數(shù)值模擬方法介紹和選擇34-36
• 5.2.2 渦粘模型的基本原理及湍流模型的選擇36-38
• 5.2.3 k-ε兩方程模型38-40
• 5.2.4 RNG兩方程模型40-41
• 5.3 壁面函數(shù)的選擇41-44
• 5.3.1 近壁區(qū)流動(dòng)的特點(diǎn)41-42
• 5.3.2 近壁處理方法介紹及其選擇42-44
• 5.4 自然通風(fēng)工況模擬基本步驟及設(shè)置44-46
• 5.5 計(jì)算結(jié)果及分析46-55
• 5.5.1 人體活動(dòng)區(qū)域的定義46
• 5.5.2 室外風(fēng)速為0.03m/s時(shí)雙側(cè)自然通風(fēng)的計(jì)算結(jié)果及分析46-48
• 5.5.3 室外風(fēng)速為0.03m/s時(shí)單側(cè)自然通風(fēng)的計(jì)算結(jié)果及分析48-51
• 5.5.4 自然通風(fēng)室內(nèi)活動(dòng)區(qū)域中耐受溫度為最大值時(shí)的空調(diào)供冷時(shí)間51-52
• 5.5.5 其他風(fēng)速下的自然通風(fēng)計(jì)算和分析52-55
• 5.6 小結(jié)55-56
• 第六章 DeST的能耗分析56-65
• 6.1 DeST軟件介紹56-59
• 6.1.1 DeST的特點(diǎn)56-57
• 6.1.2 DeST的軟件結(jié)構(gòu)體系及數(shù)據(jù)組織57-59
• 6.2 DeST模擬計(jì)算的基本理論59-60
• 6.3 DeST的版本60
• 6.4 該綜合辦公建筑建筑能耗分析60-61
• 6.4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式60-61
• 6.4.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù)設(shè)置61
• 6.5 在不同空調(diào)方案下辦公建筑的能耗分析61-64
• 6.5.1 辦公建筑全空調(diào)能耗模擬結(jié)果61-62
• 6.5.2 充分利用自然通風(fēng)形成間歇性空調(diào)運(yùn)行辦公建筑能耗模擬結(jié)果62-64
• 6.6 小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果70-71
• 致謝71

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