日常窗帘启闭对采暖季建筑热性能的影响研究

发布时间：2017-07-26 20:37

  本文关键词：日常窗帘启闭对采暖季建筑热性能的影响研究

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【摘要】：在能源日益紧张的今天,节能已经成为当今世界的热点问题。中国建筑能耗占据了社会能源消耗的30%～40%,对建筑围护结构本体的热工设计优化能较大程度地减少建筑能耗。随着人们生活水平的提高,在满足节能设计的同时,对室内热环境的舒适性也提出了更高的要求。在建筑设计和运行过程中,因缺乏对建筑热工的认识和理解,忽视建筑细节处理的重要性,从而对建筑热性能产生不利影响,如建筑冷热桥问题等使建筑能耗额外增加20%～30%。窗帘已经走进千家万户,但是对其热工特性的定量描述却鲜有研究。因此,本文通过理论分析、现场实测、软件模拟等方法着重研究了居住建筑和办公建筑日常窗帘启闭对建筑热性能的影响。首先为研究窗帘调控方式对室内热环境和室内热舒适的影响,选取大连市散热器供暖与地板辐射供暖两户住宅,分别对室内热环境进行实测。基于测试数据着重分析了不同建筑朝向、供暖方式、窗帘布置形式以及调控方式对室内热环境的影响。实测结果表明,南向房间在白天上拉／夜晚关闭窗帘时,日平均空气温度较高；北向房间窗帘全天关闭时,日平均空气温度较高；对地板辐射供暖房间,合理的窗帘调控可提高室内平均辐射温度0.85℃；对散热器供暖房间,平均辐射温度可提高3.0℃,提升效果较为明显。窗帘的调控方式与室外太阳辐射强度决定了采暖季外窗全天的得失热平衡关系,因此针对严寒、寒冷与夏热冬冷气候地区7个典型城市,分析了12种外窗与窗帘组合形式的热平衡状况,为各地外窗及窗帘优化设计提供了参考；然后讨论了夜晚下拉窗帘对室内辐射换热状况和室内热舒适性的影响；通过建立夜间室内辐射换热计算模型,发现冬季夜晚下拉窗帘能够减少75.5%室内壁面通过外窗的辐射换热,减少45.4%近窗处人体向外窗冷壁面辐射散热量,提高了室内人员热感觉,减少了室内辐射热损失。其次,探究了冬季窗帘调控对改善不均匀辐射带来的热不舒适感觉,结果表明不满意率降低了18.5%；接着对大连市某办公建筑室内热环境进行了窗帘调节性能实测,基于办公建筑使用特点,讨论了自然采光对窗帘调控性能的约束性作用。另外,探究了窗帘调控对实际工程的节能意义。利用BIM能耗分析平台对两个实际工程进行了能耗计算。对严寒地区某节能居住建筑,考虑窗帘调节后,相比未调节情况,建筑全年能耗最高降低了4.7%,采暖季建筑能耗最高降低了8.8%；对寒冷地区某办公建筑案例,建筑全年能耗最高降低了9.2%,采暖季建筑能耗最高降低了11.4%。最后基于传热学理论分析,对外窗内置窗帘的传热模型进行了研究,结果表明下拉窗帘后形成的空气层能显著提高外窗保温性能,且空气层热阻存在最大值。以大连市某单层窗为例,配置棉帘以后综合热阻可提高19.8%,为窗帘保温构造的设计提供了参考。“细节决定成败”,实现建筑节能需要做好每一个容易忽略的细节处理。本论文着重讨论了窗帘调节在冬季集中采暖建筑中的作用,尚未涉及对自然运行建筑的调控作用分析；另外对夏季窗帘的调控研究较少。以后还应从这两方面进行更加深入的研究。
【关键词】：日常窗帘启闭 建筑热性能 不均匀辐射 能耗
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 建筑细部调节和设计对建筑热工性能影响12-14
• 1.2.2 窗帘调节对室内热湿环境的影响研究14-15
• 1.2.3 目前研究存在的问题15
• 1.3 本论文研究内容及框架15-17
• 2 日常窗帘启闭调节对集中供暖居住建筑室内热环境影响研究17-53
• 2.1 实测调查概要17-21
• 2.1.1 实测对象17-18
• 2.1.2 实测方法18-19
• 2.1.3 测试工况19-21
• 2.2 影响窗帘调节效果的因素分析21-31
• 2.2.1 窗帘布置方式22-24
• 2.2.2 建筑朝向24-27
• 2.2.3 供暖方式27-31
• 2.3 窗帘启闭对室内辐射环境的作用31-43
• 2.3.1 直接收益窗得失热状况分析31-38
• 2.3.2 夜间辐射换热38-41
• 2.3.3 人与围护结构内壁面的辐射热交换41-43
• 2.4 窗帘调节对室内热舒适性的改善效果43-51
• 2.4.1 整体热舒适评价与分析43-46
• 2.4.2 局部热不舒适影响因素46-47
• 2.4.3 窗帘对局部热不舒适改善作用47-51
• 2.5 本章小节51-53
• 3 日常窗帘启闭调节对集中供暖办公建筑室内热环境影响研究53-67
• 3.1 实测调查概要53-57
• 3.1.1 实测对象53-54
• 3.1.2 实测方法54-56
• 3.1.3 测试工况56-57
• 3.2 窗帘调节对室内热环境的影响57-63
• 3.2.1 室内空气温度及外窗壁面温度变化57-60
• 3.2.2 室内热舒适性分析60-63
• 3.3 采光需求对窗帘调节的约束性作用分析63-66
• 3.4 本章小结66-67
• 4 窗帘启闭对典型工程案例建筑能耗的影响及经济性分析67-77
• 4.1 窗帘调节能耗计算方法67
• 4.2 典型居住建筑工程案例分析67-71
• 4.3 典型办公建筑工程案例分析71-75
• 4.4 经济性分析75-76
• 4.5 本章小节76-77
• 5 基于窗帘保温性能改善的构造优化设计理论分析77-87
• 5.1 物理模型建立77-79
• 5.1.1 窗帘的种类77
• 5.1.2 物理模型建立77-79
• 5.2 窗帘传热过程分析79-83
• 5.2.1 外窗传热79-80
• 5.2.2 空气间层复合传热80-82
• 5.2.3 窗帘传热82-83
• 5.3 典型的窗帘组合形式空气层热阻分析83-86
• 5.4 本章小节86-87
• 结论87-89
• 参考文献89-92
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况92
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目92-93
• 致谢93-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：578262