严寒地区建筑中庭热环境及气流分布的测试研究

发布时间：2020-05-14 07:19

【摘要】：中庭作为建筑内部的半开阔公共空间,连接建筑室内外环境,对室外气候起缓冲作用,营造一个舒适的中庭热环境及气流分布能有效改善整个建筑空间的热环境。由于严寒地区特殊的气象条件,以及中庭温度场和气流场测试的困难性,关于严寒地区中庭热环境及气流分布的研究较少。针对严寒地区的中庭热环境特性,本文选用现场实测和缩尺模型实验研究两种研究方式,主要研究严寒地区中庭内部温度场及气流场分布规律,以及中庭特性对中庭内部热环境及气流分布的影响,从而提出实际建筑中庭改善热环境及气流分布的相关建议。研究主要从以下两个方面展开。中庭热环境现场实测研究:选取严寒地区典型建筑中庭为测试对象,因地制宜设计现场实测方案,于冬夏季典型气象日进行热环境现场测试,研究严寒地区冬夏季中庭内部温度分布规律。中庭缩尺模型实验研究:搭建缩尺模型实验试验台,设计实验方案,改变缩尺中庭的通风方式及开口形式进行实验,分别测量缩尺中庭的温度分布及气流场,研究中庭通风方式及自然通风开口形式对中庭热环境及气流分布规律的影响。围绕上述研究内容,本文进行了相关研究,得出:严寒地区冬夏季中庭室温空间分布均具有一定的垂直温度梯度和水平不均匀性。夏季,中庭室温沿高度的升高递增,垂直温差和水平温差大,中庭室温空间分布逐时变化;冬季,地暖采暖,中庭室温沿高度的升高递减,垂直温差和水平温差较小,空间分布均匀稳定。冬夏两季,室外气温、太阳辐射、室内墙体温度均能影响中庭室温分布规律,中庭室温随以上参数的增大而增大。严寒地区冬夏中庭温度场具有不同特性。夏季,中庭室温受室外气候影响大,空间差异性强,分布规律逐时波动;冬季,中庭温度场分布规律与采暖方式相关,中庭室温受室外极端气象影响小,空间分布均匀稳定。自然通风及机械通风均能有效改善中庭热环境及气流分布,机械通风改善效果更佳。自然通风不同的开口形式下,中庭热环境与气流分布规律不同。严寒地区夏季气候舒适,建筑中庭可优先考虑自然通风改善中庭热环境及气流分布,并结合建筑实际需求选取改善效果最优的开口形式,在自然通风完全无法满足建筑需求时再使用机械通风,以降低建筑能耗。
【图文】：

课题研究框架

中庭热环境现场测试主要目的为：分析严寒地区冬夏中庭内部温度场的分布规律；研究室内外各特性参数对中庭室内热环境的影响。测试前期调研需确定的信息有：中庭尺寸（长、宽、高）、测试中庭人员的逐时分布规律、中庭内热源分布等。测试时需测试的参数：中庭温度分布（大量布置离散温度测点）、中庭边壁温度（墙体表面温度、地表面温度）和室外气象参数（室外空气温度、室外太阳辐射强度）。2.1.2 测试地点及时间综合考虑测试可行性、中庭典型性等因素之后，最终确定以哈尔滨某办公建筑中庭作为测试地点。中庭结构规则，高度适中，为典型的四向矩形中庭，代表性强，测试可实施性大。如下图 2-1、图 2-1 所示。测试中庭长 25m，宽 11m，高 25m，四向矩形中庭，H 型剖面形态，顶界面形状为 A 型，玻璃屋顶。办公建筑，，中庭内人员在上下班时间段较为密集；中庭玻璃顶采光良好，内部灯具布置较少；设备主要有电梯、广告屏等。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU111.3

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本文编号：2663016